Научная статья на тему 'Методы измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука малых амплитуд'

Методы измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука малых амплитуд Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
203
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ / МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ / СКОРОСТЬ / КОЭФФИЦИЕНТ ПОГЛОЩЕНИЯ

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Голкова Регина Динаровна, Выдрин Дмитрий Федорович

Статья посвящена исследованию в области применения ультразвуковых колебаний в измерительной технике. Целью статьи является анализ существующих методов измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука малых амплитуд.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Голкова Регина Динаровна, Выдрин Дмитрий Федорович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Методы измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука малых амплитуд»

серости изображения, уменьшая насыщенность цвета. Чтобы избежать данной проблемы был предложен этап, который восстанавливает цвета, путем умножения выхода MSR на функцию восстановления цветности [1]. Первый шаг - вычислить координаты по формуле:

X, у) = 1 ( X у) , (4)

'( 'у) ES=o h (X, у)

где S - количество цветовых каналов. Восстановленный цвет алгоритма MSR задается формулой:

RMSRCRi (X у) = Ci (X у)RMSRi (X у) , (5) где Ci(X у) = f (ï'(X у)).

Наилучшее восстановление цвета получается при использовании формулы:

Ci( X у) = ß logta ■ Ii( ^ у)], (6)

где а - коэффициент, контролирующий силу нелинейности; ß - коэффициент усиления.

Таким образом, применяя алгоритмы SSR и MSR можно произвести выравнивание освещенности на изображении, причем благодаря введению шага восстановления цвета в алгоритм, MSR показывает хороший результат обработки изображений с неправильным освещением.

Список литературы

1. Petro Ana Belen, Sbert Catalina, Morel Jean-Michel, Multiscale Retinex // Image Processing On Line. 4, 2014. P. 71-88.

2. Цветопостоянство. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://wiki-org.ru/wiki/Цветопостоянство/ (дата обращения: 03.11.2017).

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА

ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА МАЛЫХ АМПЛИТУД

1 2 Голкова Р.Д. , Выдрин Д.Ф.

1Голкова Регина Динаровна - магистрант; 2Выдрин Дмитрий Федорович - магистрант, кафедра информационно-измерительной техники, Уфимский государственный авиационный технический университет,

г. Уфа

Аннотация: статья посвящена исследованию в области применения ультразвуковых колебаний в измерительной технике. Целью статьи является анализ существующих методов измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука малых амплитуд.

Ключевые слова: ультразвуковые колебания, методы измерения, скорость, коэффициент поглощения.

Ультразвук в современных условиях развития находит самое широкое применение во всех сферах деятельности человека, будь то оборонная отрасль, медицина или экология. Сегодня наука активно развивается в области измерения свойств и состава биологических тканей и жидкостей.

В результате проведенного исследования выявлены следующие наиболее применяемые методы измерения скорости ультразвука для малых амплитуд:

• импульсные;

• фазовые;

• интерферометрия.

Краткая характеристика каждого из них представлена в таблице 1.

Таблица 1. Методы измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука малых

амплитуд

Метод Принцип действия Сложность

Импульсный Измерение времени пробега ультразвукового импульса через исследуемую среду (для скорости); Уменьшение амплитуды импульса (для коэффициента затухания) Большие объемы образца, затрудненное термостатирование

Фазовый Измерение фазового сдвига высокочастотного сигнала, прошедшего через исследуемую среду Необходим очень большой объем исследуемой жидкости

Интерферометрия Измеряются параметры амплитудно-частотной характеристики ультразвукового резонатора. Относительное большое время измерения

Обычно ультразвуковой интерферометр представляет собой конструкцию, включающую в себя пьезокварцевую пластинку и плавно перемещающийся рефлектор. Идущая от пластинки ультразвуковая волна достигает рефлектора, отражается от него и падает на излучающую кварцевую пластинку. Изменение положения пластинки вызывает изменения ряда величин. По мере удаления рефлектора от пластинки происходит поглощение ультразвуковой волны в веществе. Поэтому данный метод используется для измерения как скорости, так и коэффициента поглощения ультразвука [1].

Особенностью фазового метода является то, что распространение ультразвука в веществе требует некоторого времени. Тогда электрические колебания источника и приемника будут сдвинуты по фазе. Исходя из зависимости фазы от скорости, определяется исследуемый параметр.

Импульсный метод имеет наиболее сложную конструкцию, включающую в себя генератор, осциллограф, аттенюатор, и другие составляющие. Генератор импульсов создает последовательность электрических колебаний, которые, превращаются в импульс. Импульс вызывает на экране осциллографа развертку, которая соответствует его «выходу». Импульс, пройдя через среду вновь попадает на осциллограф, вызывая второй выброс, соответствующий его «приходу». В дальнейшем для определения скорости, используется найденное значение времени между «выходом» и «приходом».

В таблице 2 представлены показатели точности, выявленные в ходе проведенного исследования для каждого из методов [2].

При измерении скорости При измерении коэффициента поглощения

Импульсный 0,5 % 5 - 7 %

Фазовый 10-5 % 10-3 %

Интерферометрия 10-3 % 3 %

Таким образом, применение исследуемых методов обусловлено высокой точностью. Важно отметить, что универсального метода не существует. Каждый метод выбирается в зависимости от области исследования и параметров внешней среды.

Список литературы

1. Шиляев А.С. Физические основы применения ультразвука в медицине и экологии: учебно-методическое пособие. Минск: МГЭУ им. А.Д. Сахарова, 2009. 110 с.

2. Клемина А.В., Демин И.Ю. Прончатов-Рубцов Н.В. Медицинская акустика; ультразвуковая диагностика медико-биологических сред. Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2011. 103 с.

ВЛИЯНИЕ ХЛОРИДОВ НА СВОЙСТВА ТАМПОНАЖНЫХ

РАСТВОРОВ

1 2 Ахмеров Р.Р. , Ахмеров Д.Р.

1Ахмеров Рустам Рифгатович - студент; 2Ахмеров Денис Рифгатович - студент; кафедра бурения нефтяных и газовых скважин, Уфимский государственный нефтяной технический университет,

г. Уфа

Важное значение тампонажных растворов при подводке скважины обуславливается тем, что от их возможности функционирования в различных технических ситуациях зависят эксплуатационные свойства скважины, а также ход буровых работ. Ввиду этого, целесообразность затрат на изучение физико-химических свойств тампонажных систем очевидна. Одним из способов управления свойствами тампонажных материалов является введение модифицирующих добавок. Такие добавки стали предметом исследования ряда научных работ [1]. К ним относят пластифицирующие добавки, понизители фильтрации, расширяющие добавки, исключающие усадку цементного камня. К числу новых материалов с заданными свойствами относят и комплекс-ионные - вещества, образующие прочные соединения с катионами поливалентных металлов. К более доступным добавкам относят соли металлов, каустическую соду и другие реагенты [2].

Разработка месторождений нередко сопровождается особыми геологическими условиями, в частности, месторождения Сибири, характеризующиеся низкими температурами пород, настаивают на поиске новых материалов со специфическими свойствами, позволяющими облегчить ведение буровых работ в осложненных условиях. Для разобщения продуктивных пластов в литературе описаны эффективные материалы на основе минеральных вяжущих веществ [1].

Тампонажная система представляет собой сложный дисперсный объект исследования. Данный раствор при низкой температуре остается в жидком состоянии до 10 часов и более, что приводит к большой усадке раствора (до 30 и более метров) и

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.