RU2488809C2 - Method of inspecting state of materials - Google Patents
Method of inspecting state of materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488809C2 RU2488809C2 RU2011131334/07A RU2011131334A RU2488809C2 RU 2488809 C2 RU2488809 C2 RU 2488809C2 RU 2011131334/07 A RU2011131334/07 A RU 2011131334/07A RU 2011131334 A RU2011131334 A RU 2011131334A RU 2488809 C2 RU2488809 C2 RU 2488809C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electromagnetic field
- antenna
- inspected object
- internal state
- channel
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и диагностики материалов и может быть использовано в тех областях науки и техники, где необходимо отслеживать состояние материалов без оказания тестового воздействия на них.The invention relates to the field of non-destructive testing and diagnostics of materials and can be used in those areas of science and technology where it is necessary to monitor the condition of materials without having a test effect on them.
Известен способ неразрушающего контроля качества объекта (см. Патент №2171469 C1, G01N 29/00, G01N 25/12 опубликовано 2001 г.), заключающийся в сканировании поверхности контролируемого объекта, измерении величин сигналов излучения физического поля с каждой точки поверхности контролируемого объекта, выборе порогового значения величины сигнала излучения и обнаружение дефектов путем сравнения значений величины измеренного сигнала излучения каждой точки поверхности контролируемого объекта с пороговым значением величины сигнала излучения. Разбивают весь диапазон величин сигналов излучения по их значениям на К интервалов, регистрируют измеренные сигналы по принадлежности к соответствующим интервалам, определяют количество измеренных сигналов в каждом интервале, рассчитывают разность количества измеренных сигналов между последующим и предыдущим интервалами по всему диапазону значений величин сигналов. В качестве порогового значения величины сигнала излучения физического поля выбирают значение из интервала, для которого разность количества измеренных сигналов в данном и предыдущем интервалах меньше нуля, а разность количества измеренных сигналов в данном и последующем интервалах больше нуля.A known method of non-destructive quality control of an object (see Patent No. 2171469 C1, G01N 29/00, G01N 25/12 published in 2001), which consists in scanning the surface of the controlled object, measuring the magnitude of the radiation signals of the physical field from each point on the surface of the controlled object, choosing the threshold value of the magnitude of the radiation signal and the detection of defects by comparing the values of the measured radiation signal of each point on the surface of the controlled object with the threshold value of the magnitude of the radiation signal. The entire range of radiation signal values is broken down by their values into K intervals, the measured signals are recorded according to their respective intervals, the number of measured signals in each interval is determined, and the difference in the number of measured signals between the subsequent and previous intervals over the entire range of signal values is calculated. As a threshold value of the magnitude of the radiation signal of the physical field, choose a value from an interval for which the difference in the number of measured signals in this and previous intervals is less than zero, and the difference in the number of measured signals in this and subsequent intervals is greater than zero.
Недостатком данного способа является невозможность контролировать состояние материала внутри объекта контроля.The disadvantage of this method is the inability to control the state of the material inside the control object.
Известен также способ контроля внутреннего состояния объекта контроля (см. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н. Филинов и др.; под. ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1995. - С.319-320.), заключающийся в том, что формируют радиоволну диапазона СВЧ, которую с помощью излучающей антенны пропускают через объект контроля и после прохождения и приема принимающей антенной сравнивают по амплитуде и фазе с опорным сигналом, по изменению которых судят о внутреннем состоянии материала объекта контроля.There is also a method of monitoring the internal state of the object of control (see Non-destructive testing and diagnostics: Handbook / V.V. Klyuev, F.R.Sosnin, V.N. Filinov and others; under the editorship of V.V. Klyuev. - M .: Mashinostroenie, 1995. - S.319-320.), Which consists in the fact that they form a microwave wave of the microwave range, which is transmitted through the monitoring object using a radiating antenna and, after passing and receiving the receiving antenna, is compared in amplitude and phase with the reference signal , by changing which they judge the internal state of the material of the object of control.
