10.14489/td.2014.06.pp.009-014

2014, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/td.2014.06.pp.009-014

Чуприн В.А.
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ВЯЗКОСТИ СМАЗОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ МАШИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ. Часть 2
(с. 9-14)

Аннотация. Отмечено, что применение нормальных волн для измерения вязкости и плотности жидкости накладывает ограничения на длину волновода: снизу – формированием в нем нормальной волны, а сверху – потерями вследствие полевых эффектов и поглощением в материале. Экспериментально исследовано влияние длины волновода на распространение нулевых мод нормальных волн. Выделены две области. В первой области амплитуда эхосигналов уменьшается. Во второй области амплитуда волны практически остается постоянной, испытывая небольшие осцилляции. Рассматриваются физические причины, обусловливающие эти зависимости. В целях изучения возможностей уменьшения протяженности волновода исследована зависимость амплитуд эхосигналов нормальных волн от радиуса кривизны изогнутого волновода, когда волновод находится в воздухе или погружен в различные жидкости. Показано, что для радиусов кривизны 5…10 мм изменение амплитуд эхосигналов нулевых мод горизонтально поляризованной волны (частота 1,7 МГц) и симметричной волны Лэмба (частота 2,5 МГц), прошедших через изогнутый участок, не превышает 3 %. Отмечено, что указанные источники погрешности могут быть уменьшены с помощью калибровки.

Ключевые слова: диагностика, волновод, горизонтально поляризованные нормальные волны, волны Лэмба, затухание и скорость распространения волн, длина волновода, сдвиговая вязкость, водный раствор глицерина, изгиб волновода.

Chuprin V.A.
OPTIMIZATION OF ULTRASONIC DEVICE PARAMETERS FOR MEASUREMENTS OF LUBRICANTS VISCOSITY FOR IN-LINE CONDITION DIAGNOSTICS OF MACHINE EQUIPMENT. Part 2
(pp. 9-14)

Abstract. It is noted that application of normal waves for measurement of viscosity and density of liquid imposes restrictions on waveguide length: the restriction from below is a minimal length, in order to form a normal wave, the restriction from above is caused by losses owing to field effects and absorption in a material. Influence of length of a waveguide on the propagation of zero modes of normal waves is experimentally investigated. It is established that there are two regions of dependences of echo-signal amplitudes on waveguide length. In the first region wave amplitude decreases. In the second region wave amplitude doesn't practically depend on distance. The physical reasons causing these dependences are considered. In order to reduce a waveguide extension, dependences of normal wave amplitudes on a waveguide curvature radius are investigated when the waveguide is in the air or immersed in a liquid. It is shown that, if curvatures have radiuses from to 5…10 mm, then normal wave amplitude changes of the horizontally polarized wave (frequency 1,7 MHz) and symmetrical Lamb's waves (frequency 2,5 MHz) that passed through a curved place doesn't exceed 3 %. It is noted that density and viscosity measurement errors can be reduced by means of calibration.

Keywords: diagnostics, waveguide, ultrasonic measurement, horizontal-polarized normal plate wave, Lamb waves, wave attenuation and propagation velocity, waveguide length, shear viscosity, water-glycerol solution, waveguide curvature.

