ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 532.516

Технічна механіка, 2014, 4, 85 - 93

Вимірювання параметрів руху з використанням двозондової реалізації інтерференційного методу

Пилипенко О. В., Горєв М. Б., Доронін О. В., Коджеспірова І. Ф.

      Досліджено можливість вимірювання переміщення надвисокочастотним інтерференційним методом при невідомому коефіцієнті відбиття з використанням двох зондів, встановлених в хвилевідній секції. Ціль роботи полягає в тому, щоб показати, що точність вимірювання переміщення можна підвищити, якщо використовувати міжзондову відстань, відмінну від її загальноприйнятого значення. Розглянуто випадок довільної міжзондової відстані. Отримано залежність похибки вимірювання від міжзондової відстані та коефіцієнта відбиття з урахуванням відхилення струмів напівпровідникових детекторів, з’єднаних із зондами, від їхніх теоретичних значень. Показано, що зі зменшенням міжзондової відстані похибка вимірювань проходить через мінімум для коефіцієнтів відбиття, близьких до одиниці, і монотонно збільшується для менших коефіцієнтів відбиття. Така поведінка похибки зумовлена тим, що зі зменшенням міжзондової відстані та/або коефіцієнта відбиття власна похибка двозондових вимірювань зменшується, на той час як похибка, пов’язана з відхиленням струмів детекторів від їхніх теоретичних значень, збільшується. Запропоновано використовувати міжзондову відстань, що дорівнює одній десятій довжини хвилі зондуючого електромагнітного випромінювання в хвилеводі ?g. У порівнянні із загальноприйнятою міжзондовою відстанню, що дорівнює ?g/8, при запропонованому значенні міжзондової відстані похибка вимірювання значно зменшується для коефіцієнтів відбиття, близьких до одиниці, і майже не збільшується для менших коефіцієнтів відбиття. Це підтверджено експериментально з використанням вимірювань як у вільному просторі, так і у хвилеводі. Результати цієї роботи можуть бути використані при розробці мікрохвильових вимірювачів переміщення для різних класів віброзахисних систем та систем керування технологічними процесами.

вібрація; переміщення; інтерференційний метод; зонд; хвиля, що падає; відбита хвиля, напівпровідниковий детектор; струм детектора

1. Викторов В. А. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов / В. А. Викторов, Б. В. Лункин, А. С. Совлуков. – М. : Энергоатомиздат, 1989. – 208 с.

2. Cunha A. Dynamic measurements on stay cables of stay-cable bridges using an interferometry laser system / A. Cunha, E. Caetano // Experimental Techniques. – 1999. – V. 23, No 3. – P. 38 – 43.

3. Kaito K. Development of a non-contact scanning vibration measurement system for real-scale structures / K. Kaito, M. Abe, Y. Fujino // Stricture and Infrastructure Engineering. – 2005. – V. 1, No 3. – P. 189 – 205.

4. Mehrabi A. B. In-service evaluation of cable-stayed bridges, overview of available methods, and findings / A. B. Mehrabi // Journal of Bridge Engineering. – 2006. – V. 11, No 6. – P. 716 – 724.

5. Lee J. J. A vision-based system for remote sensing of bridge displacement / J. J. Lee, M. Shinozuka // NDT & E International. – 2006. – V. 39, No 5. – P. 425 – 431.

6. Kim S. A displacement measurement technique using millimeter-wave interferometry / S. Kim, C. Nguyen // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 2003. – Vol. 51, No. 6. – P. 1724 – 1728.

7. Kim S. On the development of a multifunction millimeter–wave sensor for displacement sensing and low-velocity measurement / S. Kim, C. Nguyen // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 2004. – V. 52, No 11. – P. 2503 – 2512.

8. Двухзондовая реализация интерференционного метода измерения параметров движения механических объектов / О. В. Пилипенко, Н. Б. Горев, А. В. Доронин, И. Ф. Коджеспирова, Е. Н. Привалов // Техниче-ская механика. – 2013. – № 4. – С. 112 – 122.

9. Патент на корисну модель 80300 Україна, МПК G01H 9/00. Спосіб вимірювання параметрів руху і вібрації / Пилипенко О. В., Горєв М. Б., Доронін О. В., Коджеспірова І. Ф., Привалов Є. М. ; заявник і патентоволодар Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Національного космічного агентства України. – u 2012 12694 ; заявл. 07.11.2012 ; опубл. 27.05.2013, Бюл. № 10. – 8 с.

10. Тишер Ф. Техника измерений на сверхвысоких частотах / Ф. Тишер. – М. : Физматгиз, 1963. – 368 с.

11. Chavez S. Understanding phase maps in MRI: A new cutline phase unwrapping method / S. Chavez, Q. S. Xiang, L. An // IEEE Transactions on Medical Imaging. – 2002. – V. 21, No 8. – P. 966 – 977.

12. Resolving phase ambiguity in the inverse problem of reflection-only measurement methods / U. S. Hasar, J. J. Barroso, C. Sabah, Y. Kaya // Progress in Electromagnetics Research. – 2012. – V. 129. – P. 405 – 420.

13. Сильвиа М. Т. Обратная фильтрация геофизических временных рядов при разведке на нефть и газ / М. Т. Сильвиа, Э. А. Робинсон. – М. : Недра, 1983. – 447 с.

Copyright (©) 2014 Пилипенко О. В., Горєв М. Б., Доронін О. В., Коджеспірова І. Ф.

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка