УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ФАЗИРОВАННЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ С ПОВЫШЕННОЙ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ СИСТЕМ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛОВ

Краткое описание

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УКРАИНЫ
"КИЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ"

На правах рукописи

КРАСКОВСКИЙ АЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ

УДК 620.179.16

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ФАЗИРОВАННЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ
С ПОВЫШЕННОЙ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ
СИСТЕМ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛОВ

Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля и определения состава веществ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:
Туз Юлиан Михайлович,
доктор технических наук, профессор

Киев - 2013

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ФАР ПЭП 13
1.1. Особенности построения линейных ФАР ПЭП 13
1.1.1. Обоснование неадекватности используемых теоретических
моделей линейных ФАР ПЭП 14
1.1.2. Побочные эффекты, их классификация и анализ влияния
на ПВХ реальных линейных ФАР ПЭП 19
1.2. Анализ методов построения математических моделей ПВХ линейных
ФАР ПЭП с учетом влияния основных побочных эффектов 26
1.2.1. Анализ моделей процесса электроакустического (акустоэлектрического) преобразования импульсных сигналов пьезопреобразователями ФАР 27
1.2.2. Анализ моделей процесса пространственно-временного формирования акустического поля пьезопреобразователями
ФАР 38
1.3. Краткий анализ известных методов подавления побочных мод
колебаний в пьезопреобразователях реальных линейных ФАР 40
1.4 Цель и задачи исследования 43
РАЗДЕЛ 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ
ФАР ПЭП С УЧЕТОМ КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ ПОБОЧНЫХ ЭФФЕКТОВ 44
2.1. Обоснование целесообразности использования аналитико-
экспериментальных методов при построении адекватных
математических моделей ПВХ линейных ФАР ПЭП 44
2.2. Математическая модель ПВХ линейной ФАР ПЭП с учетом
комплексного влияния побочных эффектов в режиме излучения импульсных сигналов 45
2.3. Математическая модель ПВХ линейной ФАР ПЭП с учетом
комплексного влияния побочных эффектов в режиме приема
импульсных сигналов 57
Выводы 63
РАЗДЕЛ 3. МЕТОДЫ ПОДАВЛЕНИЯ ПОБОЧНЫХ МОД КОЛЕБАНИЙ
В ПЬЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ РЕАЛЬНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ФАР 64
3.1. Моды колебаний в пьезопреобразователях реальных линейных ФАР 64
3.2. Подавление паразитных поперечных мод колебаний
пьезоэлементов по ширине 69
3.3. Подавление моды колебаний "масса – пружина" в колебательной системе "пьезоэлемент – демпфер" 78
Выводы 84
РАЗДЕЛ 4. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛИНЕЙНЫХ ФАР ПЭП 86
4.1 Структура экспериментальных исследований 86
4.2. Метод измерения ПВХ линейных ФАР ПЭП в режиме излучения 88
4.3 Метод измерения импедансно-частотных характеристик пьезопреобразователей ФАР 92
4.4. Метод измерения распределения амплитуды колебательного
давления на излучающих поверхностях пьезопреобразователей ФАР 100
4.5. Метод измерения взаимной связи между пьезопреобразователями
ФАР 105
Выводы 109
РАЗДЕЛ 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛИНЕЙНЫХ
ФАР ПЭП 111
5.1. Конструкции и технология изготовления линейных ФАР ПЭП 112
5.2. Экспериментальные исследования методов подавления побочных мод колебаний в пьезопреобразователях линейных ФАР 131
5.2.1. Исследование метода подавления паразитных поперечных мод колебаний пьезоэлементов по ширине 131
5.2.2. Исследование метода подавления моды колебаний "масса -
пружина" в колебательной системе "пьезоэлемент - демпфер" 143
5.2.3. Оценка эффективности предложенных методов 147
5.3. Сравнительный анализ результатов теоретических и
экспериментальных исследований комплексного влияния побочных эффектов на ПВХ линейных ФАР ПЭП 158
5.4. Экспериментальные исследования линейных ФАР ПЭП в составе ультразвуковых ИИС контроля изделий из металлов 183
Выводы 189
ВЫВОДЫ 191
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акты внедрения результатов диссертационной работы
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Методика и программное обеспечение для численных
расчётов ПВХ линейных ФАР ПЭП в режиме излучения 198
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Определение достоверности контроля изделий из
металлов с использованием ультразвуковой ИИС на основе линейных
ФАР ПЭП 208
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 212

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

УЗ ИИС – ультразвуковая информационно-измерительная система
УЗ – ультразвуковой(ая)
ИИС – информационно-измерительная система
ФАР ПЭП – фазированная антенная решетка пьезоэлектрических преобразователей
ФАР – фазированная антенная решетка
ПЭП – пьезоэлектрический преобразователь
ПВХ – пространственно-временные характеристики
ИХН – импульсная характеристика направленности
ХН – характеристика направленности
СКО – среднее квадратическое отклонение
ПК – персональный компьютер

