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

№ 4 (2025)

Обложка

Весь выпуск

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

Акустические методы

Кепстральный анализ ультразвуковых эхосигналов, измеренных антенной решеткой, с целью получения изображения отражателей со сверхразрешением

Базулин Е.Г., Крылович А.А.

Аннотация

Метод цифровой фокусировки апертуры (ЦФА) широко используется для получения изображения отражателей при проведении УЗК. Достоверность контроля определяется качеством ЦФА-изображения — разрешающей способностью и отношением сигнал/шум. Для достижения сверхразрешения эхосигналов, что приведет к лучевому сверхразрешению ЦФА-изображения отражателей, используются различные методы: метод максимальной энтропии, деконволюция Бернулли—Гаусса, деконволюция Люси—Ричардсона, методы распознавания со сжатием (CS), методы построения авторегрессивных моделей сигналов и т.д. Для применения этих методов нужно знать импульсный отклик системы ультразвукового контроля. Его можно измерить, но можно воспользоваться методами «слепой» деконволюции, которые применяются при обработке изображений и сигналов. Например, метод устранения смаза камеры при ее случайном смещении, максимальная коррелированная деконволюция куртозиса (MCKD), кепстральный анализ и т.д. В статье рассмотрен метод кепстрального анализа с целью получения сверхразрешения или для получения информации об импульсном отклике системы, который позволит построить AR-модель спектра для получения лучевого сверхразрешения ЦФА-изображения. Работоспособность предложенного метода подтверждена модельными экспериментами.

Дефектоскопия. 2025;(4):3-15
pages 3-15 views

Определение остаточных напряжений в образце из стали AISI 316Ti ультразвуковым методом после лазерной ударной проковки

Гончар А.В., Плехов О.А., Курашкин К.В., Гачегова Е.А., Вшивков А.Н., Пантелеев И.А.

Аннотация

Ультразвуковым методом с помощью критически преломленных продольных волн проведено исследование остаточных напряжений, индуцированных лазерной ударной проковкой в приповерхностном слое, в образце из нержавеющей аустенитной стали AISI 316Ti. Проведено сравнение результатов ультразвуковых измерений с результатами, полученными методом сверления отверстий. Сопоставлены величины остаточных напряжений, создаваемых лазерной ударной проковкой, исходных остаточных напряжений в катаном листе и предела текучести материала. Исследована термическая устойчивость индуцированных лазерным воздействием остаточных напряжений после отжига образца в течение 5 ч при температуре плюс 200 °С и повторного отжига в течение 5 ч при температуре плюс 280 °С. Результаты исследований проанализированы с учетом принятых допущений, ограничений и погрешностей. С помощью оптического и сканирующего электронного микроскопа исследована структура вблизи необработанной и обработанной лазером поверхности. Предложены направления дальнейших исследований для разработки неразрушающего способа ультразвукового контроля остаточных напряжений, индуцированных лазерной ударной проковкой поверхности.

Дефектоскопия. 2025;(4):16-28
pages 16-28 views

Оценка неравномерности акустических и упругих свойств рессорных пружин сжатия

Муравьева О.В., Муравьев В.В., Шихарев П.А., Белослудцев К.Ю.

Аннотация

Статья посвящена исследованию акустических и упругих свойств автомобильной и железнодорожной пружин, изготовленных соответственно способом холодным навивки и методом высокотемпературной механической обработки. Для оценки неравномерности акустических свойств использован эхометод многократных отражений, основанный на измерении скоростей продольных и поперечных волн, распространяющихся по диаметру навитого прутка пружины. Специально разработанные проходные электромагнитно-акустические преобразователи поперечных волн осевой поляризации и преобразователи продольных волн на основе гибкой пьезопленки поливинилидентфторида обеспечивают многократное переотражение объемных волн по сечению навитого витка пружины. По результатам измерений скоростей волн рассчитаны модуль упругости, модуль сдвига и коэффициент Пуассона. Установлено, что имеют место различия в неравномерности акустических и упругих свойств по длине навитого прутка автомобильной и железнодорожной пружин. Наблюдается линейное изменение акустических и упругих свойств по длине навитого витка для железнодорожной пружины (от одного торца к другому), обусловленное технологией высокотемпературной механической обработки. Для бочкообразной автомобильной пружины имеет место нелинейное изменение по длине навитого прутка, коррелирующее с диаметром навивки и формированием остаточных напряжений.

Дефектоскопия. 2025;(4):29-41
pages 29-41 views

Тепловые методы

Инфракрасная диагностика турбулентности во фронте природного пожара и формирование индуцированной атмосферной турбулентности

Луценко А.В., Лобода Е.Л., Касымов Д.П., Агафонцев М.В.

Аннотация

Представлены результаты исследования масштабов турбулентности во фронте природного пожара и сравнение с масштабами турбулентности в воздухе в окрестности очага горения для модельных степного и верхового пожаров с использованием метода инфракрасной диагностики. Показано, что характерные масштабы турбулентности в пламени степного пожара меньше соответствующих масштабов турбулентности в пламени верхового пожара. Установлено, что индуцированная атмосферная турбулентность в окрестности очага пожара регистрируется на высоте 10 м с соответствующими частотами пульсации температуры воздуха (0,1—6 Гц для степного пожара и 0,1—3 Гц для верхового пожара), а значения структурных функций флуктуации показателя преломления и температуры существенно превышают фоновые значения и могут служить для дистанционного обнаружения очагов природных пожаров.

Дефектоскопия. 2025;(4):42-51
pages 42-51 views

Тепловой контроль микротрещин в полупроводниковых кремниевых пластинах методом лазерного сканирования с использованием сегментации термограмм

Tang Q., Fang B., Gu Z., Вавилов В.П., Чулков А.О., Xu G., Wang Z., Bu H.

Аннотация

Монокристаллические кремниевые пластины играют ключевую роль в фотогальванической технологии и производстве микроэлектроники благодаря своим высоким характеристикам как полупроводников. Для удовлетворения потребностей высокотехнологичных отраслей технология производства кремниевых пластин должна соответствовать высоким стандартам качества. Наличие микротрещин, возникающих в процессе шлифования и вовремя необнаруженных, снижает выход годного продукта. Для эффективного выявления микротрещин в кремниевых пластинах была разработана система лазерного теплового контроля со сканированием. С использованием псевдостатического алгоритма матричной реконструкции экспериментальные нестационарные данные были преобразованы в статические, что облегчило обнаружение и оценку дефектов. Изучены геометрические характеристики (длина, ширина и глубина) микротрещин и влияние мощности лазерного возбуждения на температурные сигналы. Сравнены методы улучшения изображений, такие как линейное преобразование серой шкалы, преобразование базовой функции и выравнивание гистограммы. Исследована эффективность сегментации суперпикселей, расширенной двойной пороговой сегментации, итеративной пороговой сегментации и использования нейронной сети UNet3+ для повышения эффективности обнаружения микротрещин. Обычные методы сегментации оказались низкоэффективными для улучшения изображений из-за присутствия шумов. Лучшие результаты в сегментации изображений были достигнуты с использованием сети UNet3+, которая обеспечила эффективность сегментации микротрещин около 90 %.

Дефектоскопия. 2025;(4):52-68
pages 52-68 views

Дефектоскопические истории

«Теплые» дефектоскопические истории

Вавилов В.П.

Аннотация

Статья относится к разделу дефектоскопических историй и содержит фрагменты воспоминаний автора о становлении и развитии отечественного теплового контроля.

Дефектоскопия. 2025;(4):69-72
pages 69-72 views