Генерирование поперечных мод когерентного излучения пассивным резонатором

У роботі отримано і досліджено апаратну функцію (АФ) інтерферометра Фабрі-Перо зі сферичними дзеркалами, що використано в якості пасивного оптичного резонатора для селекції поперечних мод вищих порядків у вихідному пучку випромінювання лазера. Основну увагу приділено дослідженню поперечного розподілу амплітуди світлової хвилі, що пройшла через цей інтерферометр (резонатор). Внаслідок використання сферичних дзеркал операційні властивості оптичних систем когерентних спектроаналізаторів можуть бути значно розширені освітленням вхідного сигналу випромінюванням, що містить вищі моди Гаусса-Ерміта, або Гаусса-Лаггера.In this paper we give results of investigation of Fabry-Perot-type spherical mirrors interferometer hardware feature (HF), being used as a passive optical resonator for the selection of transverse higher-order modes in original beam of laser radiation. The major attention was focused on examining the transverse distribution of amplitude of light wave, passing through a given interferometer (resonator). By using the spherical mirrors, the operational properties of coherent spectrum analyzer optical systems can be extended considerably by means of illuminating the input signal with radiation, containing Gaussian-Hermite or Gaussian-Laguerre modes. The criteria of phase adjusting of a given resonator were grounded and the layouts of passive resonator for generating the transverse higher-order modes of radiation were proposed. Furthermore, it was demonstrated that while illuminating the input signal by the light beams, on the output plane of spectrum analyzer the differential of Fourier transform is developed Experimentally, the beams of coherent radiation, containing higher transverse modes were formed.В данной работе получена и исследована аппаратная функция (АФ) интерферометра Фабри-Перо со сферическими зеркалами, используемая в качестве пассивного оптического резонатора для селекции поперечных мод высших порядков в исходном пучке излучения лазера. Основное внимание уделено исследованию поперечного распределения амплитуды световой волны, прошедшей через этот интерферометр (резонатор). За счет использования сферических зеркал операционные свойства оптических систем когерентных спектроанализаторов могут быть значительно расширены путем освещения входного сигнала излучением, содержащим высшие моды Гаусса-Эрмита или Гаусса-Лаггера. Обоснованы условия фазового согласования резонаторов и предложены схемы пассивных резонаторов для генерации высших поперечных мод излучения. Экспериментально сформированы пучки когерентного излучения, содержащие высшие поперечные моды

Применение акустического метода для диагностики напряженного состояния фасонных профилей