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы
В современной мировой и отечественной практике неразрушающего контроля изделий из металлов все большее распространение приобретают ультразвуковые информационно-измерительные системы (УЗ ИИС) на основе фазированных антенных решеток (ФАР) пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП), которые обеспечивают повышенную достоверность, точность и быстродействие контроля, что обусловлено возможностью:
 производить электронное фазовое управление направленностью, формой и энергией ультразвукового (УЗ) луча ФАР ПЭП, как в режиме излучения, так и в режиме приема импульсных сигналов;
 формировать в реальном масштабе времени двумерные ультразвуковые изображения (томограммы) сечений контролируемых объектов с целью обнаружения дефектов типа нарушения сплошности (раковины, трещины и т.п.) и однородности (включения, структурно-топологические изменения плотности и т.п.).
Известно, что достоверность ультразвукового контроля определяются акустической чувствительностью и разрешающей способностью УЗ ИИС, а также способностью сохранять постоянство этих параметров в процессе сканирования исследуемого пространства контролируемого объекта. В свою очередь, разрешающая способность УЗ ИИС в значительной мере зависит от параметров пространственно-временных характеристик (ПВХ) ФАР ПЭП.
В условиях практического конструирования экспериментальные ПВХ реальных ФАР ПЭП могут существенно отличаются от расчетных (потенциально возможных) ПВХ теоретических моделей. Это связано с возникновением в реальных ФАР ПЭП различно рода побочных эффектов, к которым следует отнести: инерционность колебаний пьезопреобразователей, возбуждение "паразитных" мод колебаний в пьезопреобразователях, действие эффективной апертуры пьезопреобразователей, взаимная связь между пьезопреобразователями, эффекты, обусловленные неидентичностью и неточностью пространственного положения пьзопреобразователей, краевые эффекты и другие, обусловленные конструктивно-технологическими факторами проектирования и изготовления ФАР ПЭП. Эти эффекты оказывают значительное негативное влияние на ПВХ реальных ФАР ПЭП, что в процессе ультразвукового контроля приводит к снижению разрешающей способности УЗ ИИС и, следовательно, к частичной или полной потере достоверной информации о величине, характере и местоположении дефектов.
Вопросам повышения разрешающей способности УЗ ИИС за счет улучшения ПВХ линейных ФАР ПЭП путем подавления побочных эффектов посвящены работы ученых: Пилецкаса Э.Л., J.D.Larson, J.F.Dias, A.Hanafy, J.Sato и других.
Проведенный анализ известных методов подавления побочных эффектов выявил существенные потенциальные возможности улучшения ПВХ линейных ФАР ПЭП. Реализация этих возможностей требует разработки более совершенных методов подавления побочных эффектов, на основе новых конструкторско-технологических решений.
Кроме того, для оценки эффективности этих методов требуется создание математических моделей ПВХ линейных ФАР ПЭП, учитывающих влияние побочных эффектов. Использование таких моделей позволяет получить расчетные ПВХ линейных ФАР ПЭП адекватные экспериментальным ПВХ их реальных образцов, что обеспечивает повышение достоверности контроля. Однако, несмотря на то, что математическому моделированию линейных ФАР ПЭП с учетом влияния побочных эффектов посвящено немало публикаций, а именно: Домаркаса В.Й., Пилецкаса Э.Л., Кажиса Р.-И., Шмакова Ю.Г., Фалькевича С.А., Мажейки, L.W.Schmerr, J.Sato, M.Onoe, в большинстве из этих работ, как правило, исследуется влияние лишь одного или нескольких из существующих в реальных линейных ФАР ПЭП побочных эффектов, без взаимодействия с остальными и, следовательно, без учета их комплексного (совместного) влияния на ПВХ моделируемых ФАР ПЭП.
Таким образом, разработка новых, более совершенных методов подавления побочных эффектов в линейных ФАР ПЭП, адекватных математических моделей ПВХ линейных ФАР ПЭП, учитывающих комплексное влияние побочных эффектов, в режимах излучения и приема импульсных сигналов, а также создание, на основе этих методов и моделей, линейных ФАР ПЭП, обеспечивающих повышение разрешающей способности УЗ ИИС и достоверности контроля изделий из металлов, является актуальной задачей.
Поскольку разрешающая способность УЗ ИИС определяется параметрами пространственно-временных характеристик ФАР ПЭП, то в дальнейшем для простоты изложения уместно использовать термин "разрешающая способность ФАР ПЭП".
Связь работы с научными программами, планами, темами
Диссертационная работа выполнена на кафедре автоматизации экспериментальных исследований Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт" (АЭИ НТУУ "КПИ") в соответствии с планами научно-исследовательских работ (НИР), а также в рамках хозяйственно-договорных тем:
 НИР "Разработка и изготовление ультразвуковых пьезоэлектрических фазированных решеток для автоматизированной системы неразрушающего контроля колесных пар железнодорожных вагонов", 2006 – 2009 гг.
 НИР "Разработка и изготовление ультразвуковых пьезоэлектрических иммерсионных датчиков для систем автоматизированного контроля железнодорожных колес", 2007 г.
В названных выше темах НИР автор был непосредственным исполнителем работ, относящихся к математическому моделированию, конструированию и изготовлению линейных ФАР ПЭП, а также к разработке методов и измерительных установок для проведения экспериментальных исследований основных параметров и характеристик линейных ФАР ПЭП.

