CC BY
15
2. Фединець В.О. Математична модель газодинамiчноi пщсистеми перетворювачiв те-мператури газових потоюв / В.О. Фединець // Вимiрювальна технiка та метролопя. - 2008. -Вип. 68. - С. 108-111.
3. Фединець В. Вплив конструкцп i способу монтажу первинних термоперетворювачiв на похибку вимiрювання температури енергоноспв в трубопроводах / Василь Фединець // Си-стеми транспортування, контролю якостi та облiку енергоноспв : Перша Мiжнар. наук.-практ. конф. - Львiв, 1998. - С. 242-246.
4. Петунин А.Н. Измерение параметров газового потока / Анатолий Николаевич Пету-нин. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1974. - 260 с.
Фединец В.О. Исследование математической модели тепловой подсистемы термопреобразователей для измерения температуры газовых потоков
Проанализированы условия теплообмена термообразователя для измерения температуры газовых потоков через теплопроводимость чувствительного элемента с элементами конструкции, излучением с внутренней поверхностью камеры торможения и конвективным теплообменом с газовым потоком. Установлено, что приведенные аналитическая зависимость дает возможность осуществить расчет составляющей погрешности измерения температуры за счет теплообмена через теплопроводи-мость и излучение.
Ключевые слова: температура, газовый поток, измерение, теплообмен, термо-образователь.
Fedynets V.O. Research of mathematical model of thermal subsystem of receivers of temperature is for measuring of temperature of gas streams
The terms of heat exchange of receivers of temperature (TR) are analysed for measuring of temperature of gas streams through the heat-conducting of pickoff with the elements of construction, radiation with the internal surface of braking chamber and convecti-onal heat exchange with a gas stream. It is set that resulted analytical dependences enable to carry out the calculation of constituents of error of measuring of temperature due to a heat exchange through a heat-conducting and radiation.
Keywords: temperature, gas stream, measuring, heat exchange, receivers of temperature.
УДК 628.517:004.9 Ст. викл. О.Л. Сторожук; \ст. викл. Р.1. Тураш;
доц. 1.Р. Кенс, канд. техн. наук; проф. Я.1. Соколовський, д-р техн. наук -
НЛТУ Украти, м. Львiв
використання шформацшних технолог1й для виявлення дефект1в деревини акустичним
методом
Розроблено програмне забезпечення для вдосконалення та практично!' реалiза-ц11 акустичного методу виявлення дефекпв у деревиш. Це дасть змогу експеримен-тально визначати час проходження тестового звукового сигналу в матерiалi. Експе-риментально дослщжено особливосп швидкосп поширення акустично! хвилi у деревиш. На основi отриманих результат запропоновано методику виявлення дефекпв у деревиш акустичним методом.
Ключов1 слова: акустичш вимiрювання, деревина, неруйшвний контроль, зву-кова карта, програмне забезпечення.
Актуальшсть дослвджень. Акустичний контроль належать до не-руйшвних метод1в виявлення дефекпв та вим1рювання ф1зичних характеристик капшярно-пористих матер1ал1в. Перевагами акустичного контролю е ви-
ст. викл. Р.1. Тураш
користання пружних хвиль, параметри яких тюно пов'язаш з теплофiзичними та механiчними характеристиками матерiалiв. Цей неруйнiвний вид контролю застосовують до матерiалiв, зокрема для деревини, як добре проводять акустичш хвилi.
Сучасний рiвень розвитку елементно! бази обчислювально! технiки дае змогу у реальному часi обробляти з необхщною точнiстю аналоговi сиг-нали. Зокрема, для цього використовуються звуковi карти з достатньою роз-ряднiстю i частотою дискретизаци, наприклад до 192 кГц. Це дасть змогу на цш базi отримати аналiзатор спектра, звуковий генератор, осцилограф, часто-томiр та iншi. Для цього необхщно розробити спецiалiзоване програмне за-безпечення [6, 7, 12, 13].
Аналiз вiдомих результатiв дослвджень. Аналiз закономiрностей зв'язку швидкостi поширення акустичних хвиль вiд фiзико-механiчних характеристик деревини наведено у багатьох роботах [1-5, 8-11].
Зокрема, виконане у [11] акустичш дослщження на суцшьних (непош-коджених) та з внутршшми пошкодженнями (заповненi деревною тирсою) брусах ялини, показали зниження швидкост поширення акустично! хвилi до 35,4-72,7 % на пошкоджених дiлянках (рис. 1).
а) б) в)
Рис. 1. Акустичш вимiрювання на зразках ялини: а) брус ялини ¡з поздовжтм пропилом; б) пропил заповнений деревною тирсою; в) м1сця акустичних вим1рюванъ
в поперечному перер1з1
Варто зазначити, що в наведених вище роботах для акустичних досль джень використовувались прилади та установки промислового виробництва для неруйшвного контролю, яю, через свою вартють у десятки тисяч гривень, стають у переважнш бшьшост недоступними.
Мета дослвджень. Розробити програмне забезпечення для системи комп'ютерного акустичного неруйнiвного контролю дефек^в в деревинi. Та-ка система комп'ютерного акустичного контролю реалiзована на основi зву-ково! карти персонального комп'ютера (ПК). Використання програмного забезпечення дае змогу визначити час мiж максимальним значенням ампл^уди звукового сигналу правого i лiвого каналу звуково! карти, тобто мiж макси-мальними значеннями амплiтуди звукового сигналу, який прийняли п'езо-електричнi зворотш перетворювачi.
Розроблення програмного забезпечення. Розроблену схему експери-ментального визначення швидкост звуково! хвилi за часом проходження звукового тестового сигналу в деревиш наведено на (рис. 2). Звуковi коливання у зразки деревини (4) збуджуються за допомогою п'езоелектричного випромь
нювача (1). На цей випромшювач подаеться електричний звуковий тестовий сигнал прямокутно! форми. Генератором звукових коливань виступае звуковий вихщ (audio-out) звуково! карти ПК. Випромшювач перетворюе елек-тричш коливання у механiчнi i передае щ коливання експериментальному взiрцевi. Бшя випромiнювача i на протилежному кшщ зразка розмiщено п'е-зоелектричнi приймачi (правий i лiвий канал звуково! карти - 2,3) (рис. 2), як перетворюють звуковi механiчнi коливання в електричш сигнали. Для при-ймачiв, використано iдентичнi iз випромшювачем п,езоелектричнi зворотнi перетворювачi. Амплiтуда мехашчних коливань у зразки фiксуеться за допо-могою звукового входу (audio-in) звуково! карти ПК (рис. 3).
ПК
audio out
f aoaoooQDOOE^i
audio in
-Ji
LfflJ
LflL
im
Звуковолящйна камера
0,06
0.05
о.м
0,03
о.о:
0.01
ТиТЧ
II ГчГ|
о.к
0.05
0,04
0.0)
0,02
0,01 -—■ _
Too4
¿00 48 IQ0«! 0 (1М 0.00.51 11' О ОС 51 'о 00.54 1 00.55
Рис. 3. АмплШуда прийнятого сигналу другим та третiм п 'езоелек-тричним приймачем (другим — вер-хшй сигнал; третм - нижнш сигнал)
Рис. 2. Структурна схема системи експе-
риментального визначення часу прохо-дження звукового тестового сигналу в де-ревиш: I, Ь, Н - довжина, ширина, товщина
досл1дного зразка, м; 11 - в1дстанъ м1ж приймачами, м; 1 - п'езоелектричний випромшювач; 2,3 - п'езоелектричш приймач1; 4 -досл1дний зразок
Надалi вибирають час максимально! ампл^уди прийнятого акустично-го сигналу, отриманого на правому (рис. 4) i лiвому (рис. 5) каналах звуково! карти. Рiзниця мiж часом отримання максимально! амплггуди на правому i ль вому каналах визначае час проходження тестового сигналу в деревиш мiж двома п'езоелектричними приймачами.
Практично вс сучасш звуковi карти не можуть працювати повшстю в дуплексному режимь Це зумовило встановлення на ПК додатково ще одше! звуково! карти. Перша звукова карта використовувалась для генерування, друга - для прийому звукового сигналу.
Для створення звукових файлiв, що мютять звуковi сигнали визначе-но! частоти та амплiтуди використано програму GoldWave. I! перевагою е можливють генерування звукових файлiв з частотою, яка задаеться в полi формул, формування рiзноманiтних звукових тестових сигналiв (рис. 6). Ок-
р1м того, можна задавати р1зну форму сигнашв (синусо'дальну, трикутну, прямокутну). За допомогою ще! програми генеруються звуков1 тестов! сигна-ли, як надал1 використовуються для прозвучування вз1рщв.
