УЛЬТРАЗВУКОВІ АВТОГЕНЕРАТОРНІ ВИМІРЮВАЧІ ПАРАМЕТРІВ СЕРЕДОВИЩ - Огородник, К. В.; Лазарєв, О. О.; Кравченко, Ю. С. (Вісник Вінницького політехнічного інституту, 2019)
На сьогодні контрольно-вимірювальну апаратуру на основі ультразвуку застосовують в різних галузях науки й техніки. Питання підвищення точності ультразвукових засобів контролю шляхом розробки нового класу ультразвукових резонансних методів вимірювання чи контролю величин на основі використання стоячої ультразвукової хвилі є актуальним. Метою роботи є покращення технічних параметрів ультразвукових вимірювачів за рахунок використання явища резонансу та стоячої хвилі. Основою резонансного методу контролю є дослідження параметрів та характеристик стоячих акустичних хвиль, які виникають в середовищі внаслідок інтерференції падаючої та відбитих акустичних хвиль. Запропоновано математичну модель ультразвукового резонансного методу вимірювання параметрів рідких та газоподібних середовищ, яка може бути застосована для вимірювального контролю таких параметрів, як густина, температура, товщина об’єкта контролю тощо. Для перевірки адекватності запропонованої моделі поширення ультразвукової хвилі проведено її комп’ютерне моделювання та експериментальні дослідження. В якості досліджуваного середовища обрано повітря (температура 20 °С, швидкість звуку 343м/с, атмосферний тиск 1 атм). Змодельовано відповідно до запропонованої математичної моделі часову діаграму сигналу на приймачі для відстані 34,3 мм, коли виконується умова резонансу, й для відстані 34,73 мм, коли виконується умова антирезонансу. Амплітуди сигналів відрізняються приблизно в 5 разів, що підтверджує чутливість моделі. Наведено залежність амплітуди сигналу на приймачі для частот сигналу 170…205 кГц за відстані передавач-приймач 35,85 мм та швидкості звуку 340,8 м/с. Результати моделювання мають високу збіжність з результатами експериментальних досліджень, що підтверджує адекватність математичної моделі. Це дозволяє на її основі запропонувати новий клас автогенераторних ультразвукових методів вимірювального контролю параметрів середовищ. Описані структурні схеми та принцип дії розроблених автогенераторних вимірювачів товщини, температури газу та густини об’єкта контролю.