Недостатком этого способа является невозможность контроля внутреннего состояния материалов вне зоны электромагнитной волны создаваемой излучающей антенной.The disadvantage of this method is the inability to control the internal state of materials outside the zone of the electromagnetic wave generated by the emitting antenna.
Задачей данного изобретения является устранение указанного недостатка.The objective of the invention is to remedy this drawback.
Поставленная цель достигается тем, что осуществляют прием электромагнитного поля антенной вблизи объекта контроля, дополнительно принимают второй антенной фоновое электромагнитное поле вдали от него, проводят спектральный или иной анализ электромагнитного поля вблизи контролируемого объекта и фонового электромагнитного поля вдали от него, сравнивают полученные спектральные или иные характеристики, по отличию которых судят о внутреннем состоянии материала контролируемого объекта.This goal is achieved by the fact that the electromagnetic field is received by the antenna near the monitoring object, an additional background electromagnetic field far from it is received by the second antenna, a spectral or other analysis of the electromagnetic field near the controlled object and the background electromagnetic field far is carried out, the obtained spectral or other characteristics are compared by the difference of which they judge the internal state of the material of the controlled object.
В предлагаемом способе контроля состояния материалов информацию о внутреннем состоянии материала объекта контроля получают вследствие того, что осуществляют прием электромагнитного поля, являющегося суперпозицией фонового электромагнитного поля и собственного электромагнитного поля контролируемого объекта, вблизи него, дополнительно принимают второй антенной фоновое электромагнитное поле вдали от него. Так как с фоновым электромагнитным полем взаимодействуют все молекулы материала контролируемого объекта, который полностью погружен в это поле, то из сравнения спектральных или иных характеристик электромагнитного поля вблизи объекта контроля и фонового электромагнитного поля вдали от него получают информацию о состоянии всего материала контролируемого объекта в отличие от прототипа.In the proposed method for monitoring the state of materials, information about the internal state of the material of the control object is obtained due to the fact that the electromagnetic field is received, which is a superposition of the background electromagnetic field and the intrinsic electromagnetic field of the object being monitored, in addition to the second antenna, the background electromagnetic field far from it is additionally received. Since all the molecules of the material of the controlled object, which is completely immersed in this field, interact with the background electromagnetic field, from the comparison of the spectral or other characteristics of the electromagnetic field near the control object and the background electromagnetic field far from it, information is obtained on the state of all the material of the controlled object, unlike prototype.
На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Figure 1 presents a diagram of a device that implements the proposed method.
Устройство состоит из двух идентичных каналов и содержит первую приемную антенну 1, широкополосный усилитель 2 первого канала, аналого-цифровой преобразователь 3 первого канала, цифровую память 4 первого канала, вторую приемную антенну 5, широкополосный усилитель 6 второго канала, аналого-цифровой преобразователь 7 второго канала, цифровую память 8 второго канала, электронно-вычислительную машину 9 и контролируемый объект 10.The device consists of two identical channels and contains a first receiving antenna 1, a broadband amplifier 2 of the first channel, an analog-to-digital converter 3 of the first channel, a digital memory 4 of the first channel, a second receiving antenna 5, a broadband amplifier 6 of the second channel, and an analog-to-digital converter 7 of the second channel, digital memory 8 of the second channel, electronic computer 9 and a controlled object 10.
Реализация предлагаемого способа осуществляется следующим образом. Первая приемная антенна 1 принимает электромагнитное поле вблизи контролируемого объекта 10 и передает сигнал на широкополосный усилитель 2 первого канала, который усиливает сигнал и передает его на вход аналого-цифрового преобразователя 3 первого канала, который оцифровывает сигнал и со своего выхода передает его в цифровую память 4 первого канала. В то же самое время вторая приемная антенна 5 принимает фоновое электромагнитное поле вдали от контролируемого объекта и передает сигнал на широкополосный усилитель 6 второго канала, который усиливает сигнал и передает его на вход аналого-цифрового преобразователя 7 второго канала, который оцифровывает сигнал и со своего выхода передает его в цифровую память 8 второго канала. После набора необходимого объема информации по сигналам первого и второго канала с выходов цифровой памяти 4 первого канала и цифровой памяти 8 второго канала информация передается в электронно-вычислительную машину 9, где обрабатывается по соответствующей программе, например, по методу Фурье-анализа или иным методом.Implementation of the proposed method is as follows. The first receiving antenna 1 receives an electromagnetic field near the controlled object 10 and transmits a signal to a broadband amplifier 2 of the first channel, which amplifies the signal and transfers it to the input of the analog-to-digital converter 3 of the first channel, which digitizes the signal and transfers it to digital memory 4 from its output the first channel. At the same time, the second receiving antenna 5 receives the background electromagnetic field far from the controlled object and transmits a signal to the broadband amplifier 6 of the second channel, which amplifies the signal and transfers it to the input of the analog-to-digital converter 7 of the second channel, which digitizes the signal from its output transfers it to digital memory 8 of the second channel. After collecting the necessary amount of information on the signals of the first and second channels from the outputs of the digital memory 4 of the first channel and the digital memory 8 of the second channel, the information is transmitted to an electronic computer 9, where it is processed using the appropriate program, for example, by the Fourier analysis method or another method.
Пример. Экспериментальная проверка предлагаемого метода была проведена на примере стержней из углепластика и стали 40Х. Стержень из углепластика имел следующие размеры: внешний диаметр 30 мм, внутренний диаметр 26 мм, длина 450 мм. Стержень из стали 40Х: диаметр 22 мм, длина 450 мм. Стержни устанавливались на опоры, находящиеся на расстоянии 430 мм. Нагрузка прикладывалась к середине стержней. Результаты испытаний приведены в таблице. В таблице: F - сила нагружения в Ньютонах, Фст(t) - трансформанта Фурье стержня из стали 40Х, Фуп(t) - трансформанта Фурье стержня из углепластика.Example. An experimental verification of the proposed method was carried out using carbon fiber and 40X steel rods as an example. The carbon fiber core had the following dimensions: outer diameter 30 mm, inner diameter 26 mm, length 450 mm. Steel rod 40X: diameter 22 mm, length 450 mm. The rods were mounted on supports located at a distance of 430 mm. The load was applied to the middle of the rods. The test results are shown in the table. In the table: F is the loading force in Newtons, F st (t) is the Fourier transform of a rod made of steel 40X, F up (t) is the Fourier transform of a rod made of carbon fiber.
Из данных таблицы следует, что обе трансформанты Фурье линейно возрастают с ростом нагружения, что соответствует закону Гука. Таким образом можно констатировать, что предлагаемый способ чувствителен к изменению внутреннего состояния материалов контролируемых объектов не только диэлектриков, но и металлов.From the table it follows that both Fourier transforms linearly increase with increasing loading, which corresponds to Hooke's law. Thus, we can state that the proposed method is sensitive to changes in the internal state of materials of controlled objects not only dielectrics, but also metals.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131334/07A RU2488809C2 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Method of inspecting state of materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131334/07A RU2488809C2 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Method of inspecting state of materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011131334A RU2011131334A (en) | 2013-02-10 |
| RU2488809C2 true RU2488809C2 (en) | 2013-07-27 |
Family
ID=49119300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011131334/07A RU2488809C2 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Method of inspecting state of materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2488809C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618488C1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Device for controlling substances |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0486689B1 (en) * | 1989-08-07 | 1996-02-07 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Ultrasonic inspection apparatus |