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

Рус

В. А. Чуприн (ООО «НПК «ЛУЧ», г. Балашиха, Московская область) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. A. Chuprin (LLC “Scientific-Industrial Company LUCH”, Balashikha, Moscow region) 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. Чуприн В. А. Оптимизация параметров ультразвуко-вых измерителей вязкости смазочных жидкостей для непре-рывной диагностики состояния машинного оборудования. Часть 1. Проверка пригодности реологической модели // Контроль. Диагностика. 2014. № 2. С. 15 – 23.
2. Chuprin V., Gitis M. Measurements of the Material Properties of Liquids Using Normal Acoustic Plate Waves // Proc. 18th World Conf. NDT. Durban, 2012.
3. Гитис М. Б., Чуприн В. А. Применение ультразвуко-вых поверхностных и нормальных волн для измерений пара-метров технических жидкостей. 1. Измерение сдвиговой вязко-сти // ЖTФ. 2012. T. 82. № 5. С. 93 – 99.
4. Чуприн В. А. Влияние жидкости на параметры нор-мальных волн в плоском волноводе, погруженном в жидкость // Контроль. Диагностика. 2013. № 10. С. 71 – 75.
5. Микер Т., Мейтцлер А. Волноводное распростране-ние в протяженных цилиндрах и пластинках // Физическая аку-стика / под ред. У. Мэзона. М.: Мир, 1966. Т. 1. Ч. А. С. 140 – 203.
6. Rose J. L. A Baseline and Vision of Ultrasonic Guided Wave Inspection Potential // J. Pressure Vessel Technology. 2002. V. 124. P. 273 – 282.
7. Чуприн В. А. Экспериментальное исследование ха-рактеристик акустического поля нулевых нормальных мод ко-лебаний тонких пластин // Акуст. журн. 2013. Т. 59. № 1. С. 122 – 133.
8. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверх-ностных акустических волнах. М.: Радио и связь, 1990. 415 с.
9. Чуприн В. А. Особенности акустического поля на-клонных преобразователей поверхностных волн // Акуст. журн. 2013. Т. 59. № 5. С. 657 – 664.
10. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Ультразвуковой кон-троль // Неразрушающий контроль: справочник / под ред. В. В. Клюева. Т. 3. М.: Машиностроение, 2004. 864 с.
11. Carome E. F., Witting J. M. Theory of Ultrasonic At-tenuation in Cylindrical and Rectangular Waveguides // J. Acoust. Soc. America. 1961. V. 33. № 2. Р. 187 – 197.
12. Викторов И. А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. 168 с.

Eng

1. Chuprin V. A. (2014). Optimization of ultrasonic device parameters for measurements of lubricants viscosity for in-line con-dition diagnostics of machine equipment. Part 1. Suitability of rheo-logical model check. Kontrol'. Diagnostika, (2), pp. 15-23.
2. Chuprin V., Gitis M. (2012). Measurements of the Mate-rial Properties of Liquids Using Normal Acoustic Plate Waves. Proc. 18th World Conf. NDT. Durban.
3. Gitis M. B., Chuprin V. A. (2012). Application of ultra-sonic surface and normal waves to measure parameters of technical liquids. Part 1. Measurement of shear viscosity. ZhTF, 82(5), pp. 93-99.
4. Chuprin V. A. (2013). The fluid influence on the normal waves parameters in a plate waveguide, immersed in liquid. Kontrol'. Diagnostika, (10), pp. 71-75.
5. Mezon U. (Ed.), Miker T., Meittsler A. (1966). Guided wave propagation in the long cylinder and plates. Physical acoustics. (Part A). (Vol. 1, pp. 140-203). Moscow: Mir.
6. Rose J. L. (2002). A baseline and vision of ultrasonic guided wave inspection potential. J. Pressure Vessel Technology, 124, pp. 273-282. doi: 10.1115/1.1491272
7. Chuprin V. A. (2013). Experimental investigation of the characteristics of the acoustic field of zero normal modes of oscilla-tions of thin plates. Akusticheskii zhurnal, 59(1), pp. 122-133.
8. Morgan D. (1990). Devices of signal's processing on sur-face acoustic waves. Moscow: Radio i sviaz'.
9. Chuprin V. A. (2013). Peculiarities of the acoustic field angle beam probes of surface waves. Akusticheskii zhurnal, 59(5), pp. 657-664.
10. Kliuev V. V. (Ed.), Ermolov I. N., Lange Iu. V. (2004). Non-destructive testing. Ultrasonic testing. (Vol. 3). Mos-cow: Mashinostroenie.
11. Carome E. F., Witting J. M. (1961). Theory of ultrasonic attenuation in cylindrical and rectangular waveguides. J. Acoust. Soc. America, 33(2), pp. 187-197.
12. Viktorov I. A. (1966). Physical basis of application of ultrasonic Rayleigh and Lamb waves in engineering. Moscow: Nauka.

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

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 250 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

Форма заказа статьи

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 250 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below: