Контроль состояния жидких сред на основе комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн

• Автор: Кузнецов, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ковров
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН В ЖИДКОСТЯХ, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
1.1 Методы измерения скорости распространения продольных ультразвуковых волн в жидкости
1.2 Методы измерения скорости распространения поперечных ультразвуковых волн в жидкостях
1.3 Комплексные методы определения скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости
1.4 Математические модели пьезоэлектрических преобразователей
Выводы по первой главе
ГЛАВА 2 МЕТОД КОМПЛЕКСНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СКОРОСТИ РАСПОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН В ЖИДКОСТЯХ
2.1 Метод комплексного определения скорости продольных и поперечных волн в жидкости
2.2 Выбор пьезоэлементов для комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости
2.3 Обобщенная пространственная математическая модель сложнонапряженного состояния пьезопреобразователя
2.4 Анализ точности расчета модели
2.5 Моделирование поведения пьезоэлектрического преобразователя
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОБРОТНОСТИ РЕЗОНАНСОВ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТА В ДАТЧИКЕ СКОРОСТИ
РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКВОВОМ ВОЛН В ЖИДКОСТИ
3.1 Метод определения добротности пьезопреобразователя__ 5
3.2 Измерение частотной характеристики пьезопреобразователя
3.3 Аппаратная реализации методики вейвлет-анализа
3.4 Оптимизация конструкции пьезопреобразователей
Выводы по третье главе
ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ
КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЖИДКИХ СРЕД НА ОСНОВЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКВОВОМ ВОЛН
4.1 Синтез системы контроля состояния жидких сред
4.2 Измерение и стабилизация температуры ультразвукового датчика
4.3 Измерение скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости, оценка точности
4.4 Экспресс - анализ и контроль состояния жидкостей на основе ультразвуковых измерений
4.5 Контроль состояния жидкостей на основе ультразвуковых методов измерения физических параметров
4.6 Перспективы промышленного использования средства комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

СПИСИК ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ
АЦП - Аналого-цифровой преобразователь;
АЧХ - Амплитудно- частотная характеристика;
ГСМ - Горюче-смазочные материалы;
КР - Кривая реакции;
МКЭ - Метод конечных элементов;
МКР - Метод конечных разностей;
ОСС - Обратная отрицательная связь;
ПЛИС - Программируемые логические интегральные схемы;
ПП - Пьезопреобразователь;
САПР - Системы автоматизированного проектирования;
САР - Система автоматического регулирования;
УЗ - Ультразвук;
ФЧХ - Фазо-частотная характеристика;
ЦОС - Цифровая обработка сигнала;
DDS - Digital Direction Synthesis.

Рис. 2.9 Графики установившийся реакции системы у(г) на гармоническое
воздействие *(/)
Определение амплитуды и фазы установившийся реакции системы целесообразно проводить, воспользовавшись преобразованием Фурье [76].
Яе = ^ ДО/)сю(й*)<гг, где Г = ~ (2.56)
1т = 7 , (2.57)

А = л1ке2 + 1т2 , (2.58)
<р = агЩ^ (2.59)
1.е
В итоге, после приведенных расчетов для исследуемого диапазона частот строится частотная характеристика пьезопреобразователя.
2.4 Анализ точности расчета модели
Влияние шага пространственного разбиения на точность расчета модели. Представленная модель является дискретной, выбор шага пространственного разбиения объекта моделирования существенным образом влияет на точность расчета модели.
Уменьшение шага разбиения приводит к повышению точности представления нелинейных пространственных распределений величин