Technical Diagnostics and Non-Destructive Testing, 2015, №01



2015 №01 (04)

DOI of Article 10.15407/tdnk2015.01.05

2015 №01 (06)

---

Техническая диагностика и неразрушающий контроль, №1, 2015 стр. 45-50
 

О ВОЗБУЖДЕНИИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН В МЕТАЛЛАХ ЕМКОСТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ. Часть 1

E. Л. Ноздрачева¹, Г. М. Сучков¹, О. Н. Петрищев², М. И. Романюк²

¹National Technical University «Kharkov Polytechnic Institute»
²NTUU «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»

Реферат:
Разработана математическая модель емкостного ультразвукового преобразователя, предназначенного для излучения УЗ колебаний в электропроводящее изделие. Рассмотрен первый этап по оценке влияния поляризующего электростатического поля по формированию сил Кулона в поверхностном слое металлического образца. Получено замкнутое решение задачи электростатики для кусочно-однородной среды, в которой полупространство заполнено металлом с конечными значениями электрической проводимости и магнитной проницаемости. Получено выражение для расчета поверхностной плотности статического электрического заряда на поверхности металлического образца. Выявлены основные влияющие факторы, определяющие пространственное распределение плотности зарядов на поверхности изделия, которые будут формировать диаграмму направленности и мощность излучаемого ультразвукового поля. Библиогр. 9, рис. 3.
 
Ключевые слова: ультразвуковой контроль, емкостной преобразователь, плотность электрического заряда, электрическое поле, емкость, ультразвуковые колебания
 
1. Судакова К. В., Казюкевич И. Л. О повышении эффективности контроля качества металлургической продукции // В мире неразруш. контроля. – 2004. – № 3. – С. 8–10.
2. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. / Под общ. ред. В. В. Клюева. Т.3: Ультразвуковой контроль. – М.: Машиностроение, 2004. – 864 с.
3. Сучков Г. М. Современные возможности ЭМА дефектоскопии // Дефектоскопия. – 2005. – № 12. – С. 24–39. https://doi.org/10.1007/s11181-006-0035-2
4. Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля. – М: Машиностроение, 1981. – 240 с.
5. Новацкий В. Теория упругости. – М.: Мир, 1975. – 873 с.
6. Тихонов А. Н. Математическая модель // Математическая энциклопедия. Т. 3. – . М.: Сов. энциклопедия, 1982. – 1184 с.
7. Морс Ф. М., Фешбах Г. Методы теоретической физики. Т.2. – М.: ИЛ, 1960. — 886 с.
8. Тамм И. Е. Основы теории электричества. – М.: Наука, 1976. – 616 с.
9. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т.5 Электричество и магнетизм. – М.: Мир, 1966. – 296 с.
 
A mathematical model was developed of capacitive ultrasonic transducer designed for application of ultrasonic oscillations to electrically-conducting item. The first stage on evaluation of the influence of polarizing electrostatic field on generation of Coulomb forces in the surface layer of metal sample is considered. A closed solution of the problem of electrostatics for piecewise-uniform medium, in which the half-space is filled with metal with finite values of electric conductivity and magnetic permeability, was derived. An expression was obtained for calculation of surface density of static electric charge on metal sample surface. Main influencing factors determining the spatial distribution of charge density over the item surface, which will form the directional pattern and strength of emitted ultrasonic field, are revealed. 9 References, 3 Figures.
 
Keywords: ultrasonic testing, capacitive transducer, electric charge density, electric field, capacitance, ultrasonic oscillations
 
Поступила в редакцию 27.11.2014
Подписано в печать 18.03.2015.