Проблематика. Стаття присвячена проблемі кількісної оцінки напруженого стану фасонних профілів металевих конструкцій у процесі експлуатації без розвантаження з використанням акустичного методу контролю. Мета дослідження. Удосконалення акустичної діагностики напруженого стану фасонних профілів металевих конструкцій, що досягається використанням акустичного методу контролю. Методика реалізації. Для досягнення мети дослідження було запропоновано використання дзеркально-тіньового методу прозвучування. Результати дослідження. Визначено акустопружні коефіцієнти зв’язку для фасонних профілів металевих конструкцій, що враховують товщину та густину контактної рідини, силу притискання перетворювачів до об’єкта контролю, кут введення ультразвукової хвилі та матеріал об’єкта контролю, з використанням ділянки нейтральної лінії фасонного профілю металевої конструкції, що дає змогу підвищити точність діагностики. Висновки. Експериментальні дослідження на металі з відомим хімічним складом дали змогу встановити акустопружні коефіцієнти зв’язку для фасонних профілів металевих конструкцій. Проведений порівняльний аналіз значень напружень, отриманих теоретично та за допомогою запропонованого методу акустичної діагностики, показав абсолютну похибку для одновісних напружень 10 МПа, що не перевищує 3 % від межі текучості матеріалу.Background. Article is dedicated to the problem of the state quantity value pressure to the structural shape constructions during the process of exploitation without method of acoustic control testing. Objective. The aim of the paper is the improvement of the acoustic diagnostics of the shape constructions using the acoustic method of control. Methods. The echo reflection-shadow method for the achievement of the aim of research was proposed. Results. The acoustic spring connective coefficient was defined for the structural shape of metal constructions, that includes the density and fatness of the contact liquid, the force of pressure to the object of control, angle of the introduction of ultrasonic wave and the material of the control object with the usage the distance of neutral line of the structural shape construction, which allows improving the accurate diagnostics. Conclusions. The experimental research on the metal with this known chemical state allows defining the acoustic pressure coefficients of the connections of the structural shape of the metal constructions. Comparative analysis was carried out theoretically due to the proposed method of the acoustic diagnostics. It showed the absolutely fault for the pressures of 10 Amp, which is not higher than 3 % from the state of material.Проблематика. Статья посвящена проблеме количественной оценки напряженного состояния фасонных профилей металлических конструкций в процессе эксплуатации без разгрузки с использованием акустического метода контроля. Цель исследования. Совершенствование акустической диагностики напряженного состояния фасонных профилей металлических конструкций достигается использованием акустического метода контроля. Методика реализации. Для достижения цели исследования предложено использование зеркально-теневого метода прозвучивания. Результаты исследования. Определены акустоупругие коэффициенты связи для фасонных профилей металлических конструкций, учитывающие толщину и плотность контактной жидкости, силу прижима преобразователей к объекту контроля, угол ввода ультразвуковой волны и материал объекта контроля, с использованием участка нейтральной линии фасонного профиля, что позволяет повысить точность диагностики. Выводы. Экспериментальные исследования на металле с известным химическим составом позволили установить акустоупругие коэффициенты связи для фасонных профилей металлических конструкций. Проведенный сравнительный анализ значений напряжений, полученных теоретически и с помощью предложенного метода акустической диагностики, показал абсолютную погрешность для одноосных напряжений 10 МПа, что не превышает 3 % от предела текучести материала

Трансформація дифракційного спектра при кутових нахилах об’єкта

Background. In modern information measuring systems for the study and processing of spatial signals of various physical nature, the Fourier Optics is widely used, which actualizes the problems associated with the formation of diffraction spectra by coherent optical systems. By transforming the spatial-frequency coordinates of the Fourier spectrum of a normally-illuminated transparency, one can obtain a solution to the problem of studying light diffraction on a transparency that has an inclination to the axis of the optical system.Objective. The aim of the paper is to establish a connection of the diffractive Fourier spectrum of the transparency, which has an inclination to the optical axis of the Fourier spectrum of a normally illuminated transparency, by means of the coordinates’ transformation in the space-frequency domain, expressed through the transparency rotation matrix elements.Methods. The technique is based on the transformation of the Fourier spectrum of a normal-illuminated transparency (which simulated both the passing wave and the reflected wave) at its arbitrary angular slopes in space and various special cases of the two-dimensional spectrum degeneracy.Results. The obtained results and substantiated practical recommendations can be used for the realization of practical problems using coherent optical spectral analyzers.Conclusions. The well-known fundamental studies of light diffraction on a transparency that has an inclination to the axis of the optical system have a solution to this problem by transforming the spatial-frequency coordinates of the Fourier spectrum of a normally illuminated transparency. This result is generalized with the help of the Van Cittert–Zernike theorem in the case of a partially coherent illumination. However, in these studies only a partial case of the flat transparency slope is considered in relation to only one of the coordinate axes, and in the practical applications two-coordinate inclinations and longitudinal shifts take place, that have not been investigated at the present time. The optical system that implements the Fourier transform of the transmittance (reflection) function of a transparency that has an inclination to the optical axis is frequency-non-invariant, since at the linear displacement of spatial frequencies at the input there is a nonlinear shift and the impulse response shape distortion due to the transparency slope, and expressed through the elements of the rotation matrix.Проблематика. В современных информационно-измерительных системах для исследования и обработки пространственных сигналов различной физической природы широкое применение имеет фурье-оптика, что актуализирует проблемы, связанные с формированием дифракционных спектров когерентными оптическими системами. Путем преобразования пространственно-частотных координат фурье-спектра нормально освещенного транспаранта можно получить решение задачи исследования дифракции света на транспаранте, имеющем наклон к оси оптической системы.Цель исследования. С помощью преобразования координат в пространственно-частотной области, которое выражается через элементы матрицы поворота транспаранта, установить связь дифракционного фурье-спектра транспаранта, имеющего наклон к оптической оси, с фурье-спектром нормально освещенного транспаранта.Методика реализации. Методика базируется на основе преобразования фурье-спектра нормально освещенного транспаранта (моделируемого как волной, которая проходит, так и волной, которая отражается) при его произвольных угловых наклонах в пространстве и в различных частных случаях вырождения двумерного спектра.Результаты исследования. Полученные результаты и обоснованные практические рекомендации могут быть использованы для реализации практических задач с использованием когерентных оптических спектроанализаторов.Выводы. Известные фундаментальные исследования дифракции света на транспаранте, имеющем наклон к оси оптической системы, дают решение этой задачи путем преобразования пространственно-частотных координат фурье-спектра нормально освещенного транспаранта. Этот результат обобщен с помощью теоремы Ван Циттерта–Цернике на случай частично-когерентного освещения. Однако в данных исследованиях рассмотрен лишь частный случай наклона плоского транспаранта относительно только одной из координатных осей, а в практических приложениях имеют место двухкоординатные наклоны и продольные сдвиги, пока еще не исследованные. Оптическая система, которая реализует фурье-преобразование функции пропускания (отражения) транспаранта, имеющего наклон к оптической оси, является частотно-неинвариантной, так как при линейном смещении пространственных частот на входе наблюдаются нелинейный сдвиг и искажение формы импульсного отклика, которые являются следствием наклона транспаранта и выражаются через элементы матрицы поворота.Проблематика. В сучасних інформаційно-вимірювальних системах для дослідження та обробки просторових сигналів різноманітної фізичної природи широке застосування має фур’є-оптика, що актуалізує проблеми, пов’язані з формуванням дифракційних спектрів когерентними оптичними системами. Перетворенням просторово-частотних координат фур’є-спектра нормально освітленого транспаранта можна отримати розв’язок задачі дослідження дифракції світла на транспаранті, що має нахил до вісі оптичної системи.Мета дослідження. За допомогою перетворення координат у просторово-частотній області, що виражається через елементи матриці повороту транспаранта, встановити зв’язок дифракційного фур’є-спектра транспа­ранта, який має нахил до оптичної вісі, з фур’є-спектром нормально освітленого транспаранта.Методика реалізації. Методика базується на основі перетворення фур’є-спектра нормально освітленого транспаранта (модельованого як хвилею, що проходить, так і хвилею, що відбивається) при його довільних кутових нахилах у просторі та в різноманітних часткових випадках виродження двовимірного спектра.Результати дослідження. Отримані результати і обґрунтовані практичні рекомендації можуть бути використані для реалізації практичних задач із використанням когерентних оптичних спектроаналізаторів.Висновки. Відомі фундаментальні дослідження дифракції світла на транспаранті, що має нахил до вісі оптич­-ної системи, дають розв’язок цієї задачі через перетворення просторово-частотних координат фур’є-спектра нормально освітленого транспаранта. Цей результат узагальнено за допомогою теореми Ван-Ціттерта–Церніке на випадок частково-когерентного освітлення. Проте у цих дослідженнях розглянуто лише частковий випадок нахилу плоского транспаранта відносно лише однієї з координатних осей, а в практичних застосуваннях мають місце двокоординатні нахили і поздовжні зсуви, що наразі не досліджено. Оптична система, яка реалізує фур’є-перетворення функції пропускання (відбиття) транспаранта, що має нахил до оптичної вісі, є частотно-неінваріантною, оскільки при лінійному зсуві просторових частот на вході спостерігаються нелінійний зсув і спотворення форми імпульсного відгуку, які є наслідком нахилу транспаранта і виражаються через елементи матриці повороту

