СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТА ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ, НАНЕСЕННОГО НА ПОДВОДНЫЙ ОБЪЕКТ Российский патент 2023 года по МПК G01N29/11 

Настоящее изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для определения дефекта в виде затекания жидкостью воздушных полостей гидроакустического покрытия (ГАП), нанесенного на корпусные конструкции подводного объекта (ПО).

Известен способ измерения коэффициента отражения звука от поверхности, заключающийся в том, что излучают звуковой сигнал, принимают отраженный от нее звуковой сигнал, измеряют амплитуды падающего и отраженного сигналов и по отношению амплитуд отраженного и падающего сигналов определяют коэффициент отражения. Известный способ используется в импульсных трубах (Быховский Г.Е. и др. «Гидроакустические измерения», Судостроение, Ленинград, 1971). Недостатком указанного способа является необходимость выбора большого расстояния между излучателем и приемником от измеряемой поверхности в диапазоне частот измерения 1-20 кГц, равном 10-11 м.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату - его прототипом является способ измерения коэффициента отражения звука от поверхности, заключающийся в том, что перед отражающей поверхностью устанавливается приемник, который может перемещаться перпендикулярно поверхности на величину длины измеряемой акустической волны - λ, описанный в а.с. №1054762 от 31 марта 1982 года.

Излучатель излучает звуковой сигнал, при отражении от поверхности излученный сигнал суммируется с падающим звуковым сигналом. В результате в пространстве образуется стоячая волна. При перемещении приемника от поверхности измеряется максимальная и минимальная амплитуда в стоячей волне. По формуле определяют коэффициент отражения участка поверхности

где: P_max - максимальная амплитуда в стоячей волне,

P_min - минимальная амплитуда в стоячей волне.

Недостатком известного способа, принятого за прототип является необходимость вертикального перемещения приемника, что увеличивает продолжительность времени измерения коэффициента отражения от гидроакустического покрытия и создает вибрации приемника при перемещении, что приводит к флуктуации принимаемых сигналов и, как следствие, погрешности измерения амплитуд.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обследование наружной поверхности различных корпусных конструкций, облицованных ГАП с целью обнаружения дефектов в виде затекания его воздушных каналов. Следует отметить, что указанный вид дефекта является самым распространенным для ГАП.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе определения дефекта гидроакустического покрытия, нанесенного на подводный объект, измерения выполняются в два этапа. На первом этапе в условиях гидроакустического бассейна на образцах ГАП с участком корпуса ПО, осуществляются измерения коэффициентов отражения (β_д - коэффициент отражения ГАП с дефектом и β - коэффициент отражения ГАП без дефекта). В дальнейшем изменением частоты измерения определяется частота, при которой коэффициент отражения для ГАП с дефектом превышает коэффициент отражения для ГАП без дефекта на величину Фиксируется измеряемая частота.

На втором этапе измерения переносятся на ПО. Выполняются измерения коэффициента отражения при установке излучателя и приемника на телеуправляемый подводный аппарат, совершающий перемещение по поверхности ПО с ГАП и измеряющий коэффициент отражения. Участки гидроакустического покрытия, где коэффициент отражения на выбранной ранее частоте превышает более, чем в 2 раза коэффициент отражения, полученный в гидроакустическом бассейне на образце ГАП без дефекта, считаются с дефектом.

Сущность предложенного способа поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена схема определения дефекта гидроакустического покрытия, нанесенного на подводный объект, где:

1 - подводный телеуправляемый носитель;

2 - подводный объект;

3 - гидроакустическое покрытие;

4 - траектория движения;

5 - приемо-излучающее устройство.

Устройство работает следующим образом: подводный телеуправляемый носитель (1) движется вдоль подводного объекта (2) с гидроакустическим покрытием (3) по заданной траектории движения (4). Установленное на подводном телеуправляемом носителе приемо-излучающее устройство (5) излучает звуковой сигнал заданной амплитуды и частоты и принимает звуковой сигнал, отраженный от ПО. При этом частота и длительность сигнала выбирается так, чтобы можно было разрешить во времени излученный и принимаемый звуковые сигналы.

Например, для современных ГАП из высокоэластичного материала, нанесенного на подводный объект, коэффициент отражения на частоте 20 кГц меньше 0.2, а при дефекте ГАП (затекании воздушных каналов) коэффициент отражения больше 0.8. Таким образом, амплитуда отраженного сигнала от подводного объекта при наличии гидроакустического покрытия с дефектом возрастет более, чем в 2 раза.

Таким образом, представленный способ определения дефекта гидроакустического покрытия, нанесенного на внешний корпус подводного объекта за счет размещения приемо-излучающего устройства на подводном телеуправляемом носителе позволяет выполнить сканирование вдоль всей поверхности ПО с последующим составлением дефектовочной карты поверхности ПО с ГАП, которые необходимо заменить.

Использование: для дефектоскопии гидроакустического покрытия. Сущность изобретения заключается в том, что излучатель и приемник звуковых сигналов объединены в одном устройстве, жестко закрепленном и установленном на подводном телеуправляемом носителе, который движется вдоль поверхности подводного объекта по заданной траектории, в процессе движения выполняется излучение звуковых сигналов, прием звуковых сигналов, отраженных от подводного объекта с гидроакустическим покрытием, и определение коэффициента отражения от гидроакустического покрытия, при этом предварительно в условиях гидроакустического бассейна измеряют коэффициенты отражения от образцов гидроакустического покрытия с дефектом и без дефекта с учетом участка корпуса, на который оно наносится, изменением частоты добиваются отношения коэффициентов отражения образцов с дефектом и без дефекта гидроакустического покрытия более чем в 2 раза и фиксируют выбранную частоту, в дальнейшем измеряют коэффициент отражения гидроакустического покрытия на подводном объекте с помощью подводного телеуправляемого носителя и сравнивают с результатом, полученным в гидроакустическом бассейне, при увеличении коэффициента отражения от гидроакустического покрытия без дефекта более чем в 2 раза считается, что гидроакустическое покрытие с дефектом. Технический результат: обеспечение возможности обследования наружной поверхности различных корпусных конструкций, облицованных гидроакустическим покрытием (ГАП), с целью обнаружения дефектов, представляющих собой жидкость, затекшую в воздушные каналы гидроакустического покрытия, причем данный вид дефекта является самым распространенным для ГАП. 1 ил.

Способ определения дефекта гидроакустического покрытия, нанесенного на подводный объект и обусловленного затеканием жидкости в воздушные каналы гидроакустического покрытия, заключающийся в том, что излучатель и приемник звуковых сигналов объединены в одном устройстве, жестко закрепленном и установленном на подводном телеуправляемом носителе, который движется вдоль поверхности подводного объекта по заданной траектории, в процессе движения выполняется излучение звуковых сигналов, прием звуковых сигналов, отраженных от подводного объекта с гидроакустическим покрытием, и определение коэффициента отражения от гидроакустического покрытия, отличающийся тем, что предварительно в условиях гидроакустического бассейна измеряют коэффициенты отражения от образцов гидроакустического покрытия с дефектом и без дефекта с учетом участка корпуса, на который оно наносится, изменением частоты добиваются отношения коэффициентов отражения образцов с дефектом и без дефекта гидроакустического покрытия более чем в 2 раза и фиксируют выбранную частоту, в дальнейшем измеряют коэффициент отражения гидроакустического покрытия на подводном объекте с помощью подводного телеуправляемого носителя и сравнивают с результатом, полученным в гидроакустическом бассейне, при увеличении коэффициента отражения от гидроакустического покрытия без дефекта более чем в 2 раза считается, что гидроакустическое покрытие с дефектом.