Цель и задачи исследования
Целью данной диссертационной работы является повышение разрешающей способности ультразвуковых ИИС и достоверности неразрушающего контроля изделий из металлов путем совершенствования ПВХ линейных ФАР ПЭП.
Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:
1. Анализ побочных эффектов, возникающих в реальных линейных ФАР ПЭП и разработка методов их подавления.
2. Построение математических моделей ПВХ линейных ФАР ПЭП, учитывающих комплексное влияние побочных эффектов, в режимах излучения и приема импульсных сигналов.
3. Разработка методики и программного обеспечения для численных расчетов ПВХ линейных ФАР ПЭП на основе созданных математических моделей.
4. Разработка методов и создание измерительных установок для проведения экспериментальных исследований параметров и характеристик линейных ФАР ПЭП.
5. Создание линейных ФАР ПЭП с использованием разработанных математических моделей и методов подавления побочных эффектов.
6. Экспериментальные исследования параметров и характеристик разработанных образцов линейных ФАР ПЭП для УЗ ИИС контроля изделий из металлов.
Объект исследования – процесс ультразвукового контроля изделий из металлов.
Предмет исследования – методы повышения разрешающей способности ультразвуковых ИИС на основе линейных ФАР ПЭП и достоверности неразрушающего контроля путем совершенствования ПВХ.
Методы исследования включают: методы теории ультразвукового неразрушающего контроля, методы теории электрических цепей, методы теории построения ФАР ПЭП, методы теории измерений, методы математического анализа и моделирования.
Научная новизна полученных результатов
Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:
1. Впервые предложена классификация побочных эффектов, возникающих в реальных линейных ФАР ПЭП, на основе которой обоснован выбор эффектов, оказывающих наибольшее негативное влияние на ПВХ.
2. Разработаны новые методы подавления побочных мод колебаний в пьезопреобразователях линейных ФАР, которые позволяют повысить разрешающую способность линейных ФАР ПЭП.
3. Впервые построены математические модели ПВХ линейных ФАР ПЭП, учитывающие комплексное влияние побочных эффектов в режимах излучения и приема импульсных сигналов, благодаря чему достигается адекватность расчетных и экспериментальных ПВХ линейных ФАР ПЭП.
4. Разработаны новые методы экспериментальных исследований линейных ФАР ПЭП, использование которых позволяет при нагрузке на сталь определить характеристики:
 распределения амплитуды колебательного давления на излучающих поверхностях пьезопреобразователей ФАР;
 взаимной связи между пьезопреобразователями ФАР.
5. Созданы новые конструкции линейных ФАР ПЭП и проведено их экспериментальное исследование в составе ультразвуковых ИИС неразрушающего контроля изделий из металлов.
Практическое значение полученных результатов
Созданы и внедрены экспериментальные образцы линейных ФАР ПЭП, в основу реализации которых положены новые, более совершенные методы подавления побочных мод колебаний в пьезопреобразователях линейных ФАР и новые, адекватные математические модели ПВХ линейных ФАР ПЭП, что дало возможность повысить разрешающую способность ультразвуковых ИИС и достоверность контроля изделий из металлов.
Разработана инженерная методика и программное обеспечение для численных расчетов ПВХ линейных ФАР ПЭП с использованием созданных математических моделей.
Теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре автоматизации экспериментальных исследований Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт".
Экспериментальные образцы линейных ФАР ПЭП внедрены на:
 Государственном предприятии "Опытно-конструкторское технологическое бюро Института электросварки имени Е.О.Патона Национальной Академии Наук Украины";
 Государственном предприятии Научно-исследовательский институт радиолокационных систем "Квант-радиолокация" Министерства промышленной политики Украины;
 Предприятии "Büro für Industrieplanung GmBH" (Германия).
Личный вклад соискателя
Все основные положения и результаты диссертационной работы получены соискателем лично. Работы [1, 5, 8, 9, 11, 12, 13] написаны автором самостоятельно. В научных работах, опубликованных в соавторстве, диссертантом сделано следующее: проведен анализ методов измерения ПВХ линейных ФАР ПЭП [10], разработаны методы и проведены экспериментальные исследования параметров и характеристик линейных ФАР ПЭП [2, 3, 4, 7, 15, 17], предложена методика численного моделирования ПВХ линейных ФАР ПЭП [6, 7, 16].
Апробация результатов диссертации
Основные положения диссертационной работы докладывались и обговаривались на: Международной конференции "Датчики и системы" (г. Санкт-Петербург, Россия, 2002 г.); 17-ой Международной конференции "Современные методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики" (г. Ялта, Украина, 2009 г.); 15-ой, 16-ой Международных научно-технических конференциях ЛЕОТЕСТ-2010, 2011 "Електромагнітні та акустичні методи неруйнівного контролю матеріалів та виробів" (г. Славское Львовской области, Украина, 2010, 2011 гг.); IX, Х, ХI Международных научно-технических конференциях "Приладобудування: стан і перспективи" (г. Киев, Украина, 2010, 2011, 2012 гг.); ІХ Международной научно-технической конференции "Гіротехнології, навігація, керування рухом і конструювання авіаційно-космічної техніки" (г. Киев, 2013 г.).
Публикации
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 17 научных работах, среди которых 7 статей в специализированных научных журналах (из них 2 статьи без соавторов), 1 патент Украины на изобретение и 1 патент Украины на полезную модель, 8 тезисов докладов.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов, приложений и списка использованных источников. Полный объем диссертации составляет
223 страницы, в том числе 139 страниц основного текста, 59 иллюстраций,
16 таблиц, 3 приложения, список использованных литературных источников из 105 наименований.