0,0f0
0.040
n.o.io
0,020
0.010
У N 1 II 4
0.000 s / III -Ml 4 IW ifj '
Ч/
0.010 1 I
00520 mun
0,01ft
0.008
0.006
0.004
- ч \= , JV41 Ж
0.002 fi
т
J V"
d.ilfid
j J
i Л 1
ill , k 1
3EHE ш ш
ИШ
■■■ к
Ш OiB 4.Û oàtht Ш 1 mit'
Рис. 4. Значення максимально'1 амплтуди та час ïi отримання на п 'езоелектричному приймачi 2
Рис. 5. Значення максимально'1 амплШуди та час ïi отримання на п 'езоелектричному приймачi 3
Для автоматичного визначення часу проходження звукового сигналу м1ж приймачами (2) та (3) розроблено програмне забезпечення, штерфейс якого представлено на рис. 7.
Expression Evaluator
X]
Визначення швидкостп звуково«'хвил1
■IJ %
_! , 1
UjJ ±
п N
Т
f I
ZlHJH Allill
ЛИ
MJft abs step
h екр rand
Int log wave
cos S*1 tan
acos «D atan
cosh Sinh tanh
Частот прсзвувчуватя
3
Destination Source (wavett)
|1 SoiMidl zi 1 zl
Start
Expression
kr>[2-Pm) d
J
Status: Finished
Cancel
Help
- Variables n- [Ô
122000
Group name Expression name
|Waves |Sine, f is ifeq in Hz ▼ |
111
1 5000s oundpic 1 Sewing 222 33 333 пуста
1irnpulsl3MenLi)r14 .12.04
Бибрана частота прозвучування
|limpul£l3MeHLiir14.12r[M
Паск I
Прозеучнтм
Г Ц^л |1M0_2J
Зберегтияк...
||Е:\$а$Ьа^Сторожук\ЭоигИе»_3\Те>й\1 2311
Зберегти StereO'Warv |
Час прохадэкення
|0,ШИз6Ь833424С136281
zJ
Delete
10.533664807256045 10,538117913832009
Рис. 6. Дiалогове eiKHO, яке метить поле формул для опису звукового сигналу
Рис. 7. Головне вжно програмного забезпечення для прозвучування деревини
Натискання на кнопку "прозвучити" розпочинае прозвучування тесто-вим сигналом який видшений у пол1 "частоти прозвучування". Шсля закш-чення прозвучування в пол1 "час проходження" вщображаеться значення р1з-нищ м1ж максимальними ампл1тудами правого 1 л1вого канал1в звуково! кар-ти, тобто м1ж максимальними значеннями ампл1туди звукового сигналу, який прийняли (2, 3, рис. 2) п'езоелектричш приймачь
Натискання на кнопку "stereo-waw" дае змогу вщкрити шдкаталог \\stereo, в який можна записати отриманий звуковий файл. Пщ полем "час проходження" знаходяться ще два поля, як вщображають час вщ початку
звукозапису правого i лiвого каналiв звуково! карти, на якому зафжсована максимальна ампл^уда прийнятого тестового сигналу. Для повторних бага-торазових експериментальних випробовувань розроблено шдпрограму яка за-дае кшьюсть циклiв та необхiдну часову затримку мiж ними.
Результати експериментальних дослвджень та Тх аналiз. Розроблене програмне забезпечення для системи комп'ютерного акустичного неруйшвно-го контролю дало змогу провести серда експериментальних дослiджень для визначення швидкост поширення акустично! хвилi у зразках iз бука, дуба.
Вимiрювання здiйснено на букових зразках (паркет буковий) довжи-ною 78 см. (рис. 8) та дубових зразках довжиною 35 см. (паркет дубовий). Вщстань мiж п'езоелектричними приймачами (2, 3, рис. 2) у букових зразках становила 68 см, у дубових - 25 см. П'езоелектричний випромшювач (1, рис. 2) збуджуе у зразки бука, дуба поперечну хвилю, яка поширюеться вздовж волокон зi швидюстю, наведеною у таблищ. Тестовий сигнал для прозвучування був у виглядi радiоiмпульса довжиною 5 мс iз частотою за-повнення 18 кГц. Прозвучування для кожного зразка повторювали 1000 разiв.
Табл. Швидшсть поширення акустично'1 хвилiу зразках з бука, дуба
Порода Яккть зразка Середтй час проходження, с Швидшсть акустичного тестового сигналу, м/с
Бук Бук без дефекпв 0,000450023 1511,035
Бук з иоздовжтми глибокими зовтштми трщинами 0,001717211 395,991
Бук з внутрштми малими трь щинами, як частково виходять назовт 0,000794558 855,822
Дуб Дуб без дефекив 0,000133039 1879,155
Дуб з иоздовжтми глибокими зовтштми трщинами 0,000435306 574,308
Дуб з внутрштми малими трь щинами, як частково виходять назовт 0,000225147 1110,384
а)
б)
Рис. 8. Зразки бука для акустичних вимiрювань: а) вигляд зверху на зразок бука без дефектов довжиною 78 см; б) вигляд збоку на зразок бука 1з внутршшми трщинами, як1 частково виходятъ назовт
Висновки. Розроблене програмне забезпечення дае змогу визначати швидюсть поширення акустично! хвилi у зразках деревини. Проведет експе-риментальт дослщження тдтвердили, що ознакою дефекту е змша часу про-ходження акустичного сигналу. На основi отриманих результат запропоно-вано методику виявлення дефеклв у деревиш акустичним методом, яка поля-гае у виконанш таких пункпв:
• II • •• • »-» • • • •
у здоров1и деревит певно1 породи на визначети в1дстан1 м1ж випромшю-ючим i приИмаючим перетворювачами посилають декшька раз1в тестовиИ сигнал.
• встановлюються допустимi межi часово! затримки акустичного сигналу мiж першим та другим приймачами (тобто, прилад налаштовуеться на прийняття
• и и • и • u
тестового сигналу - iмпульсу, якии проишов у здоровiи, бездефектнiи деревит).
• приимають, що вщхилення вiд цих меж трактуеться як виявлення дефекту.
Л1тература
1. Ефимов А.А. Измерение скорости ультразвука по радиусу ствола // Современные наукоемкие технологии. - М. : Российская Академия Естествознания. - 2009. - № 8. - С. 23-27.
2. Сафаров В.О. Дослщження вологосп деревини ультразвуковим методом / В.О. Са-фаров, Я.1. Соколовськии // Науковии вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ. - 1997. - № 6. - С. 210-215.
3. Сафаров В.О. Дослщження ф1зико-мехашчних властивостеи деревини 1мпульсним ультразвуковим методом / В.О. Сафаров, Я.1. Соколовськии // Науковии вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ. - 1997. - № 6. - С. 227-231.
4. Соколовський Я.1. Дослщження теплоф1зичних i пружних властивостеи деревини ультразвуковим методом / Я.1. Соколовськии, В.О. Сафаров, О.Л. Сторожук // Науковии вюник НЛТУ Укра1ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра1ни. - 2005. - Вип. 15.4. -С. 124-133.
5. Темнова Е.Б. Применение ультразвука в определении резонансных своиств древесины поленьев // Успехи современного естествознания. - М. : Россииская Академия Естествознания. - 2009. - № 8. - С. 8-15.
6. Шмелёв О.Я. Многофазныи генератор электрических сигналов звуковых и инфра-звуковых частот // Приборы и техника эксперимента. - М. : Изд-во "Наука". - 2009. - № 2. -С. 170-172.
7. Шмелёв О.Я. Компьютеризованная установка для измерения электрического импеданса / О.Я. Шмелёв, В.Ф. Королёв // Метрология. - М. : Россиискии научно-техническии центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия. - 2006. - № 8. - С. 36-40.
8. Dikrallah, A. Experimental analysis of acoustic anisotropy of green wood by using guided waves / A. Dikrallah, A. Hakam // Proceedings of the ESWM-COST Action E35, 2006. -PP. 149-154.
9. Halabe, U.B. Nondestructive evaluation of green wood using stress wave and transverse vibration techniques / U.B. Halabe, G.M. Bidigalu, H.V.S. GangaRao, R.J. Ross // Materials Evaluation. - 1997, Volume 55, Issue 9. - PP. 1013-1018.
10. Istvan A. Veres. Non-destructive testing of wood by wave propagation/ Center of Mechanics, ETH Zentrum, CH-8092 Zurich, Switzerland / Istvan A. Veres, Mahir B. Sayir // XXI International Congress of Theoretical and Applied Mechanics Warsaw, Poland, August 15-21, 2004.
11. Reinprecht L. Detection of rot in wood beams by ultrasound method - model and practical studies / Technical Uneversity of Zvolen, Slovakia / L. Reinprecht, M. Panek // International Conference on Wooden Cultural Heritage: Evaluation of Deterioration and Management of Change,(Hamburg, Germany; October 7-10, 2009).
12. Shmelev, O. Ya. The subsonic band in computer systems based on a sound card Measurement Techniques Volume 51, Number 1, January, 2008. - PP. 82-85.
13. [Електроннии ресурс]. - Доступнии з http://www.shmelyoff.nm.ru/gss.htm.
Сторожук О.Л., \Тураш Р.И\ Кенс И.Р., Соколовский Я.И. Использование информационных технологий для выявления дефектов в древесине с помощью акустического метода
Разработано программное обеспечение для совершенствования и практической реализации акустического метода обнаружения дефектов в древесине. Это позволит экспериментально определять время прохождения тестового звукового сигнала в ма-
териале. Проведенные экспериментальные исследования для определения скорости распространения акустической волны в древесине. На основе полученных результатов предложена методика выявления дефектов в древесине акустическим методом.
Ключевые слова: акустические измерения, древесина, неразрушающий контроль, звуковая карта, программное обеспечение.
Storozhuk O.L., \Turash R.I\ Kens I.R., Sokolowskyy Ya.I. Using of information technologies for wood defects detection by the acoustic method
The software is developed here for improvement and practical implementation of an acoustic method for detection of imperfections in timber. This will make it possible to define transit time of a test sonic signal in a stuff by direct measurement. The experimental research to define the velocity of sonic wave propagation in wood was conducted. Obtained results made it possible to propose the technique of wood defects detection by the acoustic method.
Keywords: acoustic measurement, wood, nondestructive control, a sound card, the software.
УДК 004.4 Викл. В.В. Яцишин - Терноптьський НТУ iM. 1вана Пулюя;
доц. О.Г. Харченко, канд. техн. наук - Нащональний АУ, м. Кит
case-технологш розроблення вимог до
програмного забезпечення та оц1нювання
його якост1
Наведено результати дослщження сучасних CASE-технологiИ, як використову-ють для пщтримання процеав проектування на рiзних етапах життевого циклу прог-рамного забезпечення (ПЗ). Внаслщок аналiзу виявлено низку недолшв цих технологии та запропоновано власнии CASE-зааб, якии е web-орiентованим i спрямовании на пщтримку технологи, базовано! на моделi якосп стандарту ISO 9126. Показано, що використання ще! модел^ вщповщно! технологи та засобу дае змогу адекватно вщобразити потреби замовника та користувачiв ПЗ на специфшаци вимог, а також визначити мiру 1х задоволення. Пропоновании CASE-зааб дае змогу автоматизувати процес розроблення вимог i керування ними, що значно пщвищуе якють процесу проектування i скорочуе часовi межi виконання проекту.
Вступ. Сучаснии стан розвитку шформацшних систем (1С) характеризуемся постшним зростанням !хньо! складность Це потребуе залучення знач-них ресурЫв для забезпечення ефективносп !х функцюнування. Хоч на цеи час розроблено цiлу низку методiв та методологiИ проектування 1С, як корпо-ративних, так i загального використання, але за !х застосування часто виника-ють проблеми, пов,язанi з недостатньою формалiзацiею процеЫв проектування. А це своею чергою перешкоджае впровадженню засобiв автоматизаци цих процесiв.
Тому розроблення формалiзованих процедур реалiзацi1 процесiв проектування ПЗ е актуальною задачею шженери програмного забезпечення.
Постановка задачi. Технолопя створення ПЗ базуеться на процесах ЖЦ [1], як за своею природою е досить складними, трудомюткими i творчи-ми. У зв'язку з цим виникае потреба створення CASE-технологш, якi б давали змогу автоматизувати операцп та стади як основних, так i допомiжних процесiв ЖЦ. Розроблення таких технологш е актуальною задачею, оскiльки
