Стешенко Я.В. Ультразвуковий дефектоскоп на базі смартфону

Метою даного дипломного проєкту є розробка ультразвукової системи неруйнівного контролю, яка використовує передові функції смартфону, для збільшення можливостей системи та зменшення апаратних витрат.

У першому розділі розповідається про ультразвукові хвилі та їх характеристики, про ультразвуковий контроль, п’єзоелектричні перетворювачі, методи ультразвукового контролю та датчики. У другому розділі цього дипломного проєкту, для найкращого виконання задач, вибрано та розраховано п’єзоелектричний перетворювач.

Для складових частин п’єзо-перетворювача було визначено габаритні розміри. Також розповідається про бездротові технології передачі даних. У проектно-технологічному розділі розроблена конструкція п'єзо- датчика, його креслення створюється відповідно до розрахованих раніше габаритних розмірів елементів пристрою. На основі існуючих аналогів дефектоскопа зроблена функціональна та принципова схема пристрою. Розроблено електричну базову схему та проведено розрахунок головних вузлів в електричному ланцюзі. Проведено розрахунок ударного збудження та підсилювача. Підібрано АЦП, ЦАП та мікроконтроллер. В останньому розділі приведений розрахунок вірогідності контролю. Пораховано похибку зумовлену квантуванням, похибку операційних підсилювачів та оцінку можливості контролю.

Керівник: доцент, к.т.н. Петрик В.Ф.

Повний текст проєкту (.pdf)

Повний перелік дипломних проєктів та робіт

Список використаної літератури

1.    M. V. Brook, Ultrasonic Inspection Technology Development and Search Unit Design: Examples of Practical Applications. IEEE press, 2012.Small Inspection Vehicles for Non-Destructive Testing Applications / М.Friedrich,
L. Gatzoulis, G. Hayward, G. Galbraith. // Springer-Verlag Berlin Heidelberg. – 2006. – pp. 927–934.
2.    Балдев Р. Применения ультразвука / Р. Балдев, В. Раджендран, П. Паланичами. – М. : Техносфера, 2006. – 576 с.
3.    A.T. Özdemir, A. Orman, “Developing an iPhone smartphone based fall detection algorithm”, Proc. 23rd Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), pp. 2456-9, Malatya, Turkey, 16-19 May, 2015.
4.    Petryk V.F., Protasov A.G., Galagan R.M., Muraviov A.V., Lysenko I.I. Smartphone-Based Automated Non-Destructive Testing Devices. Devices and Methods of Measurements. 2020;11(4):272-278. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-4-272-278
5.    Акустика в задачах. Учеб. рук-во: для вузов / А. Н. Бархатов, Н. В. Горская, А. А. Горюнов и др.; под ред. С. Н. Гурбатова, О. В. Руденко. – М. : Наука. Физматлит, 1996. – 336 с.
6.    Ultrasonic testing of materials at level 2 – Vienna: IAEA, 1988. – 278 с. – (The International Atomic Energy Agency).
7.    Основи ультразвукового неруйнівного контролю: Підручник/ В.К. Цапенко, Ю.В. Куц – К.: НТУУ «КПІ», 2010 – 448 с.
8.    Галаган Р. М. Теоретичні основи ультразвукового неруйнівного контролю: підручник / Р. М. Галаган. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 263 с.
9.    Петрик, В. Ф. Метрологія, стандартизація та сертифікація в неруйнівному контролі [Електронний ресурс] : навчальний посібник з дисциплін «Метрологія» та «Сертифікація і стандартизація» / В. Ф. Петрик, А. Г. Протасов ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 3,04 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2015. – 266 с.
10.    Алешкевич В. А. Колебания и волны. Лекции / В. А. Алешкевич, Л. Г. Деденко, В. А. Караваев. – М. : Физический факультет МГУ, 2001. – 144 с.
11.    Petrik, V. Using wireless data transmission in eddy current nondestructive testing / Valentin Petrik, Anatoliy Protasov, Kostiantyn Syeryy, Iuliia Lysenko // Приборостроение - 2017 : материалы 10-й Международной научно -технической конференции, 1-3 ноября 2017 года, Минск, Республика Беларусь / Белорусский национальный технический университет; редкол.: О. К. Гусев [и др.]. - Минск : БИТУ, 2017. - С. 74- 76.
12.    Зацепин А. Ф. Акустический контроль: учеб. пособие / A. Ф. Зацепин; под ред. чл.-кор. РАН, проф., д-ра техн. наук В. Е. Щербинина. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. – 211 с.
13.    Пафос С. К., Гурвич А. К. Ультразвуковая дефектоскопия: вчера, сегодня, завтра //В мире неразрушающего контроля. — 2002. — №. 4. — С. 18.
14.    Povshenko, O. Portable Ultrasound Flaw Detector / O. Povshenko, V. Petryk,
A. Protasov // Неруйнівний контроль в контексті асоційованого членства України в Європейському Союзі : матеріали 2-гої науково-технічної конференції, Польща, м. Люблін, 15-19 жовтня 2018 року. - Люблін, Польша, 2018.- С. 34-36.
15.    Кустовський, О. Л. Бездротовий акустичний дефектоскоп / О. Л. Кустовський, В. Ф. Петрик, Р. С. Савченко // Методи та засоби неруйнівного контролю промислового обладнання : матеріали II науково-практичної конференції, м. Івано-Франківськ, 25–26 листопада 2009 року. – Івано-Франківськ : ІФНТУНГ, 2009. – С. 79.
16.    Петрик, В.Ф. Використання серійних мобільних пристроїв при проектуванні портативних дефектоскопів / Петрик В.Ф., Протасов А.Г., Серый К.Н., Повшенко А.А. // Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: технічні науки. – 2019. - Том 30 (69), Ч. 2, № 6. - C.12-16.
17.    Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике / Л. Бергман. – М. : Иностр. лит., 1957. – 726 с.
18.    Вайншток И. С. Ультразвук и его применение в машиностроении / И. С. Вайншток. – М. : ГНТИМЛ, 1958. – 140 с.
19.    Гурвич А. К., Ермолов И. Н. Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов — Киев: Техника, 1972, 460 с.
20.    Дугін, О. Л. Мобільний вихрострумовий дефектоскоп / О. Л. Дугін , О. Л. Кустовський, В. Ф. Петрик // ХХ-та Міжнародна конференція та виставка «Сучасні методи та засоби неруйнівного контролю та технічної діагностики», м. Гурзуф, 01 - 05 жовтня 2012 р. – Гурзуф : УІЦ
«Наука. Техніка. Технологія», 2012.
21.    Горелик Г. С. Колебания и волны. Введение в акустику, радиофизику и оптику / Г. С. Горелик; под ред. С. М. Рытова. – 3-е изд. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 656 с.
22.    Грінченко В. Т. Основи акустики: навч. посіб. / В. Т. Грінченко, І. В. Вовк, В. Т. Маципура. – Київ : Наук. думка, 2007. – 640 с.
23.    Ультразвуковой контроль сварных соединений / В.А. Троицкий, В.Ю. Попов. — К.: Феникс, 2010. — 224 с. ISBN 978-966-651-804-3.
24.    Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля / И. Н. Ермолов. – М. : Машиностроение, 1981. – 240 с
25.    ГОСТ    26266-90    «Преобразователи    ультразвуковые.    Общие технические требования». – Взамен ГОСТ 26266-84; введ. 01.01.91. – М.: Стандартинформ, 2010. – 18 с.
26.    Шаповалов Е.В. Современные методы и средства неразрушающего контроля сварного соединения, выполненного контактной точечной сваркой (Обзор) / Е.В. Шаповалов, Р.М. Галаган, Ф.С. Клищар, В.И. Запара // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – Київ. – 2013. – № 1. – С. 10-22.
27.    Momot, A. Influence of architecture and training dataset parameters on the neural networks efficiency in thermal nondestructive testing / A. Momot, R. Galagan // Sciences of Europe. – 2019. – Vol. 1, No 44. – Pp. 20–25.

ПСНК КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2017