10.14489/td.2022.09.pp.014-022

2022, 09 сентябрь (September)

DOI: 10.14489/td.2022.09.pp.014-022

Данилов В. Н.
О ВЛИЯНИИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА ВОЗБУЖДЕНИЯ ПЬЕЗОПЛАСТИНЫ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА И ИМПУЛЬСА РЕГИСТРИРУЕМОГО ЭХОСИГНАЛА
(с. 14-22)

Аннотация. На основе компьютерного моделирования электроакустического тракта прямого преобразователя для отражателя в виде донной поверхности рассмотрено влияние некоторых типовых форм и соответствующих частотных спектров электрического импульса возбуждения пьезопластины на характеристики частотного спектра и импульса регистрируемого эхосигнала. Расчеты сигналов с использованием возбуждающего импульса в виде скачка напряжения (ступеньки) в форме половины синусоиды и прямоугольной формы показали целесообразность использования прямоугольных импульсов с длительностью, равной половине периода колебаний на номинальной частоте преобразователя.Максимум огибающей импульса регистрируемого донного сигнала для импульса возбуждения пьезопластины прямоугольной формы примерно в 2 раза превышает максимум огибающей при возбуждении пьезопластины импульсом в виде скачка и на четверть больше максимума при возбуждении полусинусоидальным импульсом для номинальных частот преобразователя 2,5 и 5,0 МГц.

Ключевые слова: прямой преобразователь, форма импульса, прямоугольная форма, спектр сигнала, электроакустический тракт, эхосигнал, период колебаний, пьезопластина.

Danilov V. N.
ON THE INFLUENCE OF THE PARAMETERS OF THE ELECTRIC EXCITATION PULSE OF A PIEZOELECTRIC PLATE OF A NORMAL PROBE ON THE CHARACTERISTICS OF THE FREQUENCY SPECTRUM AND PULSE OF THE RECORDED ECHO SIGNAL
(pp. 14-22)

Abstract. On the basis of computer modeling of the electro acoustic channel of a normal probe for a reflector in the form of a bottom surface, the influence of some typical forms and corresponding frequency spectra of the electric pulse of excitation of the piezoelectric plate on the characteristics of the frequency spectrum and pulse of the recorded echo signal is considered. Calculations of signals using an exciting pulse in the form of a voltage jump (step), in the form of half a sine wave and a rectangular shape have shown the feasibility of using rectangular pulses with a duration equal to half of the oscillation period at the nominal frequency of the probe. The maximum of the pulse envelope of the recorded bottom echo for the excitation pulse of a rectangular shape piezoelectric plate is approximately twice as high as the maximum of the envelope when the piezoelectric plate is excited by a pulse in the form of a jump and a quarter more than the maximum when excited by a semi sinusoidal pulse for the nominal frequencies of the probes 2.5 and 5.0 MHz.

Keywords: normal probe, pulse shape, rectangular shape, signal spectrum, electro acoustic channel, echo signal, oscillation period, piezoelectric plate.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. Н. Данилов (АО «НПО «ЦНИИТМАШ», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. N. Danilov (JSC “RPA “CNIITMASH”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Ультразвуковой контроль // Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. Т. 3. 2-е изд., дораб. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.
2. Ермолов И. Н., Гитис М. Б., Королев М. В. и др. Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля. М.: Машиностроение, 1986. 280 с.
3. Королев М. В., Карпельсон А. Е. Широкополосные ультразвуковые преобразователи. М.: Машиностроение, 1982. 157 с.
4. Данилов В. Н., Изофатова Н. Ю., Воронков В. А. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов исследования работы прямых совмещенных преобразователей // Дефектоскопия. 1997. № 6. С. 39 – 49.
5. Данилов В. Н. О влиянии параметров электрических схем излучения и приема совмещенного прямого преобразователя на характеристики частотного спектра и импульса донного сигнала // Контроль. Диагностика. 2022. № 5. С. 4 – 11.
6. Титчмарш Э. Ч. Введение в теорию интегралов Фурье. М.–Л.: Гостехиздат, 1948. 418 с.
7. Шимони К. Теоретическая электротехника. М.: Мир, 1964. 775 с.
8. Данилов В. Н. Программа компьютерного моделирования работы электроакустических трактов дефектоскопов «ИМПУЛЬС+» // Дефектоскопия. 2006. № 3. С. 37 – 43.

Eng

1. Ermolov I. N., Lange Yu. V. (2006). Ultrasonic control. Non-destructive testing: reference book: in 8 volumes. Vol. 3. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Ermolov I. N., Gitis M. B., Korolev M. V. et al. (1986). Ultrasonic transducers for non-destructive testing. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
3. Korolev M. V., Karpel'son A. E. (1982). Broadband ultrasonic transducers. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
4. Danilov V. N., Izofatova N. Yu., Voronkov V. A. (1997). Comparison of theoretical and experimental results of the study of the operation of direct combined converters. Defektoskopiya, (6), pp. 39 – 49. [in Russian language]
5. Danilov V. N. (2022). About influence of the parameters of the electrical circuits of transmission and reception of a single crystal normal probe on the characteristics of the frequency spectrum and the pulse of the bottom echo. Kontrol'. Diagnostika, (5), pp. 4 – 11. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2022.05.pp.004-011
6. Titchmarsh E. Ch. (1948). Introduction to the theory of Fourier integrals. Moscow–Leningrad.: Gostekhizdat. [in Russian language]
7. Shimoni K. (1964). Theoretical electrical engineering. Moscow: Mir. [in Russian language]
8. Danilov V. N. (2006). The program for computer simulation of the operation of electroacoustic paths of flaw detectors "IMPULSE +". Defektoskopiya, (3), pp. 37 – 43. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/td.2022.09.pp.014-022

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/td.2022.09.pp.014-022

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

Please specify the article DOI in the order comments.