РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОМОГРАФИИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ (ДО 1 МЕТРА И БОЛЕЕ) СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ БЕТОНА НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ФАЗИРОВАННЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК И НОВЫХ ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ АЛГОРИТМОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

Выполнены аналитический обзор научных и информационных источников, патентные исследования, по результатам которых были выявлены достоинства, недостатки, современное состояние УЗ низкочастотных пьезопреобразователей, используемых для аппаратуры одно- и многоканального акустического контроля изделий из сложноструктурных материалов, таких как бетон, железобетон, ПКМ, чугун и др. Мозаичная технология создания УЗ низкочастотных широкополосных пьезопреобразователей является более эффективной, позволяет существенно расширить полосу частот без потери в эффективности электроакустического преобразования. Разработана методология представления пространственных характеристик УЗ НЧ широкополосных преобразователей, введены новые интегральные пространственные характеристики, а также даны рекомендации по топологии мозаичных низкочастотных широкополосных пьезоэлектрических преобразователей - элементов УЗ фазированных антенных решёток для контроля бетонных изделий. Разработаны несколько типов топологии расположения пьезоэлементов внутри корпуса широкополосного пьезопреобразователя. Для обеспечения надёжного и долговечного акустического контакта пьезопреобразователей с шероховатой и неровной, часто запылённой, поверхностью бетона были исследованы различные типы протекторов. Разработаны смесевые пропорции и технология изготовления и приклейки протекторов, изготовлены несколько типов протекторов на основе силиконовых компаундов с различной толщиной, твёрдостью и конфигурацией, исследованы их акустические и механические характеристики. Созданы различные типы УЗ низкочастотных мозаичных пьезопреобразователей для многоканального (элементы ФАР) контроля строительных конструкций из бетона, исследованы их временные, частотные и пространственные характеристики, а также разработаны помехоустойчивые алгоритмы пространственно-временной обработки сигналов, эффективность которых исследована на моделях изделий с дефектами и структурными неоднородностями. Во второй год исследований проведены разработка и создание УЗ линейной низкочастотной фазированной антенной решетки на основе созданных на первом году проекта УЗ НЧ широкополосных мозаичных преобразователей. Для обеспечения корректной и эффективной работы фазированной антенной решетки создана схемотехническая аппаратура, после чего стали возможны испытания УЗ НЧ томографа на моделях бетонных изделий и на реальных бетонных конструкциях. Проведены исследования двумерной низкочастотной фазированной антенной решетки, и полученные с ее помощью результаты на изделиях из бетона обработаны с помощью специального программного обеспечения для получения томограмм. Выполнены разработка программного обеспечения и отладка многофункциональной адаптивной аппаратуры, после чего УЗ НЧ томограф был испытан на реальных бетонных конструкциях. По результатам исследований были опубликованы: статья в журнале ВАК, статья в зарубежном журнале, рецензируемым БД Scopus, тезисы доклада на двух международных научно-технической конференции. Принято участие с докладами в четырех конференциях. Получены два патента по тематике проекта. Приняты к публикации две статьи редакцией зарубежного журнала, цитируемом БД Scopus.