Дисертації та автореферати
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/16999
Електронна повнотекстова колекція авторефератів та дисертацій, упорядкована за назвами спеціальностей
Переглянути
8 результатів
Результати пошуку
Документ Удосконалення методів діагностики стану трансформаторних масел в обладнанні 110–330 кВ з урахуванням впливу режимів та умов експлуатації(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Пономаренко, Сергій ГригоровичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії зі спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (14 – електрична інженерія). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2023. Мета роботи полягає у вирішенні завдання по удосконаленню методів та критеріїв, що використовуються для оцінки стану трансформаторних масел, з урахуванням тривалості та режимів експлуатації трансформаторів напругою 110 кВ та автотрансформаторів напругою 330 кВ. Об’єкт дослідження – процеси старіння трансформаторних масел у баках трансформаторів та автотрансформаторів 110-330 кВ з урахуванням режимів та тривалості експлуатації. Предмет досліджень – параметри масел, що характеризують його стан, в баках трансформаторів та автотрансформаторів 110-330 кВ, що експлуатуються в різних режимах. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, визначено мету і завдання дослідження, показано зв'язок роботи з науковими темами, наведено відомості про наукову новизну, практичне значення, апробацію результатів та публікації. У першому розділі виконано аналіз експлуатаційної надійності високовольтних силових трансформаторів і автотрансформаторів, що експлуатуються в електричних мережах України. Розглянуто основні причини ушкодження трансформаторів та автотрансформаторів, та проаналізовано вплив трансформаторних масел на надійність цього обладнання.. Проаналізовано методи та критерії, що використовуються для оцінки технічного стану трансформаторних масел як в Україні так і за її межами. високовольтного обладнання електричних мереж. Проаналізовано основні напрямки удосконалення методів оцінки технічного стану обладнання, що застосовуються закордонними дослідниками. За результатами аналізу сформовано основні напрямки досліджень. У другому розділі розроблено методи для коригування граничних значень показників трансформаторних масел. Виконано дослідження законів розподілу показників трансформаторних масел для силових трансформаторів і автотрансформаторів напругою 110 кВ та 330 кВ. Встановлено, що як для масел придатних так й не придатних до подальшої експлуатації значення показників мають розподіл Вейбула. Подальший аналіз показав, що щільності розподілу показників для масел з різним станом перетинаються, що свідчить про те що корегування граничних значень показників масел можливо тільки з використанням методів статистичних рішень. За результатами порівняльного аналізу ймовірностей вірних та хибних рішень, а також значень ризиків, що супроводжують використання граничних значень отриманих методом інтегральних функцій (виживання), методом мінімальної кількості хибних рішень, методом мінімального ризику та методом Неймана Пірсона встановлено, що найбільш оптимальним методом корегування є метод мінімального ризику. Визначені граничні значення показників масел для одномірних розподілів з урахуванням режимів та тривалості експлуатації. Встановлено що використання цих значень дозволяє знизити можливі ризики 1,05 - 4974419,5 разів порівняно з ризиками, що супроводжують використання граничних значень регламентованих в діючому в Україні нормативному документі. Для урахування фізичних особливостей старіння масел запропоновано корегувати граничні значення показників масел одночасно для декількох діагностичних ознак. Для цього проаналізовано стохастичний зв'язок між показниками масел. Розроблено функцію середнього ризику для двомірних та трьохмірних розподілів, показників що мають значущий стохастичний зв'язок. Мінімізація розроблених функцій методом Нелдера- Міда дозволило отримати граничні значення використання яких призведе до зниження ризиків в 1,7-84,4 разів порівняно з ризиками, що супроводжують використання граничних значень регламентованих в діючому в Україні нормативному документі. У третьому розділі розроблено метод для ранньої діагностики стану трансформаторних масел, що базується на використанні варіативних граничних значень показників. За результатами коваріаційного аналізу показників масел та тривалості експлуатації встановлено наявність значущої систематичної складової в часових залежностях показників. При цьому швидкість дрейфу одного й того ж показника в різних автотрансформаторах суттєво відрізняється, в залежності від режимів та умов експлуатації, а також якості масел. Для врахування відмінностей в інтенсивності старіння масел, розроблено процедуру для формування еталонних масивів показників масел, в умовах обмеженої апріорної інформації. Результати двофакторного дисперсійного аналізу показників масел з сформованих еталонних масивів, свідчать щодо наявності значущого впливу режимів та тривалості експлуатації на значення показників масел. За результатами дисперсійного аналізу на відхилення від лінійності часових залежностей показників трансформаторних масел встановлено що зміна значень показників в часі відбувається з різною швидкістю, тобто залежності є нелінійними. Для ранньої діагностики стану трансформаторних масел з урахуванням впливу режимів та тривалості експлуатації, а також нелінійного характеру зміни показників масел в часі розроблено метод варіативних граничних значень показників. У четвертому розділі розроблено метод для ранньої діагностики стану трансформаторних масел, за комплексом діагностичних ознак. Запропоновано модель множинної регресії в якої тривалість експлуатації є функцією значень показників трансформаторних масел. Розроблено процедуру навчання регрес іонної моделі, для ранньої діагностики стану трансформаторних масел, за комплексом діагностичних ознак. Сформовано вирішальне правило згідно з яким приймається рішення щодо стану трансформаторних масел. Для урахування впливу режимів експлуатації, а також сорту та якості трансформаторних масел на інтенсивність процесів старіння, запропоновано використовувати групу моделей навчених по значенням показників автотрансформаторів що експлуатуються в різних умовах. Виконано навчання та доведено адекватність 4 моделей для автотрансформаторів напругою 330 кВ за результатами аналізу встановлено похибка що виникає при діагностиці стану масел знаходиться в межах 0,327-0,407 року. За результатами наукового дослідження отримано наступні результати: 1. Вперше встановлено та науково обґрунтовано що значення параметрів трансформаторних масел, як придатних так і не придатних до подальшої експлуатації, розподілені згідно з законом Вейбулу, при цьому встановлено значущий вплив режимів та умов експлуатації обладнання на значення цих параметрів, що обумовлює необхідність їх урахування при корегуванні граничних значень показників масел; 2. Вперше науково обґрунтовано використання граничних значень показників трансформаторних масел, які визначаються мінімізацією функції середнього ризику для одномірних розподілів, з урахуванням режимів експлуатації трансформаторів та автотрансформаторів напругою 110-330 кВ, що дозволило для трансформаторів 110 кВ знизити ризики в 1,05-37,2 рази, а для автотрансформаторів 330 кВ в 1,8-4974419,5 разів порівняно з ризиками, що супроводжують використання граничних значень регламентованих в діючому в Україні нормативному документі; 3. Вперше запропоновано метод для корегування граничних значень показників трансформаторних масел за комплексом діагностичних ознак з урахуванням особливостей процесу старіння трансформаторних масел, а також режимів та умов експлуатації трансформаторів 110 кВ, та автотрансформаторів 330 кВ, який відрізняється від існуючих тим, що граничні значення показників масел визначаються за рахунок мінімізації функції середнього ризику для багатомірних розподілів показників, що мають значущій стохастичний зв'язок, що дозволить знизити ризики в 1,7-35,7 рази для трансформаторів 110 кВ, а для автотрансформаторів 330 кВ в 8-84,4 разів порівняно з ризиками, що супроводжують використання граничних значень регламентованих в діючому в Україні нормативному документі; 4. Отримав подальший розвиток метод визначення характеру залежностей показників трансформаторних масел, який відрізняється урахуванням тривалості експлуатації, що дозволило встановити, що в автотрансформаторах 330 кВ, значення показників у часі змінюються нелінійно, а характер залежностей окремих показників співпадає з кінетичними кривими окислювання; 5. Вперше розроблено модель множинної регресії для ранньої діагностики стану трансформаторних масел, за комплексом діагностичних ознак, з урахуванням умов та режимів експлуатації обладнання, що на відміну від існуючих дозволяє виявляти обладнання з прискореним старінням масел, ще в той момент часу коли значення показників знаходяться в області що відповідають нормальному стану. Встановлено що похибка оцінки навчених моделей знаходиться в межах 0,327-0,407 року Практичне значення отриманих результатів для електроенергетики: 1) Отримані та науково обґрунтовані варіативні граничні значення показників масел, які змінюються в залежності від тривалості та режимів експлуатації трансформаторів, використовуються в якості додаткових критеріїв при оцінки стану трансформаторних масел в рамках проведення періодичних випробувань службою ізоляції та грозозахисту АТ «Харківобленерго»; 2) Розроблена методика для формування еталонних траєкторій показників ізоляції в умовах обмеженої апріорної інформації використовується в науковій діяльності кафедри передачі електроенергії НТУ «ХПІ» при дослідженні процесів старіння ізоляції високовольтного обладнання електричних мереж; 3) Розроблені методи діагностики стану трансформаторних масел, програмно реалізовані в вигляді окремих модулів інформаційно-аналітичної системи «СИРЕНА», яка на даний час розробляється на кафедрі «Передача електричної енергії» НТУ «ХПІ»; 4) Отримані в роботі результати використовуються у навчальному процесі на кафедрі «Передача електричної енергії» в освітніх компонентах: «Техніка високих напруг», «Математичні основи технічної діагностики» та «Математичні задачі енергетики» Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in specialty 141 “Electrical Engineering, Power Engineering and Electromechanics” (14 – Electrical engineering). – National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”, Kharkiv, 2023. The aim of the study is to solve the problem of improving the methods and criteria used to assess the condition of transformer oils, taking into account the duration and operating modes of 110 kV transformers and 330 kV autotransformers. The object of study is the aging processes of transformer oils in the tanks of 110-330 kV transformers and autotransformers, taking into account the operating modes and duration of operation. The subject of research is the parameters of oils that characterise its condition in the tanks of 110-330 kV transformers and autotransformers operated in different modes. The introduction substantiates the relevance of the dissertation topic, defines the research objectives, shows the connection of the work with scientific topics, provides information on scientific novelty, practical significance, approbation of results and publications. The first chapter analyses the operational reliability of high-voltage power transformers and autotransformers operated in the Ukrainian electrical networks. The main causes of damage to transformers and autotransformers are considered, and the influence of transformer oils on the reliability of this equipment is analysed. The methods and criteria used to assess the technical condition of transformer oils in Ukraine and abroad are analysed. The main directions of improving the methods of assessing the technical condition of equipment used by foreign researchers are analysed. The main directions of research are formed. In the second chapter, the methods for adjusting the limit values of transformer oil indicators are developed. The laws of distribution of transformer oils for 110 kV and 330 kV power transformers and autotransformers were studied. It is established that both for oils suitable and not suitable for further operation, the values of the indicators have a Weibull distribution. Further analysis has shown that the densities of the distribution of indicators for oils with different conditions overlap, which indicates that the adjustment of the limit values of oil indicators is possible only using statistical decision methods. Based on a comparative analysis of the probabilities of correct and incorrect decisions, as well as the risk values associated with the use of limit values obtained by the method of integral functions (survival), the method of the minimum number of incorrect decisions, the method of minimum risk and the Neumann Pearson method, it was found that the most optimal method of correction is the method of minimum risk. The limit values of oil indicators for univariate distributions are determined, taking into account the modes and duration of operation. It is established that the use of these values allows reducing the possible risks by 1.05 - 4974419.5 times compared to the risks associated with the use of the limit values regulated in the current regulatory document in Ukraine. To account for the physical characteristics of oil aging, it is proposed to adjust the limit values of oil indicators for several diagnostic features simultaneously. For this purpose, the stochastic relationship between the oil indicators is analysed. An average risk function was developed for two- and three-dimensional distributions of indicators with a significant stochastic relationship. Minimisation of the developed functions by the Nelder-Mead method allowed obtaining limit values, the use of which will lead to a reduction in risks by 1.7-84.4 times compared to the risks associated with the use of limit values regulated in the current regulatory document in Ukraine. The third chapter develops a method for early diagnostics of the state of transformer oils based on the use of variable limit values of indicators. The results of the covariance analysis of oil indicators and the duration of operation revealed the presence of a significant systematic component in the time dependencies of the indicators. At the same time, the drift rate of the same indicator in different autotransformers differs significantly, depending on the operating modes and conditions, as well as the quality of oils. To account for differences in the intensity of oil aging, a procedure was developed to form reference arrays of oil indicators under conditions of limited a priori information. The results of the two-factor analysis of variance of oil indicators from the formed reference arrays indicate the presence of a significant influence of operating conditions and duration of operation on the values of oil indicators. The results of the analysis of variance for deviations from the linearity of the time dependencies of transformer oils' indicators show that the change in the values of indicators in time occurs at different rates, meaning that the dependencies are nonlinear. For early diagnostics of the state of transformer oils, considering the influence of operating modes and duration of operation, as well as the nonlinear nature of changes in oil indicators over time, a method of variable limit values of indicators has been developed. The fourth chapter presents a method for early diagnostics of transformer oils by a set of diagnostic features. A multiple regression model is proposed in which the duration of operation is a function of the values of transformer oil indicators. A procedure for training a regression model for early diagnosis of the state of transformer oils by a set of diagnostic features has been developed. A decisive rule has been formed to determine the state of transformer oils. To account for the influence of operating modes, as well as the grade and quality of transformer oils on the intensity of aging processes, it is proposed to use a group of models trained on the values of indicators of autotransformers operated under different conditions. Training has been performed and the adequacy of 4 models for 330 kV autotransformers has been proved; according to the results of the analysis, the error arising from the diagnosis of the oil condition is within 0.327-0. 407 years. The following scientific results were obtained from the study: 1. The values of parameters of transformer oils, both suitable and unsuitable for further operation, are distributed according to the Weibull law for the first time, and a significant influence of modes and conditions of equipment operation on the values of these parameters is established, which necessitates their consideration when adjusting the limit values of oil indicators. 2. The use of limit values of transformer oil indicators determined by minimising the average risk function for one-dimensional distributions, considering the operating modes of transformers and autotransformers with voltage of 110-330 kV, was scientifically substantiated for the first time, which allowed to reduce the risks for 110 kV transformers by 1.05-37.2 times, and for 330 kV autotransformers by 1.8-4974419.5 times compared to the risks associated with the use of limit values regulated in the current Ukrainian regulatory document. 3. A method for adjusting the limit values of transformer oil indicators by a set of diagnostic features, considering the peculiarities of the aging process of transformer oils, as well as the modes and operating conditions of 110 kV transformers and 330 kV autotransformers, is proposed for the first time, which differs from the existing ones because the limit values of oil indicators are determined by minimizing the average risk function for multivariate distributions of indicators with a significant stochastic relationship, which will reduce the risks by 1.7-35.7 times for transformer oils. 4. The method of determining the nature of the dependencies of transformer oil indicators was further developed, which differs in consideration of the duration of operation, which made it possible to establish that in 330 kV autotransformers, the values of indicators change nonlinearly over time, and the nature of the dependencies of individual indicators coincides with the kinetic curves of oxidation. 5. A multiple regression model for early diagnostics of transformer oils, based on a set of diagnostic features, is developed for the first time, considering the conditions and modes of equipment operation, which, unlike existing ones, allows to identify equipment with accelerated oil aging, even when the values of indicators correspond to the normal state. It was found that the error of the trained models estimation is in the range of 0.327-0.407. Practical implications of the results for the electric power industry: 1) The obtained and scientifically substantiated variable limit values of oil indicators, which vary depending on the duration and operating modes of transformers, are used as additional criteria for assessing the condition of transformer oils as part of periodic tests by the Insulation and Lightning Protection Service of JSC Kharkivoblenergo. 2) The developed methodology for the formation of reference trajectories of insulation indicators under conditions of limited a priori information is used in the scientific activities of the Department of Electric Power Transmission of National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute” in the study of the aging processes of insulation of high-voltage equipment of electrical networks. 3) Methods for diagnosing the condition of transformer oils have been developed and implemented as separate modules of the informational and analytical system "SYRENA", which is currently being developed at the Department of Electric Power Transmission of National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”. 4) The results of the dissertation are used in the educational process at the Department of Electric Power Transmission in the educational components “High Voltage Equipment”, “Mathematical Basics of Technical Diagnostics” and "Mathematical Problems of Energy" of the National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”.Документ Розвиток методів та засобів для електромагнітно-акустичного контролю стрижневих, трубчастих та листових металовиробів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Плєснецов, Сергій ЮрійовичДисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. В дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-практичну проблему – розвиток теоретичних положень та засобів для збудження високочастотних ультразвукових імпульсів електромагнітно-акустичними перетворювачами у трубчастих, стрижневих та листових металовиробах з підвищеною чутливістю за рахунок збільшення відношення амплітуд корисного сигналу до завад. У дисертаційній роботі вперше розроблена математична модель електромагнітно-акустичного перетворювача, призначеного для збудження ультразвукових коливань в електропровідному виробі, за допомогою якої вирішені дві задачі електростатики та динамічної теорії пружності для кусково-однорідного середовища. Експериментально побудовані діаграми спрямованості акустичного поля та визначені основні фактори, які впливають на інтенсивність ультразвукових імпульсів, що збуджуються електромагнітно-акустичним перетворювачем. Розроблені нові конструкції електромагнітно-акустичних перетворювачів, призначених для контролю металовиробів різними типами ультразвукових хвиль. Застосування даних перетворювачів дозволить значно підвищити відношення сигнал/завада. Експериментально підтверджена можливість збудження поверхневих хвиль Релея та Лемба, а також крутильних хвиль перетворювачами з інтенсивністю ультразвукового поля, достатньою для проведення вимірювань, контролю та діагностики. Практичне значення роботи полягає в наступному: реалізовано теоретичну модель, яка дозволяє виконувати розрахунки параметрів і характеристик електромагнітно-акустичних перетворювачів суміщеного та роздільного типу; розроблено, виконано та випробувано стендові макети електромагнітно-акустичних перетворювачів, що практично реалізують теоретичну модель та доводять її ефективність; розроблено електромагнітно-акустичні перетворювачі для контролю різних зразків в межах сортаментів стрижневих, трубчастих та листових металовиробів для різних типів та етапів виробництва та експлуатації крутильними хвилями, хвилями Релея та Лемба на поверхні та всередині об'єктів контролю; створено методики контролю з використанням розроблених конфігурацій перетворювачів та практичні рекомендації з їх використання; розроблено та впроваджено технічні рішення, спрямовані на підвищення якості та ефективності використання електромагнітно-акустичного методу в виробництві. Розроблено нові технічні рішення, що спрямовані на підвищення чутливості ультразвукових електромагнітно-акустичних приладів і пристроїв на основі збільшення відношення амплітуд корисного сигналу до завад у виробах з електропровідних матеріалів. Новизна технічних рішень захищена патентом України на винахід та 25 патентами України на корисну модель.