Трансформація дифракційного спектра при кутових нахилах об’єкта

Проблематика. В сучасних інформаційно-вимірювальних системах для дослідження та обробки просторових сигналів різноманітної фізичної природи широке застосування має фур’є-оптика, що актуалізує проблеми, пов’язані з формуванням дифракційних спектрів когерентними оптичними системами. Перетворенням просторово-частотних координат фур’є-спектра нормально освітленого транспаранта можна отримати розв’язок задачі дослідження дифракції світла на транспаранті, що має нахил до вісі оптичної системи. Мета дослідження. За допомогою перетворення координат у просторово-частотній області, що виражається через елементи матриці повороту транспаранта, встановити зв’язок дифракційного фур’є-спектра транспа­ранта, який має нахил до оптичної вісі, з фур’є-спектром нормально освітленого транспаранта. Методика реалізації. Методика базується на основі перетворення фур’є-спектра нормально освітленого транспаранта (модельованого як хвилею, що проходить, так і хвилею, що відбивається) при його довільних кутових нахилах у просторі та в різноманітних часткових випадках виродження двовимірного спектра. Результати дослідження. Отримані результати і обґрунтовані практичні рекомендації можуть бути використані для реалізації практичних задач із використанням когерентних оптичних спектроаналізаторів. Висновки. Відомі фундаментальні дослідження дифракції світла на транспаранті, що має нахил до вісі оптич­-ної системи, дають розв’язок цієї задачі через перетворення просторово-частотних координат фур’є-спектра нормально освітленого транспаранта. Цей результат узагальнено за допомогою теореми Ван-Ціттерта–Церніке на випадок частково-когерентного освітлення. Проте у цих дослідженнях розглянуто лише частковий випадок нахилу плоского транспаранта відносно лише однієї з координатних осей, а в практичних застосуваннях мають місце двокоординатні нахили і поздовжні зсуви, що наразі не досліджено. Оптична система, яка реалізує фур’є-перетворення функції пропускання (відбиття) транспаранта, що має нахил до оптичної вісі, є частотно-неінваріантною, оскільки при лінійному зсуві просторових частот на вході спостерігаються нелінійний зсув і спотворення форми імпульсного відгуку, які є наслідком нахилу транспаранта і виражаються через елементи матриці повороту

Теоретичні дослідження збудження ультразвукової хвилі електромагнітно-акустичним перетворювачем

Background. The article considers the analysis of the electromagnetic acoustic (EMA) converter with controlled angular input of acoustic waves, using parameters influencing the formation of an acoustic wave.Objective. The aim of the paper is to analyze the formation of an acoustic wave with angular input in the EMA converters of non-destructive testing systems.Methods. Mathematical modelling was used to investigate the influence of the distance from the yarn-emitters to the control object surface. The influence of various factors (current magnitudes, external magnetic field values, distance from the yarn-emitter and the grating to the control object surface) is investigated with the help of mathematical modeling.Results. The optimal value of the magnetic induction of an external magnetic field is shown. The calculation of the pressure created by the yarn-emitters and the grating on the controlled object surface was carried out. A formula for the ultrasonic wave input angle was obtained. The formula depends on the parameters of the control environment, the distance between the emitters, the phase shift between the harmonic current signals applied to the adjacent emitters and the harmonic signal frequency. It was found that a change in the angle between the EMA transducer and the surface of the control object leads to a significant deterioration in the acoustic wave generation on the surface of the controlled object.Conclusions. We investigated the possibility of the angular input of an ultrasonic wave using system of parallel-arranged yarn-emitters. A decrease in the acoustic pressure, with increasing distance from the yarn-emitters to the controlled object surface was observed.Проблематика. В статье рассмотрен анализ электромагнитно-акустического (ЭМА) преобразователя с управляемым угловым введением акустической волны, исходя из параметров, влияющих на формирование акустической волны.Цель исследования. Целью работы является анализ формирования акустической волны с угловым введением в ЭМА-преобразователях систем неразрушающего контроля.Методика реализации. С помощью математического моделирования исследовано влияние расстояния от ниток-излучателей к поверхности объекта контроля. Также с помощью математического моделирования исследовано влияние различных факторов (величины тока, значение внешнего магнитного поля, расстояния от нити и решетки к поверхности объекта контроля) на формирование акустической волны.Результаты исследований. Показано оптимальное значение магнитной индукции внешнего постоянного магнитного поля. Проведен расчет давлений, создаваемых нитью и решеткой на поверхности контролируемого объекта. Получено выражение для угла ввода ультразвуковой волны, которое зависит от параметров среды контроля, расстояния между нитями-излучателями, сдвига фаз между гармоническими токовыми сигналами, подаваемыми на соседние излучатели, и частоты гармоничного сигнала. Обнаружено, что изменение угла между ЭМА-преобразователем и поверхностью объекта контроля приводит к значительному ухудшению возбуждения акустической волны на поверхности объекта контроля.Выводы. Исследована возможность углового введения ультразвуковой волны с помощью системы параллельно расположенных нитей-излучателей. Показано резкое снижение акустического давления при увеличении расстояния от ниток-излучателей к поверхности объекта контроля.Проблематика. Стаття присвячена аналізу електромагнітно-акустичного (ЕМА) перетворювача з керованим кутовим введенням акустичної хвилі, виходячи з параметрів, що впливають на формування акустичної хвилі.Мета дослідження. Метою роботи є аналіз формування акустичної хвилі з кутовим введенням в ЕМА-перетворювачах систем неруйнівного контролю.Методика реалізації. За допомогою математичного моделювання досліджено вплив відстані від ниток-випромінювачів до поверхні об’єкта контролю. Також за допомогою математичного моделювання досліджено вплив різних факторів (величини струму, значення зовнішнього магнітного поля, відстані від нитки й решітки до поверхні об’єкта контролю) на формування акустичної хвилі.Результати досліджень. Показано оптимальне значення магнітної індукції зовнішнього постійного магнітного поля. Проведено розрахунок тисків, створюваних ниткою й решіткою на поверхні контрольованого об’єкта. Отримано вираз для кута вводу ультразвукової хвилі, що залежить від параметрів середовища контролю, відстані між нитками-випромінювачами, зсуву фаз між гармонійними струмовими сигналами, які подаються на сусідні випромінювачі, та частоти гармонійного сигналу. Виявлено, що зміна кута між ЕМА-перетворювачем і поверхнею об’єкта контролю призводить до значного погіршення збудження акустичної хвилі на поверхні об’єкта контролю.Висновки. Досліджено можливість кутового введення ультразвукової хвилі за допомогою системи паралельно розміщених ниток-випромінювачів. Показано різке зниження акустичного тиску при збільшенні відстані від ниток-випромінювачів до поверхні об’єкта контролю

Effect of the Convection Processes in Liquid on Thermal Conductivity Measurement Error by Direct Heating Thermistor Method

Background. The problems of choosing the optimal utensil diameter for the test liquids on the basis of the investigation of the convection phenomenon effect on the error when measuring the thermal conductivity of liquids by the method of direct heating of a thermistor are considered. Objective. The aim of the paper is to carry out experimental studies to determine the effect of the convection phenomenon on the error in measuring the thermal conductivity of liquids. Methods. An estimation of the thermistor heating temperature measuring accuracy by the method of direct heating of the thermistor for the test liquid in utensils of different diameters in determining the coefficient of thermal conductivity is carried out. Series of experimental research was carried out with the help of a device for measuring the liquids TPC in order to determine the optimum design of the probe and the thermostat, to select the optimum volume of the material research and to choose the materials of construction. Results. The results of experimental research with control liquids using the developed instrument based on the method of direct heating of the thermistor are presented, the thermistor heating temperature fluctuation values depending on the utensil diameter with the test liquid are determined. Conclusions. It is substantiated that when designing devices for measuring the TPC of liquids, it is necessary to take into account the individual properties of the liquids under investigation and to create the greatest possible uniform heating or cooling of the utensil with the test material. Also, it is necessary to use the minimum diameter utensils. It is recommended to use utensils for the test liquid with a diameter of up to 10 mm to reduce the error in measuring the liquid thermal conductivity

Вплив процесів конвекції в рідині на похибку вимірювання теплопровідності методом прямого підігріву термістора

Background. The problems of choosing the optimal utensil diameter for the test liquids on the basis of the investigation of the convection phenomenon effect on the error when measuring the thermal conductivity of liquids by the method of direct heating of a thermistor are considered.Objective. The aim of the paper is to carry out experimental studies to determine the effect of the convection phenomenon on the error in measuring the thermal conductivity of liquids.Methods. An estimation of the thermistor heating temperature measuring accuracy by the method of direct heating of the thermistor for the test liquid in utensils of different diameters in determining the coefficient of thermal conductivity is carried out. Series of experimental research was carried out with the help of a device for measuring the liquids TPC in order to determine the optimum design of the probe and the thermostat, to select the optimum volume of the material research and to choose the materials of construction.Results. The results of experimental research with control liquids using the developed instrument based on the method of direct heating of the thermistor are presented, the thermistor heating temperature fluctuation values depending on the utensil diameter with the test liquid are determined.Conclusions. It is substantiated that when designing devices for measuring the TPC of liquids, it is necessary to take into account the individual properties of the liquids under investigation and to create the greatest possible uniform heating or cooling of the utensil with the test material. Also, it is necessary to use the minimum diameter utensils. It is recommended to use utensils for the test liquid with a diameter of up to 10 mm to reduce the error in measuring the liquid thermal conductivity.Проблематика. Рассмотрены вопросы подбора оптимального диаметра посуды для исследуемых жидкостей на основе исследования влияния явления конвекции на погрешность при измерении коэффициента теплопроводности жидкостей методом прямого подогрева термистора.Цель исследования. Целью работы является проведение экспериментальных исследований по определению влияния конвекции на погрешность при измерении коэффициента теплопроводности жидкостей.Методика реализации. Проведена оценка точности измерения температуры разогрева термистора методом прямого подогрева термистора для исследуемой жидкости в посуде разного диаметра при определении коэффициента теплопроводности. Проведена серия экспериментальных исследований с помощью установки для измерения теплофизических характеристик (ТФХ) жидкостей с целью определения оптимальной конструкции зонда и термостата, выбора оптимального объема изучаемого мате­риала и выбора конструктивных материалов.Результаты исследования. Представлены результаты экспериментальных исследований с контрольными жидкостями с помощью разработанного прибора на основе метода прямого подогрева термистора, определены значения колебания температуры разогрева термистора в зависимости от диаметра посуды с исследуемой жидкостью.Выводы. Обосновано, что при проектировании приборов для измерения ТФХ жидкостей необходимо учитывать индивидуальные свойства исследуемых жидкостей и обеспечить максимально возможное равномерное нагревание или охлаждение посуды с исследуемым материалом. Также необходимо использовать посуду минимального диаметра. Рекомендовано для умень­шения погрешности измерения теплопроводности жидкостей использовать посуду для исследуемой жидкости диаметром до 10 мм.Проблематика. Розглянуто питання підбору оптимального діаметра посуду для досліджуваних рідин на основі дослідження впливу явища конвекції на похибку при вимірюванні коефіцієнта теплопровідності рідин методом прямого підігріву термістора.Мета дослідження. Метою роботи є проведення експериментальних досліджень з визначення впливу конвекції на похибку при вимірюванні коефіцієнта теплопровідності рідин.Методика реалізації. Проведено оцінку точності вимірювання температури розігріву термістора методом прямого підігріву термістора для досліджуваної рідини в посудинах різного діаметра при визначенні коефіцієнта теплопровідності. Виконано серію експериментальних досліджень за допомогою установки для вимірювання теплофізичних характеристик (ТФХ) рідин з метою визначення оптимальної конструкції зонда і термостата, вибору оптимального об’єму досліджуваного матеріалу та вибору конструктивних матеріалів.Результати дослідження. Надано результати експериментальних досліджень з контрольними рідинами за допомогою розробленого приладу на основі методу прямого підігріву термістора, встановлено значення коливання температури розігріву термістора залежно від діаметра посудини з досліджуваною рідиною.Висновки. Обґрунтовано, що при проектуванні приладів для вимірювання ТФХ рідин необхідно враховувати індивідуальні властивості досліджуваних рідин і забезпечити максимально можливе рівномірне нагрівання або охолодження посудини з досліджуваним матеріалом. Також необхідно використовувати посуд мінімального діаметра. Рекомендовано для зменшення похибки вимірювання теплопровідності рідин використовувати посуд для досліджуваної рідини діаметром до 10 мм

Применение акустического метода определения одноосных механических напряжений фасонных профилей

Проблематика. Стаття присвячена проблемі визначення значень дійсних механічних напружень фасонних профілів металевих конструкцій у процесі експлуатації без розвантаження з використанням акустичного методу контролю. Мета дослідження. Проведення експериментальних досліджень дійсних механічних напружень у полицях фасонних профілів металевих конструкцій, які перебувають в експлуатації. Методика реалізації. Для досягнення мети дослідження використано метод акустичної діагностики напружено-дефор­мованого стану фасонних профілів металевих конструкцій, який базується на різницевому методі визначення механічних напружень. Результати дослідження. Проведено дослідження дійсних механічних напружень фасонних профілів металевих конструкцій промислової споруди, що перебуває в експлуатації. Проведено порівняльний аналіз значень дійсних механічних напружень фасонних профілях з розрахунковими для вибраних точок контролю, в результаті якого встановлено відхилення виміряних значень напружень від розрахункових у межах 2,5–3,5%. Висновки. Результати експериментальних досліджень і проведеного аналізу значень одновісних механічних напружень, виміряних із використанням системи діагностики напружено-деформованого стану фасонних профілів металевих конструкцій, та напружень, отриманих для тих самих точок розрахунковими методами за прогинами профілів, дали змогу зробити висновки про технічний стан металевих конструкцій промислової споруди на етапі будівництва.Background. The article is devoted to the problem of determining the actual values of mechanical stress of metal structure sections in the process of operation without discharge using acoustic method. Objective. Experimentation with the actual mechanical stress in the shelves shaped profiles of metal constructions that are in operation. Methods. The method of acoustic diagnostics of stress-strain state of sections of metal constructions, based on the differential method of determining mechanical stress for the achievement of the aim of the research was proposed. Results. Existing mechanical stresses in the shaped profiles of metal constructions for industrial installations in operation are studied. A comparative analysis of the values of the actual mechanical stresses in the shaped profiles calculated for the selected control points is carried out, resulting in a set deviation of the measured values from the calculated stresses in the range of 2.5–3.5 %. Conclusions. The result of the experimental research and conducted analysis of the values of uniaxial mechanical stress measured using the system of diagnostics of stress-strain state of sections of metal constructions and voltages for the same points of the computational methods for profiles camber, allowed us to draw conclusions about the technical condition of metal constructions of industrial buildings in the construction phase.Проблематика. Статья посвящена проблеме определения значений действительных механических напряжений фасонных профилей металлических конструкций в процессе эксплуатации без разгрузки с использованием акустического метода контроля. Цель исследования. Проведение экспериментальных исследований действительных механических напряжений в полках фасонных профилей металлических конструкций, находящихся в эксплуатации. Методика реализации. Для достижения цели исследования использован метод акустической диагностики напряженно-деформированного состояния фасонных профилей металлических конструкций, основанный на разностном методе определения механических напряжений. Результаты исследования. Проведено исследование действительных механических напряжений фасонных профилей металлических конструкций, находящихся в эксплуатации. Проведен сравнительный анализ значений действительных механических напряжений фасонных профилей с расчетными для заданных точек контроля, в результате которого установлено отклонение измеренных значений напряжений от расчетных в пределах 2,5–3,5 %. Выводы. Результаты экспериментальных исследований и проведенного анализа значений одноосных механических напряжений, измеренных с использованием системы диагностики напряженно-деформированного состояния фасонных профилей металлических конструкций, и напряжений, полученных для тех же точек расчетными методами по прогибам профилей, позволили сделать выводы о техническом состоянии металлических конструкций промышленного сооружения на этапе строительства

Влияние процессов конвекции в жидкости на погрешности измерения теплопроводности методом прямого подогрева термистора