Список литературы

ВЫВОДЫ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований в диссертационной работе решена важная научно-практическая задача, которая состоит в повышении разрешающей способности ультразвуковых ИИС и достоверности контроля изделий из металлов путем совершенствования ПВХ линейных ФАР ПЭП. При этом получены следующие результаты:
1. Впервые создана классификация побочных эффектов, возникающих в реальных линейных ФАР ПЭП, что позволило выделить те эффекты, которые оказывают наибольшее негативное влияние на ПВХ, а именно: инерционность колебаний пьезопреобразователей, возбуждение побочных мод колебаний в пьезопреобразователях и взаимная связь между ними.
2. Разработаны и экспериментально исследованы новые методы подавления побочных мод колебаний в пьезопреобразователях реальных линейных ФАР, которые при совместном использовании обеспечивают одновременно подавление "паразитных" поперечных мод колебаний пьезоэлементов по ширине и моды колебаний "масса – пружина" в колебательной системе "пьезоэлемент – демпфер", что позволило повысить разрешающую способность линейных ФАР ПЭП ультразвуковых ИИС контроля изделий из металлов до 30 %.
3. Впервые на основе аналитико-экспериментального метода построены математические модели ПВХ линейных ФАР ПЭП, учитывающие комплексное влияние основных побочных эффектов в режимах излучения и приема импульсных сигналов, благодаря чему достигнута адекватность теоретических и экспериментальных ПВХ линейных ФАР ПЭП, что подтверждено результатами сравнительного анализа.
4. На основе созданных математических моделей разработаны методика и программное обеспечение, позволяющие проводить численные расчеты ПВХ линейных ФАР ПЭП с учетом влияния различных побочных эффектов.
5. Разработаны методы и созданы измерительные установки для проведения экспериментальных исследований параметров и характеристик линейных ФАР ПЭП. Использование разработанных методов и созданных установок позволило при нагрузке пьезопреобразователей ФАР на сталь определить:
 ПВХ линейных ФАР ПЭП в режиме излучения;
 импедансно-частотные характеристики пьезопреобразователей ФАР с учетом и без учета взаимной связи;
 распределение амплитуды колебательного давления на излучающих поверхностях пьезопреобразователей ФАР;
 характеристики взаимной связи между пьезопреобразователями ФАР.
6. Созданы и экспериментально исследованы образцы линейных ФАР ПЭП, в основу реализации которых положены разработанные методы подавления побочных мод колебаний в пьезопреобразователях линейных ФАР, что дало возможность повысить разрешающую способность ультразвуковых ИИС при контроле изделий из металлов на 25-30 % и, таким образом, обеспечить повышение достоверности контроля на 9-10 %.
7. Результаты диссертационной работы внедрены на: Государственном предприятии "Опытно-конструкторское технологическое бюро Института электросварки имени Е.О.Патона Национальной Академии Наук Украины"; Государственном предприятии Научно-исследовательский институт радиолокационных систем "Квант-радиолокация" Министерства промышленной политики Украины; предприятии "Büro für Industrieplanung GmBH" (Германия) и могут быть использованы при разработке и производстве ультразвуковых приборов и систем неразрушающего контроля, в частности, многоканальных ультразвуковых ИИС на основе ФАР.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Красковский А.П. Измерение пространственно-временных характеристик ультразвуковых фазированных антенных решёток / А.П. Красковский // Вісник Національного технічного університету України „КПІ”. Серія приладобудування. – Київ. – 2009. – Вип.38. – С.51-57.
2. Туз Ю.М. Измерение импедансно-частотных характеристик пьезоэлектрических преобразовательных элементов ультразвуковых фазированных антенных решёток / Ю.М. Туз, А.П. Красковский // Вісник Інженерної академії України. – Київ. – 2009. – Вип. № 3-4. – С.127-132.
3. Туз Ю.М. Измерение распределения амплитуды давления на излучающих поверхностях пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых фазированных антенных решёток / Ю.М. Туз, А.П. Красковский, И.В. Богачёв // Вісник Інженерної академії України. – Київ. – 2009. – Вип. № 3-4. – С.133-137.
4. Туз Ю.М. Измерение акустической взаимной связи между пьезоэлектрическими элементами в ультразвуковых фазированных антенных решётках / Ю.М. Туз, А.П. Красковский, И.В. Богачёв // Методи та прилади контролю якості. Науково-технічний журнал. – Івано-Франківськ. – 2009. – Вип. №23. – С.8-12.
5. Красковский А.П. Исследование побочных мод колебаний в пьезоэлектрических преобразовательных элементах ультразвуковых фазированных антенных решёток / А.П. Красковский // Вісник Національного технічного університету України „КПІ”. Серія приладобудування. – Київ. – 2010. – Вип.39. – С.5-13.
6. Туз Ю.М. Аналіз похибок системи вимірювання просторово-часових характеристик лінійних фазованих антенних решіток п’єзоелектричних перетворювачів / Ю.М. Туз, О.П. Красковський, О.О. Мосолаб // Електротехнічні та комп’ютерні системи. Науково-технічний журнал. – Київ. – 2012. - №06(82). – С.62-66.