Документ Розробка електромагнітного методу та пристрою для розбраковки металевих пластин(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Ал Аббасі, ЖаббарДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 152 – метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка (15 – автоматизація та приладобудування). Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2020. Об’єктом дослідження є процес безконтактного електромагнітного контролю якості металевих пластин. Предметом дослідження є методи та пристрої забезпечення чутливості електромагнітних перетворювачів при розбракуванні металевих пластин однієї марки сталі. У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача підвищення чутливості електромагнітних перетворювачів при розбракуванні металевих пластин однієї марки сталі з близькими електрофізичними властивостями. Дослідження здійснене за допомогою як класичних, так і нових сучасних методів вирішення прикладної задачі теорії електромагнітного поля, диференційних та резонансних методів вимірювань, теорії ймовірності випадкових процесів, інформаційної теорії контролю. У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, показано зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами, наведена наукова новизна та сформульоване практичне значення отриманих результатів. У першому розділі виконано огляд та проведено аналіз питань контролю та діагностування структури металевих виробів. З відомих розглянутих методів контролю структури виробів, обрано електромагнітний метод контролю та діагностування як найбільш задовольняючий поставленій задачі. Відмічена його особливість, загальні технічні характеристики, область використання. Виконано огляд існуючих приладів електромагнітного контролю та діагностування структурного стану металевих виробів, проаналізовані їх технічні характеристики. Висвітлені позитивні і негативні аспекти з апаратурного, алгоритмічного і програмного забезпечення існуючих приладів контролю структури промислових металевих об’єктів. Обґрунтовано напрями досліджень, поставлені основні задачі дисертаційної роботи. У другому розділі досліджені теоретичні питання розподілу змінного електромагнітного поля у феромагнітній пластині. Отримані вирази, що описують поведінку амплітуди і фази магнітного потоку в плоскій металевій пластині, які покладені в основу розробки і реалізації електромагнітних методів і пристроїв для безконтактного контролю магнітних і електричних параметрів плоских металевих виробів, тобто при рішенні зворотної задачі, запропоновано використання диференційного трансформаторного електромагнітного перетворювача для розбракуваня матеріалу плоских металевих виробів, показано, що кожному значенню заданої максимальної похибки відповідає певна робоча ділянка залежностей універсальних функцій перетворення в околицях вибраної точки. Результати досліджень дозволили отримати ряд наукових результатів: – запропоновано подальший розвиток методу рішення зворотної задачі для електромагнитного перетворювача з плоским металевим виробом, отримано вирази нормованої амплітуди магнітного потоку і його фази, які є універсальними функціональними залежностями, що однозначно пов'язують сигнали електромагнітного перетворювача з узагальненим параметром, величина якого залежить від електричних, магнітних параметрів і товщини пластини та частоти зондуючого магнітного поля; – розроблено метод і пристрій на основі диференційного трансформаторного електромагнітного перетворювача для розбраковування за електромагнітними параметрами матеріалу плоских металевих виробів навіть у тому випадку, коли електромагнітні параметри досліджуваного і стандартного зразків не сильно відрізняються між собою, що дозволяє, за певних умов, разом з підвищенням роздільної здатності (точності) істотно спростити процедури, як вимірювальних, так і розрахункових операцій. Отримані співвідношення дозволяють визначати величину зміни значення магнітного і електричного параметрів металевого плоского виробу за виміряними електричними параметрами вихідного сигналу перетворювача з врахуванням вибраного режиму роботи; – показано, що кожному значенню заданої максимальної похибки контролю відповідає певна робоча ділянка залежностей універсальних функцій перетворення в околицях вибраної робочої точки диференційного трансформаторного електромагнітного перетворювача. У третьому розділі представлені дослідження з використання параметричних електромагнітних перетворювачів для безконтактного розбраковування металевих пластин однієї марки сталі за їх єлектромагнітними характеристиками. Запропоновано параметричний електромагнітний перетворювач для контролю електромагнітних параметрів пластин на основі використання моста змінного струму в неврівноваженому режимі роботи. Сформульована загальна задача функціонального використання резонансної схеми включення параметричних електромагнітних перетворювачів накладного типу для розбраковування металевих пластин. Розроблено мультирезонансні методи електромагнітного контролю і пристрій, що його реалізує, який дозволяє збільшити чутливість перетворювача до зміни електромагнітних параметрів досліджуваних феромагнітних пластин в два рази і в першому наближенні, виключити вплив зміни температури і зазору між первинним перетворювачем і поверхнею досліджуваного плоского виробу. Дослідження даного розділу дозволили одержати наступні результати: – запропоновано метод включення прохідного параметричного електромагнітного перетворювача в схему моста змінного струму, що працює в неврівноваженому режимі поблизу точки рівноваги, отримано вирази для визначення амплітуди і фази напруги в діагоналі моста, коли електромагнітні параметри досліджуваного зразка відрізняються від параметрів стандартного зразка та визначені чутливості перетворювача; – запропоновано однопараметровий метод виділення корисної інформації, коли котушка параметричного перетворювача включена в схему автогенератора, вихідна частота якого залежить від структурних відмінностей об'єктів контролю; – запропоновано метод і пристрій з двома автогенераторними перетворювачами, що дозволяє збільшити чутливість в два рази і, в першому наближенні, виключити вплив повітряного зазору між датчиком і контрольованим виробом, отримано співвідношення та оцінена методична похибка, викликана нелінійністю функції залежно від величини зміни зазору; – розроблено мультирезонансний метод електромагнітного контролю і пристрій, що його реалізує, який дозволяє збільшити чутливість перетворювача до зміни електромагнітних параметрів досліджуваних феромагнітних пластин в два рази і при цьому, в першому наближенні, виключити вплив зміни температури та зазору між первинним перетворювачем і поверхнею досліджуваного плоского виробу; Четвертий розділ присвячений розробці електромагнітних перетворювачів прохідного і накладного типів з підвищеною чутливістю, як з феритовим осердям, так і без нього. Проведені експерименти, після обробки результатів показали, що на гістограмі вихідної напруги датчика чітко видно відмінність між характеристиками прокату однієї марки сталі двома заводами виробниками. Запропонований в роботі автоматизований пристрій, що реалізує мультирезонансний метод розбракування металевих пластин з близькими електромагнітними характеристиками, дозволяє істотно зменшити, як вплив зазору між перетворювачем і досліджуваним виробом, так і вплив температури довкілля на точність контролю. Для перевірки достовірності отримуваних результатів в роботі були проведені багатократні виміри коерцитивної сили в окремо вибраних контрольних точках для тих же зразків металевих пластин. За дослідженнями даного розділу отримані наступні результати: – розрблена функціональна схема експериментального лабораторного макету з диференціальним трансформаторним електромагнітним перетворювачем прохідного і накладного типів з підвищеною чутливістю, як з феритовим осердям, так і без нього; – проведено експериментальні дослідження з розбраковки феромагнітних зразків з використанням параметричного перетворювача, включеного в схему моста змінного струму; – запропонована конструкція первинного перетворювача, який дозволяє істотно понизити вплив зазору між перетворювачем і досліджуваним виробом, а також понизити вплив температури довкілля на точність контролю. – на базі мікроконтролера створено автоматизований пристрій, що реалізовує мультирезонансний метод розбраковування тонколистових феромагнітних виробів; – достовірність отриманих результатів оцінена при проведені багатократних вимірів коерцитивної сили в окремо вибраних контрольних точках для двох різних партій сталевого прокату та визначено середньоквадратичне відхилення значень коерцитивної сили, що характеризує міру неоднорідності структури в партії; – розроблено та запатентовано первинний перетворювач, який дозволяє істотно понизити вплив зазору між перетворювачем і досліджуваним виробом, а також понизити вплив температури довкілля на точність контролю.Документ Методи і засоби збудження ультразвукових імпульсів ємнісним методом(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Ноздрачова, Катерина ЛеонідівнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Дисертація присвячена розробці нових теоретичних положень та засобів для збудження високочастотних ультразвукових імпульсів ємнісними перетворювачами (ЄП) з підвищеною чутливістю на основі збільшення відношення амплітуд корисного сигналу до завад у виробах з електропровідних матеріалів. Виконано аналітичний огляд та аналіз сучасних засобів і методів контролю та діагностики безконтактними ультразвуковими методами неруйнівного контролю. Встановлено, що в значній мірі виключити недоліки традиційного контактного та безконтактного ультразвукових методів збудження високочастотних ультразвукових імпульсів в електропровідних виробах можливо за рахунок застосування нових принципів створення приладів, адаптації сучасних методів виділення корисних імпульсів з шумів і перешкод, нетрадиційних схемотехнічних рішень. Таким чином можливе збільшення чутливості і підвищення ефективності роботи і області застосування ємнісних перетворювачів і приладів на їх основі. Встановлено доцільність використання відношення амплітуди корисного сигналу до амплітуди завад як характеристику чутливості. Створена математична модель перетворювача ємнісного типу в режимі збудження ультразвукових хвиль в металах. Побудовано замкнутий розв'язок задачі електростатики для кусково-однорідного середовища, в якій напівпростір заповнений металом з кінцевими значеннями електричної провідності і магнітної проникності. Отримано вираз для розрахунку поверхневої щільності статичного електричного заряду на поверхні металевого зразка. Отримано і досліджено вираз для розрахунку поверхневої щільності сил Кулона, які формуються перетворювачем ємнісного типу з дисковим електродом. Показано, що основними впливаючими факторами, що визначають поверхневу щільність сил Кулона, і, як наслідок, чутливість перетворювача, є: поляризуюча напруга; ємність перетворювача (діелектрична проникність); розмір перетворювача; величина зазору між перетворювачем і виробом; форма перетворювача. Отримано вираз для розрахунку амплітудного множника хвилі Релея, що радіально поширюється і збуджується перетворювачем ємнісного типу з дисковим електродом. Введено поняття хвильової характеристики перетворювача ємнісного типу з дисковим електродом. Наведено результати дослідження ефективності збудження радіально поширюючихся хвиль Релея в широкому частотному діапазоні. Показано, що збудження ультразвукових імпульсів з частотному спектрі в сотні кілогерц можливо перетворювачем, у якого радіус диска не перевищує п'яти міліметрів. На основі теоретичних здобутків виконано експериментальні дослідження, з яких встановлено: при діаметрах випромінюючого електрода ємнісного перетворювача 5 ... 9,5 мм щільність зарядів плавно спадає до кромки електрода і триває за його межами; при діаметрах випромінюючих електродів 20 ... 31 мм починає проявлятися більш рівномірна область в районі центру електрода, потім відбувається збільшення щільності зарядів при наближенні до краю електрода і потім плавне зменшення щільності, в тому числі і за межами проекції електрода, але в меншій мірі, ніж при малих відносних розмірах електродів; при товщині досліджених зразків в діапазоні 5 ... 25 мм тіньовим методом осциляцій прийнятих п’єзоелектричним перетворювачем імпульсів по амплітуді поперек збуджуючого імпульсного акустичного поля не спостерігалося; характер залежності амплітуд першої і другої напівхвилі прийнятого першого тіньового імпульсу при всіх досліджених діаметрах електродів ЄП і товщині зразків практично збігаються; враховуючи розподіл амплітуди акустичного поля сформованого ємнісним перетворювачем з діаметрами близько 20 мм і більше можна припустити, що заряди на поверхні електрода ємнісного перетворювача також розподіляються нерівномірно, концентруючись ближче до його краю, тому що це характерно для одиночного відокремленого електропровідного тонкого диска; при визначенні діаграми спрямованості ємнісного перетворювача необхідно враховувати реальну випромінюючу поверхню. Виходячи з теоретичних досліджень, пояснити ефект плавного зменшення амплітуди ультразвукового імпульсу і існування її за проекцією електрода ємнісного перетворювача на поверхні електропровідного виробу можна тим, що на «індуковані» на поверхні півпростору заряди діють дві основні сили. З одного боку – сила притягнення зарядами на поверхні металу електрода ємнісного перетворювача, а з протилежного – сили відштовхування однойменних зарядів на поверхні металу зразка. Очевидно, сили відштовхування і призводять до зміщення зарядів за проекцію електрода ємнісного перетворювача на півпростір металу, зменшуючи їх щільність під проекцією. З наведених даних також випливає, що при зменшенні діаметра ємнісного перетворювача, розподіл зарядів в поверхневому шарі металу стає більш нерівномірним (в відносних розмірах). При виконанні роботи розроблено і виготовлено блок формувача послідовності імпульсів, модуль гальванічної опторозв’язки, високовольтний напівміст і підвищуючий симетричний широкосмуговий трансформатор для використання в складі вимірювальної, контрольної та діагностичної техніки на основі ЄП. Запропоновано варіант практичної реалізації одно– та двополярних генераторів потужних радіоімпульсів напруги на базі мікроконтролера, силових MOSFET транзисторів і симетричного підвищуючого широкосмугового трансформатора, який забезпечує на ємнісний перетворювач високочастотні високовольтні імпульси позитивної та негативної полярності, амплітудою до 1 кВ, частотою до 5 МГц тривалістю три періоди частоти заповнення. Експериментально доведено можливість реалізувати випромінювання ультразвукових коливань ємнісним методом на практиці, із застосуванням сучасних досягнень в області електротехніки. Показано, що співвідношення донний сигнал / завада досягає 15,5 разів. Можливе подальше підвищення амплітуди збуджуючих імпульсів шляхом підвищення поляризуючої і імпульсної напруги. Визначено «мертву» зону, що для однополярної схеми включення складає 26,55 мм, двополярної – 17,7мм. Одне з досягнень даної розробки дає можливість розроблену схему зробити портативною у вигляді макету дефектоскопу. Розроблені конструкції ємнісних перетворювачів, що забезпечує більш високу ефективність перетворення електричної енергії в акустичні в порівнянні з відомими конструкціями: – способи ємнісного збудження і прийому імпульсів високочастотних поверхневих хвиль за допомогою різних варіацій верхніх електродів перетворювача (що розміщуються над поверхнею виробу) і відстаней між ними, які повинні бути кратними довжині хвилі; – роздільно – поєднані безконтактні ультразвукові ємнісні перетворювачі для контролю імпульсами поверхневих хвиль. Їх конструкція передбачає розміщення випромінюючого і приймаючого електродів перетворювача в одному корпусі, що значно підвищить ефективність контролю і зменшить завади прийнятих імпульсів за рахунок такого конструктивного рішення; – комбіновані ємнісні перетворювачі для контролю імпульсами ультразвукових хвиль Релея фізико–механічних властивостей металовиробів. Особливості конструкції такого типу ємнісних перетворювачів дають можливість мати високу захищеність від когерентних акустичних завад, що є важливим при визначенні таких параметрів матеріалів як твердість, коефіцієнт Пуасона і т.д.; – на основі безконтактного ємнісного ультразвукового методу запропоновано способи збудження ультразвукових об’ємних хвиль під кутом до поверхні електропровідного виробу, детально описані схеми і принцип їх реалізації. Визначено, що ефективність безконтактного збудження ультразвукових імпульсів в електропровідному виробі під кутом до поверхні забезпечується за рахунок складання з однаковою фазою амплітуд ультразвукових імпульсів в заданому напрямку; – спектральний спосіб ультразвукового ємнісного виявлення дефектів на донній поверхні електропровідного виробу. За допомогою якого можна підвищити ефективність виявлення пошкоджень донної поверхні ОК аналізуючи спотворення форми огинаючої спектру прийнятого ємнісним методом пакетного ультразвукового сигналу; – ємнісні ультразвукові прямі суміщені перетворювачі з регульованою діаграмою спрямованості. Розглянуто два типа перетворювачів, з фіксованим верхнім електродом, радіус викривлення якого визначено експериментально заздалегідь і з електродом, радіус якого можна регулювати в процесі контролю. Основною особливість реалізації цих способів є забезпечення рівномірності діаграми спрямованості. – ємнісний спосіб збудження і прийому пружних хвиль. При якому верхній електрод являється як збудником УЗК і приймачем, електричні імпульси на який подаються певної форми з певною періодичністю та амплітудою, що забезпечує підвищення чутливості розробленого способу. – ультразвуковий комп’ютеризований макет дефектоскопу ємнісного типу. Прилади, які не мають пристрою сполучення з комп'ютером, часто використовуються в дуже обмеженому полі дій. В основному це портативні моделі, що використовуються в польових умовах. У стаціонарному режимі введення інформації в комп'ютер часто є необхідною функцією. Переваги комп'ютеризації фізичних засобів отримання інформації: розширення функціональних можливостей приладів; поліпшення технічних характеристик приладів, зокрема підвищення достовірності результатів контролю; підвищення продуктивності контролю; можливість використання персоналу без глибокої спеціальної підготовки; подання інформації у вигляді, зручному для оператора. Тобто, застосування комп’ютерів та мікропроцесорної техніки при розробці дефектоскопів, що використовують ємнісний перетворювачів дозволить не тільки підвищити чутливість контролю, а й швидкодію обробки прийнятої інформації.Документ Методи і засоби збудження ультразвукових імпульсів ємнісним методом(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Ноздрачова, Катерина ЛеонідівнаДисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2020. В дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-практичну проблему – розвиток теоретичних положень та засобів для збудження високочастотних ультразвукових імпульсів ємнісними перетворювачами у виробах з електропровідних матеріалів з підвищеною чутливістю за рахунок збільшення відношення амплітуд корисного сигналу до завад. У дисертаційній роботі вперше розроблена математична модель ємнісного перетворювача, призначеного для збудження ультразвукових коливань в електропровідному виробі, за допомогою якої вирішені дві задачі електростатики та динамічної теорії пружності для кусково-однорідного середовища. Експериментально побудовані діаграми спрямованості акустичного поля та визначені основні фактори, які впливають на інтенсивність ультразвукових імпульсів, що збуджуються ЄП. Розроблені нові конструкції ємнісних перетворювачів призначених для контролю електропровідних виробів різними типами ультразвукових хвиль. Застосування даних перетворювачів дозволить значно підвищити відношення сигнал/завада. Розроблено високочастотні генератори збудження високовольтних пакетів одно- та двополярних імпульсів для живлення ємнісних перетворювачів. Експериментально підтверджена можливість збудження поздовжніх та поверхневих хвиль ємнісними перетворювачами з інтенсивністю ультразвукового поля, достатньою для проведення вимірювань, контролю та діагностики. Практичне значення роботи полягає в технічній можливості використання ємнісних перетворювачів для ультразвукового контролю, вимірювань та діагностики електропровідних виробів. Для реалізації ємнісного методу розроблено і виготовлено: макети пристроїв для досліджень характеристик ЄП різного призначення; генератори високовольтних імпульсів напруги для живлення ЄП; стійкий до дії шумів підсилювач ультразвукових сигналів; макет приладу для формування вхідних імпульсів генераторів напруги з можливістю регулювання частоти, тривалості, частоти зондування тощо; методику побудови вихідних каскадів генераторів живлення ЄП. Створено програмне забезпечення для роботи макетів пристроїв для досліджень характеристик ЄП різного призначення.Документ Управління розвитком ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Бурлака, Євгеній ОлексійовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктор філософії за спеціальністю 051 Економіка, Харківський національний університет будівництва та архітектури, Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021. Роботу виконано на кафедрі економіки та бізнесу Харківського національного університету будівництва та архітектури. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" за адресою: 61002, м. Харків, вул. Кирпичова, 2. Дисертація присвячена розробленню теоретичних положень, методичних підходів і практичних рекомендацій щодо комплексного управління розвитком ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту. Актуальність роботи обумовлена ключовою стратегічною роллю залізничного транспорту в економіці України, необхідністю підвищення його конкурентоспроможності шляхом ефективного управління розвитком ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту. У першому розділі розроблено теоретичні підходи щодо управління розвитком ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту, а саме: удосконалено понятійно-категоріальний апарат дослідження, зокрема, уточнено сутність поняття «управління розвитком ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту» як реалізації функцій управління з метою забезпечення процесу накопичення, удосконалення та трансформації ресурсів і взаємозв'язків між ними у відповідності зі змінами зовнішнього середовища, що враховує системний підхід і розглядає ресурсний потенціал як динамічну характеристику. Це дає змогу визначити основні складові ресурсного потенціалу (матеріальні, трудові, фінансові й інформаційні ресурси) й окреслити місце ресурсного потенціалу у загальній структурі потенціалу підприємства (зв'язок з об'єктною та суб'єктною складовими потенціалу підприємства). Узагальнено загальні принципи управління розвитком ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту, які включають авторські принципи – взаємозалежність і взаємодоповнюваність. В результаті аналізу існуючих у науковій літературі моделей управління розвитком ресурсного потенціалу підприємств розроблено схему управління розвитком ресурсного потенціалу залізничного транспорту, що враховує трансформації залізничного транспорту й умови його функціонування. Схема охоплює управління на всіх етапах процесу розвитку ресурсного потенціалу (формування, використання та відновлення), є циклічною та завершеною, що дозволить раціонально використовувати ресурси підприємств галузі. У другому розділі визначено місце та роль залізничного транспорту в системі господарського комплексу України; проаналізовано сучасний стан й основні тенденції розвитку залізничного транспорту; розглянуто ієрархію стратегічних і тактичних цілей розвитку залізничного транспорту, а також перспективи його розвитку. Систематизовано показники оцінки рівня розвитку ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту, що об'єднані в групи за ознакою однорідності (матеріальні, трудові, фінансові й інформаційні) з визначенням стимуляторів і дестимуляторів розвитку ресурсного потенціалу, що дозволить всебічно розкрити зміст даного процесу, оцінити його рівень, надасть можливість контролювати розвиток ресурсного потенціалу. Удосконалено методичний підхід до оцінки рівня розвитку ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту шляхом визначення інтегрального показника, що являє собою чутливий математичний апарат оцінки рівня розвитку ресурсного потенціалу залізничного транспорту при використанні широкого кола показників і дозволить отримувати об'єктивну інформацію стану розвитку ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту. Даний методичний підхід ґрунтується на застосуванні методу аналізу ієрархій для визначення питомої ваги кожного виду ресурсів і використанні вербально-числової шкали Харрінгтона з метою інтерпретації значення інтегрального показника оцінки. За даним підходом проведено розрахунки рівня розвитку ресурсного потенціалу реально діючих підприємств залізничного транспорту та їх виробничих підрозділів, а саме: регіональної філії "Південна залізниця" АТ "Укрзалізниця" та виробничого підрозділу "Моторвагонне депо Люботин" РФ "Південна залізниця" АТ "Укрзалізниця". У третьому розділі представлено практичні рекомендації з управління розвитком ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту, а саме: удосконалено алгоритм оптимізації планування розвитку ресурсного потенціалу, що дозволяє діагностувати ефективність використання ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту за рахунок визначення проблемних зон та обирати оптимальні заходи з розвитку ресурсного потенціалу підприємств, виходячи з їх фінансових можливостей, що надасть змогу здійснювати пошук ефективного плану з розвитку ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту. Систематизовано чинники, які впливають на рівень розвитку ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту за рівнем впливу та своїм походженням. Дана систематизація дозволить вищому керівництву підприємств залізничного транспорту здійснювати дієвий вплив на стан розвитку ресурсного потенціалу. Запропоновано схему державного регулювання розвитку ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту України за рівнями управління (мікро-, мезо-, макро- та метамакрорівні) із зазначенням функцій суб'єктів управління на кожному з цих рівнів. У результаті дослідження визначено, що сума бюджетних коштів, яка виділяється на розвиток ресурсного потенціалу підприємств залізничного транспорту є обмеженою і потребує найефективнішого розподілу. З цієї причини розроблено модель розподілу коштів між підприємствами залізничного транспорту та їх виробничими підрозділами, що являє собою задачу багатовимірної нелінійної оптимізації з обмеженням і вирішується за допомогою методу множників Лагранжа та дозволяє оптимально розподіляти бюджетні кошти на розвиток ресурсного потенціалу на двох рівнях: між регіональними філіями залізничного транспорту та всередині філій між виробничими підрозділами. При цьому бюджетні кошти спрямовуються, в першу чергу, до тих підрозділів, які найбільше потребують розвитку ресурсного потенціалу. Це дозволить концентрувати фінансові зусилля на пріоритетних аспектах розвитку ресурсного потенціалу підприємств. У роботі представлено розрахунок за наведеною моделлю на базі даних господарського обліку діючих підприємств залізничного транспорту (регіональних філій АТ "Укрзалізниця" та вагонних депо РФ "Південна залізниця" АТ "Укрзалізниця").Документ Електромагнітно-акустичні перетворювачі для ультразвукового контролю металовиробів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Салам, БуссіДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.11.13 «Прилади і методи контролю та визначення складу речовин» – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут». Дисертація присвячена розробці нових ультразвукових електромагнітно-акустичних перетворювачів з джерелом імпульсного поляризуючого магнітного поля, методів підвищення чутливості контролю та діагностики металовиробів з використанням перетворювачів такого типу. Виконано аналітичний огляд та аналіз сучасних засобів і методів контролю та діагностики електромагнітно-акустичним методом [1–3] феромагнітних і електропровідних або тільки електропровідних виробів в умовах дії постійних та імпульсних поляризуючих магнітних полів з урахуванням наявності когерентних завад різного типу, технічного рівня сучасних електромагнітно – акустичних перетворювачів, схемотехнічних рішень засобів їх живлення, прийому з виробів ультразвукових імпульсів та їх обробки, визначення відомих переваг, недоліків та можливостей використання в дослідженнях і розробках. Визначені та обґрунтовані напрямки дисертаційного дослідження: розробка електромагнітно-акустичного перетворювача у вигляді спрощеної одновиткової моделі [4] джерела магнітного поляризуючого поля з феромагнітним осердям та високочастотною