Проблематика. Розглянуто питання підбору оптимального діаметра посуду для досліджуваних рідин на основі дослідження впливу явища конвекції на похибку при вимірюванні коефіцієнта теплопровідності рідин методом прямого підігріву термістора. Мета дослідження. Метою роботи є проведення експериментальних досліджень з визначення впливу конвекції на похибку при вимірюванні коефіцієнта теплопровідності рідин. Методика реалізації. Проведено оцінку точності вимірювання температури розігріву термістора методом прямого підігріву термістора для досліджуваної рідини в посудинах різного діаметра при визначенні коефіцієнта теплопровідності. Виконано серію експериментальних досліджень за допомогою установки для вимірювання теплофізичних характеристик (ТФХ) рідин з метою визначення оптимальної конструкції зонда і термостата, вибору оптимального об’єму досліджуваного матеріалу та вибору конструктивних матеріалів. Результати дослідження. Надано результати експериментальних досліджень з контрольними рідинами за допомогою розробленого приладу на основі методу прямого підігріву термістора, встановлено значення коливання температури розігріву термістора залежно від діаметра посудини з досліджуваною рідиною. Висновки. Обґрунтовано, що при проектуванні приладів для вимірювання ТФХ рідин необхідно враховувати індивідуальні властивості досліджуваних рідин і забезпечити максимально можливе рівномірне нагрівання або охолодження посудини з досліджуваним матеріалом. Також необхідно використовувати посуд мінімального діаметра. Рекомендовано для зменшення похибки вимірювання теплопровідності рідин використовувати посуд для досліджуваної рідини діаметром до 10 мм.Background. The problems of choosing the optimal utensil diameter for the test liquids on the basis of the investigation of the convection phenomenon effect on the error when measuring the thermal conductivity of liquids by the method of direct heating of a thermistor are considered. Objective. The aim of the paper is to carry out experimental studies to determine the effect of the convection phenomenon on the error in measuring the thermal conductivity of liquids. Methods. An estimation of the thermistor heating temperature measuring accuracy by the method of direct heating of the thermistor for the test liquid in utensils of different diameters in determining the coefficient of thermal conductivity is carried out. Series of experimental research was carried out with the help of a device for measuring the liquids TPC in order to determine the optimum design of the probe and the thermostat, to select the optimum volume of the material research and to choose the materials of construction. Results. The results of experimental research with control liquids using the developed instrument based on the method of direct heating of the thermistor are presented, the thermistor heating temperature fluctuation values depending on the utensil diameter with the test liquid are determined. Conclusions. It is substantiated that when designing devices for measuring the TPC of liquids, it is necessary to take into account the individual properties of the liquids under investigation and to create the greatest possible uniform heating or cooling of the utensil with the test material. Also, it is necessary to use the minimum diameter utensils. It is recommended to use utensils for the test liquid with a diameter of up to 10 mm to reduce the error in measuring the liquid thermal conductivity.Проблематика. Рассмотрены вопросы подбора оптимального диаметра посуды для исследуемых жидкостей на основе исследования влияния явления конвекции на погрешность при измерении коэффициента теплопроводности жидкостей методом прямого подогрева термистора. Цель исследования. Целью работы является проведение экспериментальных исследований по определению влияния конвекции на погрешность при измерении коэффициента теплопроводности жидкостей. Методика реализации. Проведена оценка точности измерения температуры разогрева термистора методом прямого подогрева термистора для исследуемой жидкости в посуде разного диаметра при определении коэффициента теплопроводности. Проведена серия экспериментальных исследований с помощью установки для измерения теплофизических характеристик (ТФХ) жидкостей с целью определения оптимальной конструкции зонда и термостата, выбора оптимального объема изучаемого мате­риала и выбора конструктивных материалов. Результаты исследования. Представлены результаты экспериментальных исследований с контрольными жидкостями с помощью разработанного прибора на основе метода прямого подогрева термистора, определены значения колебания температуры разогрева термистора в зависимости от диаметра посуды с исследуемой жидкостью. Выводы. Обосновано, что при проектировании приборов для измерения ТФХ жидкостей необходимо учитывать индивидуальные свойства исследуемых жидкостей и обеспечить максимально возможное равномерное нагревание или охлаждение посуды с исследуемым материалом. Также необходимо использовать посуду минимального диаметра. Рекомендовано для умень­шения погрешности измерения теплопроводности жидкостей использовать посуду для исследуемой жидкости диаметром до 10 мм