7. Туз Ю.М. Метод та система вимірювання просторово-часових характеристик лінійних фазованих антенних решіток п’єзоелектричних перетворювачів / Ю.М. Туз, О.П. Красковський, О.О. Мосолаб // Методи та прилади контролю якості. Науково-технічний журнал. – Івано-Франківськ. – 2012. - №1(28). – С.148-153.
8. Пат. на корисну модель № 55113 України, МПК(2009) G01N 29/00, G01S 15/00. Ультразвукова п’єзоелектрична антенна гратка / Красковський О.П.; Укр. - № и2010 05240; Заяв. 29.04.2010. Опубл. 10.12.2010. Бюл.№23.
9. Пат. на винахід № 96851 України, МПК(2011.01) G01N 29/28 (2006.01), G01S 15/12 (2006.01). Ультразвукова п’єзоелектрична антенна гратка / Красковський О.П.; Укр. - № а2010 05238; Заявл. 29.04.2010. Опубл. 12.12.2011. Бюл. №23.
10. Туз Ю.М. Прийомний тракт систем вимірювання просторово-часових характеристик фазованих антенних решіток п'єзоперетворювачів в режимі випромінювання / Ю.М.Туз, О.П.Красковський, О.О.Мосолаб // ІХ Міжнародна НТК "Гіротехнології, навігація, керування рухом і конструювання авіаційно-космічної техніки": Збірка доповідей. К.: НТУУ "КПІ". 2013 р. – С. 539-544.
11. Kraskovsky A. P. Piezoelectric phased arrays for ultrasonic imaging system – flaw detector/tomograph / A.P. Kraskovsky // International conference „Sensors and Systems”: Proceedings. – St.Petersburg, Russia, 2002. – Vol.2.-p.p.28-32.
12. Красковский А.П. Фазированные антенные решётки пьезоэлектрических преобразователей для ультразвуковых дефектоскопов-томографов / А.П. Красковский // Семнадцатая международная конференция „Современные методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики”: материалы МК: тезисы докладов. – Ялта, 2009. – С.61-62.
13. Красковский А.П. Исследование побочных мод колебаний пьезоэлектрических преобразовательных элементов ультразвуковых линейных фазированных антенных решёток / А.П. Красковский // IX Міжнародна науково-технічна конференція „Приладобудування: стан і перспективи”: тези доповідей. – Київ: НТУУ „КПІ”, 2010. – С.235.
14. Туз Ю.М. Измерение некоторых основных параметров и характеристик ультразвуковых линейных фазированных антенных решёток пьезоэлектрических преобразователей / Ю.М Туз, А.П. Красковский // 15 Міжнародна науково-технічна конференція „Електромагнітні та акустичні методи неруйнівного контролю матеріалів та виробів ЛЕОТЕСТ-2010”: матеріали МНТК: тези доповідей. – Славське Львівська обл., 2010. – С.83-84.
15. Туз Ю.М. Автоматизована система вимірювання імпульсної характеристики напрямленості фазованих антенних решіток п’єзоелектричних перетворювачів / Ю.М. Туз, О.П. Красковський, О.О. Мосолаб // X Міжнародна науково-технічна конференція „Приладобудування: стан і перспективи”: тези доповідей. – Київ: НТУУ „КПІ”, 2011. – С.203-204.
16. Туз Ю.М. Метод численного моделирования фазированных антенных решёток пьезопреобразователей с учётом комплексного влияния побочных эффектов / Ю.М. Туз, А.П. Красковский // 16 Міжнародна науково-технічна конференція „Електромагнітні та акустичні методи неруйнівного контролю матеріалів та виробів ЛЕОТЕСТ- 2011”: матеріали МНТК: тези доповідей. – Славське Львівська обл., 2011. – С.72-73.
17. Туз Ю.М. Метод вимірювання просторово-часових характеристик фазованої антенної решітки п’єзоелектричних перетворювачів / Ю.М. Туз, О.П. Красковський, О.О. Мосолаб // XI Міжнародна науково-технічна конференція „Приладобудування: стан і перспективи”: тези доповідей. – Київ: НТУУ „КПІ”, 2012. – С.215-216.
18. Сухоруков В.В. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 5. Интроскопия и автоматизация неразрушающего контроля: Практ. пособие / В.В. Сухоруков, Э.И. Вайнберг, Р.-Й.Ю. Кажис, А.А. Абакумов; Под ред. В.В. Сукорукова. – М.: Высш. шк., 1993. – 329 С.
19. Свердлин Г.М. Гидроакустические преобразователи и антенны: Учебник: / Г.М. Свердлин. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Судостроение, 1988. – 200 с.
20. Домаркас В.Й. Ультразвуковая эхоскопия / В.Й. Домаркас, Э.Л. Пилецкас. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. – 276 с.
21. Ермлов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля / И.Н. Ермолов. – М.: Машиностроение, 1981. – 240 с.
22. Ультразвуковые пьезопреобразователи для неразрушающего контроля / Под общ. ред. И.Н. Ермолова. – М.: Машиностроение, 1986. – 280 с.
23. Марков Г.Т. Антенны. Учебник для студентов радиотехнических специальностей вузов / Г.Т. Марков, Д.М. Сазонов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М., „Энергия”, 1975. - 528 с.
24. Вендик О.Г. Антенны с немеханическим движением луча (Введение в теорию) / О.Г. Вендик. – М.: Издательство „Советское радио”, 1965. – 360 с.
25. Цапенко В.К. Основи ультразвукового неруйнівного контролю: Підручник / В.К. Цапенко, Ю.В. Куц. – К.: НТУУ „КПІ”. – 2010. – 448 с.
26. Кажис Р.-Й. Ультразвуковые информационно-измерительные системы / Р.-Й. Кажис. – Вильнюс: Мокслас, 1986. – 216 с.
27. Yamaguchi K. New method of time domain analysis of the performance of the multilayered ultrasonic transducers / K. Yamaguchi, H. Yagami, T.Fujii // IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr. – 1986. – V.33, №6. – P.669-678.
28. Silk M.C. Predictions of the effect of some constructional variables on the performance of ultrasonic transducers / M.C. Silk // Ultrasonics. – 1983. – V.21. – P.27-33.
29. Larmande M.T. Theoretical study of the transient behavior of ultrasonic transducers in linear arrays / M.T. Larmande, P. Alais // Int. Symp. on Acoust. Imaging, 12, Proc. of the ISAI. – 1982. – V.21. – P.361-370.
30. Смагин А.Г. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы / А.Г. Смагин, М.И. Ярославский. – М.: „Энергия”, 1970. – 488 с.
31. Eer Nisse E.P. Coupled-mode approach to elastic vibration analysis / E.P. Eer Nisse // J. Acoust. Soc. Am. – 1966. – V.40, №5. – P.1045-1050.
32. Sato J. Dependence of electromechanical coupling coefficient on the width to thickness ratio of plank shape piezoelectric transducers used for electronically scanned ultrasound diagnostic system / J. Sato, M. Kawabuchi, A. Fukumoto // J. Acoust. Soc. Am. – 1979. – V.66, №6. – P.1605-1611.
33. Sato J. Farfield angular radiation pattern generated from arrayed piezoelectric transducers / J. Sato, H. Fukukita, M. Kawabuchi, A. Fukumoto // J. Acoust. Soc. Am. – 1980. – V.67, №1. – P.333-335.
34. Selfridge A.R. A theory for the radiation pattern of a narrow strip acoustic transducer / A. R. Selfridge, J.S. Kino, B.T. Khuri-Yakub // Appl. Phys. Lett. – 1980. – V.37, №1. – P.35-36.
35. Larson J.D. A new vibration mode in tall narrow piezoelectric elements / J.D. Larson // Proc. Ultrason. Symp. – 1982. – V.2. – P.108-113.
36. Pesque P. Methodology for the characterization and design of linear arrays of ultrasonic transducers / P. Pesque, R.H. Coursant, C. Mequio // Acta Electronica. – 1983. – V.25, №4. – P.325-340.
37. Delannoy B. The infinite planar baffles problem in acoustic Radiation and its experimental verification / B. Delannoy, H. Lasocta, C. Bruneel, R. Torguet, E. Bridoux // J. Appl. Phys. – 1979. – V.50, №8. – P.5189-5195.
38. Амитей Н. Теория и анализ фазированных антенных решёток / Н. Амитей, В. Галиндо, Ч. Ву. – М.: Издательство „Мир”, 1974. – 455 с.
39. Bruneel C. Electrical coupling effects in an ultrasonic transducer array / C. Bruneel, B. Delanoy, R. Torguet, E. Bridoux, H. Lasota // Ultrasonics. – 1979. – V.18, №6 – P.225-260.
40. Baer R.L. Theory for cross coupling in ultrasonic transducer arrays / R.L. Baer, G.S. Kino // Appl. Phys. Lett. – 1984. – V.44, №10. – P.954-956.
41. Larson J. Non-ideal radiators in phased array transducers / J.Larson // IEEE, Ultrasonics Symposium Proceedings. – 1981. – V.1. – P.673-684.
42. Gubbini A. The effect of cross-coupling in the acoustic field generated by a phased array transducer / A. Gubbini, C. Lamberti, P.Palchetti, A. Sarti // Acoust Imag. – 1996. – V.22. – P.479-482.
43. Фалькевич С.А. Характеристики направленности ультразвуковых фазированных решёток / С.А. Фалькевич, Л.В. Бурлакова // Дефектоскопия. – 1986. - №1. – С.3-11.
44. Фалькевич С.А. Фазированные решётки в ультразвуковой дефектоскопии (обзор) / С.А. Фалькевич // Дефектоскопия. – 1984. - №3. – С.3-16.
45. Пат. №4305014 США, МКИ H01L 41/08. Пьезоэлектрическая решётка с использованием параллельно соединённых элементов для образования групп, ширина которых равна ≈ ½ λ / Борбух Я., Фельгт И.; Заявка №49898; Заявл. 19.06.1979. Опубл. 8.12.1981.
46. Honda H. Array transducer using new modified PbTiO3 ceramics / H. Honda, Y. Yamashita, K. Uchida // Proceedings of the Ultrasonics Symposium. – 1982. – V.2. – P.845-848.
47. Fleury G. Improvements of ultrasonic inspections through the use of piezocomposite transducers / G. Fleury, C. Gondard // Proc. of 6-th European conference on nondestructive testing. – 1994.
48. Poguet J. Inspection of thermal barrier of primary pumps with phased array probe and piezocomposite technology / J. Poguet, E. Abittan // Proc. of 1-st EPRI phased array seminar. – 1998.
49. Dumas P. Piezocomposite technology: an innovative approach to the improvement of NDT performance using ultrasounds / P. Dumas, J. Poguet, G. Fleury // Proceedings of 8-th European conference no NDT. – 2002.
50. Poguet J. Phased array technology: concepts, probes and applications / J. Poguet, A. Garcia, J. Vazquez, F. Pichonnat, J. Marguet // Proceedings of 8-th European conference on NDT. – 2002.
51. Poguet J. Special linear phased array probes used for ultrasonic examination of complex turbine components / J. Poguet, P. Cioran // Proceedings of 8-th European conference on NDT. – 2002.
52. Kawanami S. Development of phased array ultrasonic testing probe / S. Kawanami, M. Kurokawa, M. Taniguchi, Y. Tada // Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Technical Review. – 2001. – Vol.38, №3. – P.121-125.