| DE4031895C2 (en) * | 1989-10-08 | 1996-08-29 | Irt Inspection Res & Tech | Device and method for recording and processing ultrasonic signals |
| RU2171469C1 (en) * | 2000-11-10 | 2001-07-27 | Будадин Олег Николаевич | Technology of nondestructive test of quality of object and gear for its implementation |
| WO2001077646A1 (en) * | 2000-04-06 | 2001-10-18 | Rensselaer Polytechnic Institute | Terahertz transceivers and methods for emission and detection of terahertz pulses using such transceivers |
| WO2007121598A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Eth Zurich | Broadband terahertz radiation generation and detection system and method |
| RU2344411C2 (en) * | 2003-06-11 | 2009-01-20 | Спинлок С.Р.Л. | Method, sensing elements and system for detection and/or analysis of compounds simultaneously displaying nuclear quadrupole resonance and nuclear magnetic resonance or dual nuclear quadrupole resonance |
-
2011
- 2011-07-26 RU RU2011131334/07A patent/RU2488809C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0486689B1 (en) * | 1989-08-07 | 1996-02-07 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Ultrasonic inspection apparatus |
| DE4031895C2 (en) * | 1989-10-08 | 1996-08-29 | Irt Inspection Res & Tech | Device and method for recording and processing ultrasonic signals |
| WO2001077646A1 (en) * | 2000-04-06 | 2001-10-18 | Rensselaer Polytechnic Institute | Terahertz transceivers and methods for emission and detection of terahertz pulses using such transceivers |
| RU2171469C1 (en) * | 2000-11-10 | 2001-07-27 | Будадин Олег Николаевич | Technology of nondestructive test of quality of object and gear for its implementation |
| RU2344411C2 (en) * | 2003-06-11 | 2009-01-20 | Спинлок С.Р.Л. | Method, sensing elements and system for detection and/or analysis of compounds simultaneously displaying nuclear quadrupole resonance and nuclear magnetic resonance or dual nuclear quadrupole resonance |
| WO2007121598A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Eth Zurich | Broadband terahertz radiation generation and detection system and method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618488C1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Device for controlling substances |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011131334A (en) | 2013-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Konstantinidis et al. | The temperature stability of guided wave structural health monitoring systems | |
| Li et al. | Analysis of wave velocity patterns in black cherry trees and its effect on internal decay detection | |
| Masserey et al. | In-situ monitoring of fatigue crack growth using high frequency guided waves | |
| Liu et al. | Observation of ultrasonic guided wave propagation behaviours in pre-stressed multi-wire structures | |
| KR101833467B1 (en) | Method for detecting and characterizing defects in a heterogeneous material via ultrasound | |
| US9182354B2 (en) | Electromagnetic wave measurement device, measurement method, and recording medium | |
| JP2009058310A5 (en) | ||
| Siddiqui et al. | Infrared thermal wave imaging for nondestructive testing of fibre reinforced polymers | |
| RU2488809C2 (en) | Method of inspecting state of materials | |
| Betta et al. | Thickness measurements with eddy current and ultrasonic techniques | |
| US9835593B2 (en) | Apparatus and method for determining cracked eggs by driving vibration | |
| Hans et al. | Determination of log moisture content using ground penetrating radar (GPR). Part 1. Partial least squares (PLS) method | |
| Dostál et al. | Visualisation of corrosion acoustic signals using quality tools | |
| US11300558B2 (en) | Apparatus and system for spectroscopy and tomography of fragile biologic materials | |
| CN105928697A (en) | Gas valve response time measuring device and method | |
| Kachanov et al. | Structure analysis of products made of polymer materials using instantaneous spectra of ultrasonic signals | |
| Farina et al. | A feasibility study of a microwave imaging device for in-line food contamination monitoring | |
| Liu et al. | A novel integrated sensor for stress measurement in steel strand based on elastomagnetic and magnetostrictive effect | |
| US9316604B1 (en) | Method and apparatus for non-destructively determining features in a planar specimen | |
| CN101581699B (en) | Pulse eddy nondestructive testing method based on time gate | |
| Szielasko et al. | Nondestructive Characterization of Dielectric Materials with Scanning Terahertz Spectroscopy | |
| Sklarczyk et al. | Nondestructive characterization of and defect detection in timber and wood | |
| Tanvir et al. | Identification of fatigue damage evolution in 316L stainless steel using acoustic emission and digital image correlation | |
| Xu et al. | Velocity correction of total focusing method and its application to ultrasonic inspection of composite laminate | |
| Fan et al. | Ultrasonic array time-reversal based super resolution imaging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130727 |