котушкою, яка розміщена між осердям та металовиробом; шляхом моделювання [5] розподілення індукції поляризуючого магнітного поля на торці осердя джерела магнітного поля та в поверхневому шарі як феромагнітного так і неферомагнітного металовиробу визначено особливості розташування високочастотної котушки індуктивності під джерелом магнітного поля для ефективного збудження зсувних ультразвукових імпульсів (в центральній частині торця феромагнітного осердя) або поздовжніх ультразвукових імпульсів (біля периферійної частини торця феромагнітного осердя) [6]. Збільшення кількості витків котушки намагнічування при наявності феромагнітного осердя призводить до значного збільшення часу перехідних процесів при включенні живлення імпульсного джерела поляризуючого магнітного поля і при його виключенні. В результаті час дії імпульсу живлення збільшується до 1 мс і більше, що призводить до збільшення сили притягування ЕМАП до феромагнітного виробу, додаткових втрат електроенергії, погіршенню температурного режиму перетворювача. Для зменшення часу дії імпульсу живлення джерела магнітного поля необхідно зменшувати кількість витків котушки намагнічування, але це призводить до зменшення величини магнітної індукції навіть при наявності феромагнітного осердя. В результаті раціонального вибору конструкції джерела магнітного поля встановлена необхідність виконання його котушки намагнічування плоскою двовіконною трьохвитковою і виготовляти з високоелектропровідного високотеплопровідного матеріалу [7-9]. Осердя повинно бути розміщено в вікнах котушки намагнічування тільки торцями. В результаті час дії імпульсу намагнічування зменшено до 200 мкс, що достатньо для контролю виробів товщиною до 300 мм. Високочастотна котушка індуктивності виконана з двома лінійними робочими ділянками, які розташовуються під вікнами котушки намагнічування [9]. При протилежних напрямках високочастотного струму в цих робочих ділянках в поверхневому шарі виробу збуджуються синфазні потужні імпульси зсувних ультразвукових хвиль. При цьому відношення збуджуваних амплітуд зсувних та поздовжніх імпульсів перевищує 30 дБ. Тобто когерентні імпульси поздовжніх хвиль при контролі луна методом практично не будуть впливати на результати діагностики феромагнітних виробів. Розроблені варіанти конструкцій електромагнітно-акустичних перетворювачів з одновитковими [7], двовитковими [8] та трьохвитковими [9] котушками намагнічування джерела імпульсного поляризуючого магнітного поля. При одновитковій котушці [7] перехідні процеси при включенні імпульсу живлення мінімальні. Проте необхідно збуджувати в котушці струм з силою в кілька кА, що ускладнює температурний режим перетворювача та апаратуру живлення. При трьохвитковій котушці [9] намагнічування амплітуда донних імпульсів по відношенню до амплітуди завад перевищує 24 дБ, що дозволяє проводити контроль та діагностику значної кількості металовиробів. При використанні шихтованого осердя [9] відношення амплітуд корисного сигналу і шуму збільшилося до 38 дБ, що дає можливість проводити ультразвуковий контроль лунаметодом. Розроблено метод [10 ] ультразвукового електромагнітно- акустичного контролю феромагнітних виробів, суть якого заключається в збудженні ультразвукових імпульсів шляхом формування в поверхневому шарі феромагнітного виробу двох рядом розташованих короткочасно намагнічених ділянок з протилежним напрямком векторів магнітної індукції поляризуючого поля, збудженні в намагнічених ділянках пакетних імпульсів електромагнітного поля з протилежно направленими векторами напруженості тривалістю в кілька періодів високої частоти заповнення, при цьому збудження імпульсів електромагнітного поля виконують в момент часу, який дорівнює часу перехідних процесів з встановлення робочої величини індукції поляризуючого магнітного поля, а прийом ультразвукових імпульсів відбитих з виробу виконується в період часу tпр, який визначається за виразом T – t1 – t2 – t3 < tпр = t1 + t2 + t3 + 2H/C, де Т – тривалість імпульсу намагнічування; t1 – час перехідних процесів з встановлення робочої величини індукції поляризуючого магнітного поля; t2 – час дії пакетного імпульсу електромагнітного поля; t3 – час затухаючих коливань в плоскій високочастотній котушці індуктивності; Н – товщина виробу або відстань в об’ємі виробу, які підлягають ультразвуковому контролю; С – швидкість поширення зсувних ультразвукових хвиль в матеріалі виробу. Встановлено [9] [9], що завади в феромагнітному осерді, обумовлені ефектом Баркгаузена та магнітострикційним перетворенням електромагнітної енергії в ультразвукову при збудженні ультразвукових імпульсів, практично виключаються за рахунок виготовлення осердя шихтованим, матеріал пластин осердя повинен мати низький коефіцієнт магнітострикційного перетворення, пластини осердя повинні бути орієнтовані перпендикулярно провідникам робочих ділянок плоскої високочастотної котушки індуктивності, а також заповненням щілин між пластинами осердя рідиною із значною густиною, наприклад гліцерином. Показано, що чутливість прямих ЕМА перетворювачів з імпульсним намагнічуванням при живленні розробленим генератором пакетних зондуючих високочастотних імпульсів [11 ] та прийомі малошумлячим підсилювачем [12 ] забезпечують виявлення плоскодонних відбивачів діаметром 3 мм і більше при частоті зондування 40 Гц, піковому високочастотному струмі 120 А, частоті зсувних лінійно поляризованих ультразвукових коливань 2,3 МГц, тривалості високочастотного пакетного імпульсу 6…7 періодів частоти заповнення, тривалості імпульсу намагнічування 200 мкс, густині струму намагнічування 600 А/мм2 та при зазорі між ЕМАП і виробом 0,2 мм [9] [9]. При цьому амплітуда луна імпульсу відбитого від дефекту по відношенню до амплітуди завад досягає 20 дБ. Розроблені ЕМАП захищені 2 патентами на корисну модель.Документ Електромагнітно-акустичні перетворювачі для ультразвукового контролю металовиробів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Салам, БуссіДисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2020. В дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-практичну задачу з розробки нових типів ЕМАП для ефективного ультразвукового контролю металовиробів. В роботі виконано комп’ютерне моделювання розподілу магнітних полів ЕМАП при імпульсному намагнічуванні феромагнітних та немагнітних виробів. Встановлені шляхи побудови перетворювачів з максимальною чутливістю. Розроблено метод збудження імпульсних пакетних ультразвукових імпульсів за рахунок послідовного в часі формування імпульсного магнітного та електромагнітного полів. Розроблено технічні рішення пригнічення когерентних завад в осерді та у виробі. Визначені геометричні та конструктивні параметри джерела імпульсного магнітного поля, що дало можливість збуджувати потужні синфазні пакетні імпульси високочастотних зсувних коливань в ОК. Показано, що чутливість прямих ЕМА перетворювачів з імпульсним намагнічуванням забезпечують виявлення плоскодонних відбивачів діаметром 3 мм і більше при частоті зондування 40 Гц, частоті зсувних лінійно поляризованих ультразвукових коливань 2,3 МГц, піковому струмі високочастотних пакетних імпульсів 120 А, тривалості пакетних високочастотних імпульсів струму в 6 періодів частоти заповнення, тривалості імпульсу намагнічування 200 мкс, щільності струму намагнічування 600 А/мм2 та при зазорі між ЕМАП і виробом 0,2 мм. При цьому амплітуда луна-імпульсу від дефекту по відношенню до амплітуди завад досягає 20 дБ, що дає можливість забезпечити якісну дефектоскопію металовиробів.