53. Пат. № 4240003 США, МКИ H01t 41/08. Устройство и способ подавления колебаний типа „груз на пружине” в преобразователях визуализации акустических изображений / Ларсон Д.; Заявка № 20007; Заявл. 12.03.1979. Опубл. 16.12.1980.
54. Ландау Л.Д. Электродинамика сплошных сред / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. – М.: Физматгиз, 1959. – 532 с.
55. Ландау Л.Д. Теория упругости / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифщиц. – М.: Наука, 1965. – 202 с.
56. Королёв М.В. Широкополосные ультразвуковые пьезопреобразователи / М.В. Королёв, А.Е. Карпельсон. – М.: Машиностроение, 1982. – 157 с.
57. Гитиз М.Б. Преобразователи для импульсной ультразвуковой дефектоскопии. Основные теоретические положения (обзор) / М.Б. Гитиз, Дефектоскопия. – 1981. – №2. – С.65-83.
58. Касаткин Б.А. Обобщенная ортогональность нормальных мод колебаний по толщине нагруженной пьезопластины / Б.А. Касаткин // Акустический журнал. – 1978. – Т.24, №2. – С.203-208.
59. Аленкович Г.И. К расчёту импульсной реакции прямоугольного пьезоэлемента конечных размеров / Г.И. Аленкович, Э.Л. Пилецкас, Ю.Г. Шмаков // Научные труды вузов Литовской ССР. Радиоэлектроника. – 1985. – №21(3). – С.37-42.
60. Lerch R. Simulation of piezoelectric devices by two- and three-dimensional finite elements / R. Lerch // IEEE Trans. Sonics Ultrason. – 1990. – Vol.SU-37. – P.223-247.
61. Воинов Б.А. Моделирование линейной решётки электроакустических преобразователей методом конечных элементов / Б.А. Воинов // Акустический журнал. – 1997. – Т.43, №6. – С.777-784.
62. Boucher D. Computation of piezoelectric array transducers by a mixed finite element-perturbation method / D. Boucher // Proceedings of the Ultrasonics Symposium. – 1979. – V2. – P.102-107.
63. Hossak J.A. Finite element analysis of 1-3 composite transducers / J.A. Hossak, G. Hayward // IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr. – 1991. – Vol.38(6). – P.91.
64. Lin Y. Design of ultrasonic array elements for acoustic power considerations / Y. Lin. K. Grosh // IEEE Trans. Ultrason., Ferroelec., and Freq. Contr. – 2002. – Vol.49, №1. – P.20-28.
65. Ballandras S. Finite-element analysis of periodic piezoelectric transducers / S. Ballandras, M. Wilm, P-F. Edoa, A. Soufyane, V. Laude // J. Appl. Phys. – 2003. – Vol.93, №1. – P.702-711.
66. Домаркас В.Й. Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи / В.Й. Домаркас, Р.-Й. Кажис. – Вильнюс.: Издательство „Минтис”, 1974. – 258 с.
67. Домаркас В.Й. Эквивалентные четырёхполюсники асимметричных биморфных пьезоэлектрических преобразователей / В.Й. Домаркас // Научные труды вузов ЛитССР. Ультразвук. – 1984. - №16. – С.20-29.
68. Пилецкас Э.Л. Эквивалентные четырёхполюсники пьезокерамических полосковых преобразователей / Э. Л. Пилецкас // Научные труды вузов ЛитССР. Ультразвук. – 1984. - №16. – С.31-36.
69. Coursant R.H. Simulation of the acousto-electronic response of ultrasonic narrow strip transducers with mechanical losses / R.H. Coursant, C. Mequio, P. Pesque // Proceedings of the Ultrasonic International 83 Conference. – 1983. – Vol.42. – P.414-419.
70. Короченцев В.И. Анализ взаимодействия преобразователей в антенной решётке / В.И. Короченцев, А.П. Пятов, А.Г. Субботин // Акустический журнал. – 1985. – Том 31, №5. – С.606-609.
71. Aronov B. Methods of experimental investigation of acoustic interaction between electroacoustical transducers in array / B. Aronov, T. Oishi, D.A. Brown // J. Acoust. Soc. Am. – 2002. – Vol.112, №5. – P.2407.
72. Aronov B. Experimental methods for investigating the acoustical interaction between transducers / J. Acoust. Soc. Am. – 2006. – Vol.119, №6. – P.3822-3830.
73. Сучасні методи та засоби ультразвукового контролю з використанням статистичної обробки сигналів // В.К. Качанов, О.В. Мозговой, О.І. Пітолін, В.П. Попко, Г.Ю. Рябов : Навч. посібник / За ред. В.П. Бабака. – К.:ІСДО, 1994. – 132 с.
74. Самойлов Л.К. Электронное управление характеристиками направленности антенн / Л.К. Самойлов. – Л.: Судостроение, 1987. – 280 с.
75. Точинский Е.Г. О разрешающей способности ультразвуковых антенных решёток / Е.Г. Точинский // Труды МЭИ. – 1973. – Вып.148. – С.80-88.
76. Аксенов В.П. О возможности электрического управления направлением контроля в ультразвуковой дефектоскопии / В.П. Аксёнов, И.С. Попов, А.И. Питолин, Е.Г. Точинский // Труды МЭИ. – 1971. – Вып.90. – С.87-92.
77. Фалькевич С.А. Исследование линейной решётки пьезовибраторов с электрическим сканированием / С.А. Фалькевич // Дефектоскопия. – 1979. – №4. – С.60-66.
78. Ahmad R. Modeling of phased array transducers // R. Ahmad, T. Kundu, D. Placko // J. Acoust. Soc. Am. – 2005. – Vol.117, №4. – P.1762-1776.
79. Azar L. A novel ultrasonic phased arrays for the nondestructive evaluation of concrete structures / L. Azar, S.C. Wooh // Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, edited by D.O. Thompson and D.E. Chimenti, Am. Inst. Phys., Melville. – 1999. – Vol.18B. – P.2153-2160.
