РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЦИФРОВОЙ ФОКУСИРОВКИ АНТЕННОЙ ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОЛН ЛЭМБА ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Акустический контроль с применением нормальных волн, в частности волн Лэмба, является эффективным инструментом дефектоскопии объектов малой толщины. В данной работе рассмотрена реализация акустического контроля c применением волн Лэмба и использованием технологии цифровой фокусировки антенной (ЦФА). Применение волн Лэмба высокой частоты, возбуждаемых с использованием наклонных призм, делает возможной реализацию акустического контроля с использованием стандартного оборудования. Для повышения качества восстанавливаемых акустических изображений предложена комбинированная цифровая когерентная обработка, объединяющая стандартный алгоритм технологии ЦФА и метод фазовой когерентной визуализации (Phase Coherence Imaging, PCI). Экспериментальные результаты подтверждают, что данный подход обеспечивает восстановление изображений дефектов на различных глубинах с высоким отношением сигнал/шум, что демонстрирует его перспективность для акустического контроля тонкостенных конструкций с применением эхометода и расширяет возможности использования дефектоскопов на антенных решетках

Об авторах

Дмитрий Олегович Долматов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: dolmatovdo@tpu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1789-1519
Россия, 634050 Томск, пр-т Ленина, 30

Владимир Александрович Смолянский

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: vsmol@tpu.ru
Россия, 634050 Томск, пр-т Ленина, 30

Михаил Михайлович Цыплаков

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: cplk@tpu.ru
Россия, 634050 Томск, пр-т Ленина, 30

Егор Борисович Кашкаров

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: ebk@tpu.ru
Россия, 634050 Томск, пр-т Ленина, 30

Список литературы

  1. Rose J. L. Ultrasonic guided waves in solid media. Cambridge: Cambridge University Press, 2004. 547 p.
  2. Bombarda D., Vitetta G. M., Ferrante G. Rail diagnostics based on ultrasonic guided waves: An overview //Applied Sciences. 2021. V. 11(3). Article number: 1071.
  3. Ge H., Chua Kim Huat D., Koh C. G., Dai G., Yu Y. Guided wave–based rail flaw detection technologies: State-of-the-art review // Structural Health Monitoring. 2022. V. 21 (3). P. 1287—1308.
  4. Zang X., Xu Z. D., Lu H., Zhu C., Zhang Z. Ultrasonic guided wave techniques and applications in pipeline defect detection: A review // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2023. V. 206. Article number: 105033.
  5. Муравьева О. В., Леньков С. В., Муравьев В. В., Мышкин Ю. В., Мурашов С. А. Факторы, влияющие на эффективность возбуждения крутильных волн при волноводном контроле труб // Дефектоскопия. 2016. № 2. С. 33—41.
  6. Gao D., Ma Y., Wu Z., Zheng Y., Lu H. Guided wave based damage detection method for aircraft composite structures under varying temperatures // Structural Durability & Health Monitoring. 2021. V. 15 (1). Article number: 23.
  7. Mei H., Haider M. F., James R., Giurgiutiu V. Pure S0 and SH0 detections of various damage types in aerospace composites // Composites Part B: Engineering. 2020. V. 189. Article number: 107906.
  8. Loveday P. W., Fromme P. Low-cost instrumentation for high frequency ultrasonic guided wave laboratory research in free rock bolts // Applied Acoustics. 2025. V. 227. Article number: 110262.
  9. Cawley P. Guided waves in long range nondestructive testing and structural health monitoring: Principles, history of applications and prospects // NDT & E International. 2024. V. 142. Article number: 103026.
  10. Самокрутов А. А., Шевалдыкин В. Г. Ультразвуковая томография металлоконструкций методом цифровой фокусировки антенной решетки // Дефектоскопия. 2011. № 1. С. 21—38.
  11. Holmes C., Drinkwater B., Wilcox P. The post-processing of ultrasonic array data using the total focusing method // Insight-Non-Destructive Testing and Condition Monitoring. 2004. V. 46. No. 11. P. 677—680.
  12. Zhu W., Xiang Y., Zhang H., Zhang M., Fan G., Zhang H. Super-resolution ultrasonic Lamb wave imaging based on sign coherence factor and total focusing method // Mechanical Systems and Signal Processing. 2023. V. 190. Article number: 110121.
  13. Lyu Y., Hong H., Song G., He, C. A Simplified Integration of Multi-Channel Ultrasonic Guided Wave System for Phased Array Detection and Total Focusing Imaging // International Journal of Acoustics and Vibration. 2021. V. 26. No. 2. P. 104—111.
  14. Zhang H., Zhang J., Fan G., Zhang H., Zhu W., Zhu Q., Zheng R. The auto-correlation of ultrasonic Lamb wave phased array data for damage detection // Metals. 2019. V. 9. No. 6. Article number: 666.
  15. Masserey B., Raemy C., Fromme P. High-frequency guided ultrasonic waves for hidden defect detection in multi-layered aircraft structures // Ultrasonics. 2014. V. 54. No. 7. P. 1720—1728.
  16. Jayaraman C., Krishnamurthy C. V., Balasubramaniam K. Higher Order modes cluster (HOMC) guided waves—A new technique for NDT inspection // AIP conference proceedings. 2009. V. 1096. No. 1. P. 121—128.
  17. Chandrasekaran J., Krishnamurthy C. V., Balasubramaniam K. Axial higher order modes cluster (A-HOMC) guided wave for pipe inspection // AIP conference proceedings. American Institute of Physics. 2010. V. 121.
  18. Camacho J., Fritsch C., Fernandez-Cruza J., Parrilla M. Phase Coherence Imaging: Principles, applications and current developments // Proceedings of Meetings on Acoustics. Acoustical Society of America. 2019. V. 38. No. 1. Article number: 055012.
  19. Ducousso M., Ghibaudo O., Amiel S. Surface imaging using total focusing method on surface waves for non destructive testing // NDT & E International. 2024. V. 146. Article number: 103176.
  20. Fraunhofer Institute for Nondestructive Testing IZFP. OPTUS-ETHUS — mobile solution for nondestructive testing of pipes and floors [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.izfp.fraunhofer.de/en/produkte-dienstleistungen/Produkte/OPTUS_ETHUS.html (дата обращения: 27.09.2025).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).