80. Wooh S.C. A design strategy for phased arrays / S.C. Wooh, Y. Shi // Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, edited by D.O. Thompson and D.E. Chimenti, Am. Inst. Phys., Melville. – 1999. – Vol. 18A. – P.1061-1068.
81. Huang R. Characterization of the system functions of ultrasonic linear phased array inspection systems / R. Huang, L.W. Schmerr // Ultrasonics. – 2009. Vol.49. – P.219-225.
82. Huang R. A new multi-Gaussian beam model for phased array transducers / R. Huang, L.W. Shmerr // Review of Progress in Quantitative NDE, edited by D.O. Thompson, D.E. Chimenti, Am. Inst. Phys., Melville. – 2007. – Vol.26. – P.751-758.
83. Park J.S. Calculation of radiation beam field from phased array transducers using expanded multi-Gaussian beam model / J.S Park, S.J. Song, H.J. Kim // Solid State Phenomena. – 2006. – Vol.110. – P.163-168.
84. Mazheika L. The fast technique for calculation of ultrasonic field of rectangular transducer / L. Mazeika, M. Gresevicius // ISSN 1392-2114 Ultragarsas (Ultrasound). – 2008. – Vol.63, №4. – P.52-56.
85. Jasiuniene E. Simulations of ultrasonic fields of radial ultrasonic array / E. Jasiuniene, R. Kazys, L. Mazeika // ISSN 1392-2114 Ultragarsas (Ultrasound). – 2007. – Vol.62, №2. – P.44-50.
86. Piwakowski B. A new approach to calculate the field radiated from arbitrarily structured transducer arrays / B. Piwakowski, K. Sbai // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. – 1999. – Vol.46, №2. P.422-440.
87. Macovski A. Ultrasonic imaging using arrays / A. Macovski // Proc. IEEE. – 1979. – Vol.67, №4. – P.484-495.
88. Домаркас В.И. Особенности импульсных характеристик направленности пространственно-селективных электроакустических систем / В.И. Домаркас, И.И. Гуща, Э.Л. Пилецкас // Дефектоскопия. – 1974. - №4. – С.34-42.
89. Гуща И. Исследование импульсных характеристик групповой направленности фокусирующих матриц пьезопреобразователей / И. Гуща, Э. Пилецкас, Б. Фикс // Научные труды вузов ЛитССР, Ультразвук. – 1985. - №17. – С.33-38.
90. Домаркас В. Численное моделирование метрологических характеристик решёток пьезопреобразователей / В. Домаркас, Э. Пилецкас, Б. Фикс // Научные труды вузов Лит ССР, Ультразвук. – 1986. - №18. – С.28-34.
91. Denisenko N. An approximated closed from of the transient acoustic pressure distribution generated by a linear source / N. Denisenko, M. Pappalardo, E. D’Ottari, M. Matteucci // J. Acoust. Soc. Am. – 1984. – Vol.75, №6. – P.1896-1899.
92. Gebhard W.G. Electronic beam forming, defect reconstruction and classification by ultrasonic phased arrays. Chapter 4. / W.G. Gebhard // Res. Techn. Nondestructive Testing, London. – 1984. – Vol.7. – P.115-143.
93. Фурдуев В.В. Теоремы взаимности / В.В. Фурдуев. – М.-Л.: Гостехиздат, 1948. – 92 с.
94. Харкевич А.А. Теория электроакустических преобразователей. Волновые процессы / А.А. Харкевич. – М.: Наука, 1973. – 400 с.
95. Панин В.И. Разработка аппаратуры и методики контроля пьезопреобразователей ультразвуковых средств неразрушающего контроля материалов и изделий : Автореф. канд. дисс. / В.И. Панин. – М.: НИИИН, 1976. – 20с.
96. Мельканович А.Ф. Общая теория линейного обратимого электроакустического преобразователя с произвольной формой рабочей поверхности / А.Ф. Мельканович // Дефектоскопия. – 1983. - №12. – С.14-23.
97. Мельканович А.Ф. Определение характеристик электроакустических преобразователей путем измерения его электрических сопротивлений / А.Ф. Мельканович // Дефектоскопия. – 1984. - №3. – С.39-45.
98. ГОСТ 23702-90. Пьезопреобразователи ультразвуковые. Методы испытаний. – Взамен ГОСТ 23702-85; введён 01.01.1992 – М.: Изд-во стандартов, 1992 – 35 с.
99. Петин О.П. Установка для измерения адмитансно-частотных характеристик пьезопреобразователей / О.П. Петин, Ю.А. Крамаров, Т.П. Петин // Пьезокерамические материалы и преобразователи : сб. трудов. – Ростов-на-Дону: изд. РГУ, 1977. – С.22-25.
100. Ганопольский В.В. Установка для исследования гидроакустических пьезопреобразователей / В.В. Ганопольский, С.И. Пугачёв // Всес. конф „Использование современных физических методов в неразрушающем контроле и исследованиях”: сб. трудов. – Хабаровск, 1984. – С.34-36.
101. Пьезоэлектрические преобразователи: Справочник / В.В. Ганапольский, С.И. Пугачёв – Л.: Судостроение, 1984. – 256 с.
102. Jungerman R.L. Measurement of normal surface displacements for the characterization of rectangular acoustic array elements / R.L. Jungerman, P. Bennet, A.R. Selfridge, B.T. Khuri-Yakub, G.S. Kino // J. Acoust. Soc. Am. – 1984. – Vol.76, №2. – P.516-524.
103. Ануфриев И.Е. MATLAB 7 / И.Е. Ануфриев, А.Б. Смирнов, Е.Н. Смирнова. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 1104 с.
104. Евдокимов Ю.К. LabVIEW для радиоинженера: от виртуальной модели до реального прибора. Практическое руководство для работы в программной среде LabVIEW / Ю.К. Евдокимов, В.Р. Линдваль, Г.И. Щербаков. – М.: ДМК Пресс, 2007. – 400 с.
105. Суранов А.Я. LabVIEW 8.20: Справочник по функциям / А.Я. Суранов. – М.: ДМК Пресс, 2007. – 536 с.