Начальник лаборатории

Луговой Владимир Александрович

Email: lugovoy@dst.khv.ru

Тел: +7 (4212) 381-945

Время работы: понедельник – пятница с 9.00 до 18.00.

Адрес: г. Хабаровск, ул. Карла Маркса, 65, офис: 315.

 

Основные направления деятельности:

  • метрологическое обеспечение средств измерений акустических параметров распространения (скоростей и коэффициентов затухания продольных, поперечных и поверхностных волн) и физико-механических характеристик (модуля Юнга, модуля сдвига, коэффициента Пуассона) твердых сред;
  • разработка и создание высокоточных средств измерений акустических и физико-механических характеристик твердых сред;
  • разработка и создание средств измерений высшей точности для неразрушающего контроля качества материалов и изделий:
  • дефектоскопия,
  • толщинометрия,
  • структуроскопия;
  • сейсмометрия;
  • виброметрия;
  • исследования физических свойств конденсированных сред.

Научной основой разработок являются результаты исследований дистанционных бесконтактных широкополосных методов генерации и приема ультразвуковых колебаний в различных средах и наиболее перспективных из их числа: лазерного и емкостного методов генерации и приема. Разработка лазерного и емкостного методов генерации и приема позволила реализовать измерительные технологии, которые обеспечили наивысшую точность создаваемых измерительных средств.

Главные направления деятельности лаборатории реализуются с использованием разработанных лазерных и емкостных измерительных технологий.

Базовыми приборами лазерных измерительных технологий являются:        

  • твердотельный импульсный лазер;
  • лазерный оптический интерферометр.

Твердотельный импульсный лазер работает в режиме излучения коротких ~ 30*10-9сек и сверхкоротких ~3*10-9сек оптических импульсов.

Лазерный интерферометр обеспечивает дистанционный бесконтактный высокочувствительный прием смещений в акустической волне в диапазоне частот (0 – 1012) Гц.

Базовыми приборами емкостных измерительных технологийявляются емкостные преобразователи с тонкопленочным диэлектриком, работающие как в режиме генерации, так и в режиме приема ультразвуковых волн.

ЭТАЛОННАЯ БАЗА

На начальном этапе развития лаборатории (1972 – 1992 годы) коллективом лаборатории были разработаны и созданы ряд установок высшей точности (УВТ) для воспроизведения и измерения акустических параметров твердых сред. Эти установки обладали наивысшей точностью в России и служили для метрологического обеспечения акустических средств измерений и средств неразрушающего контроля.

Дальнейшие работы по совершенствованию этих установокв период с 2010 по 2014 гг. привелик созданию целого ряда государственных эталонов. Итогом всей этой работы стало создание в 2014 году государственного первичного эталона единиц скоростей распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн в твердых средах ГЭТ 189-2014 в составе четырех эталонных установок. В перспективе предполагается разработать и ввести в состав ГЭТ 189 -2014 эталонную установку для измерения физико-механических характеристик твердых сред: модуля Юнга, модуля сдвига, коэффициента Пуассона.

Одновременно был разработан рабочий эталон единиц скорости распространения продольных ультразвуковых волн в твердых средах 1 разряда в диапазоне значений от 2000 до 7000 м/с, коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в твердых средах 1 разряда в диапазоне значений от 0,2 до 2000 дБ/м, скорости распространения сдвиговых ультразвуковых волн в твердых средах 1 разряда в диапазоне значений от 1000 до 4000 м/с.

Государственные эталоны представлены ниже.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ЭТАЛОН ЕДИНИЦ СКОРОСТЕЙ РАСПРОСТРАНЕНИЯИ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН В ТВЕРДЫХ СРЕДАХ ГЭТ 189-2014

Назначение: обеспечение единства измерений в сфере ультразвукового неразрушающего контроля и акустических измерений в твердых средах.

Метрологические характеристики.

1. Эталонная установка для измерения скоростей распространения продольных и сдвиговых ультразвуковых волн в твердых средах.

image001

Диапазон воспроизведения единицы скорости распространения продольных ультразвуковых волн

(5000 ÷ 6500) м/с

Диапазон частот

(0,5 ÷ 25) МГц

СКО

4,6 · 10-7/d, (где d– толщина меры, м)

НСП

1,4 · 10-4

Диапазон воспроизведения единицы скорости распространения сдвиговых ультразвуковых волн

(2000 ÷ 4000) м/с

Диапазон частот

(0,5 ÷ 10) МГц;

СКО

5,0 · 10-4

НСП

2,0 · 10-3

 

2. Эталонная установка для измерения скорости распространения поверхностных ультразвуковых волн в твердых средах.

image002

Диапазон воспроизведения единицы скорости распространения поверхностных ультразвуковых волн

(2000 ÷ 3500) м/с

Диапазон частот

(0,3 ÷ 30) МГц

СКО

3,0 · 10-5

НСП

6,0 · 10-5

 

3. Эталонная установка для измерения коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в твердых средах.

image003

Диапазон воспроизведения единицыкоэффициента затухания продольных ультразвуковых волн

(0,2 ÷ 500) дБ/м

Диапазон частот

(1 ÷ 50) МГц

СКО

0,01 ¸ 0,07      

НСП

0,01 ¸ 0,07  (в зависимости от толщины меры и значения коэффициента затухания)

 

Государственный первичный эталон единиц скоростей распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн в твердых средах ГЭТ 189-2014 возглавляет Государственную поверочную схему для средств измерений скоростей распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн в твердых средах (Приказ Росстандарта от 29.12.2018 №2842).

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАБОЧИЙ ЭТАЛОН

ЕДИНИЦ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН

В ТВЕРДЫХ СРЕДАХ 1 РАЗРЯДА В ДИАПАЗОНЕ ЗНАЧЕНИЙ ОТ 2000 ДО 7000 М/С,

КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН

В ТВЕРДЫХ СРЕДАХ 1 РАЗРЯДА В ДИАПАЗОНЕ ЗНАЧЕНИЙ ОТ 0,2 ДО 2000 ДБ/М,

СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СДВИГОВЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН

В ТВЕРДЫХ СРЕДАХ 1 РАЗРЯДА В ДИАПАЗОНЕ ЗНАЧЕНИЙ ОТ 1000 ДО 4000 М/С

image004

Тип конструкции – стационарная установка в которой реализованы бесконтактные (отсутствует контактный слой и промежуточный слой жидкости) емкостные методы генерации и приема ультразвуковых волн.

Основные технические и метрологические характеристики:

Скорость продольных волн                                

Диапазон скоростей продольных ультразвуковых волн, м/с  

от 2000 до 7000

Диапазон рабочих частот, МГц    

от 1 до 50

Диапазон толщин мер скорости, мм

от 2 до 150

Пределы допускаемых основных относительных погрешностей, ,отн. ед.

от 2∙10-4 до 1∙10-3

 

Скорость (групповая) сдвиговых волн

Диапазон скоростей сдвиговых ультразвуковых волн, м/с

от 1000 до 4000

Диапазон рабочих частот, МГц                

от 0,5 до 10

Диапазон толщин мер скорости, мм

от 5 до 50

Пределы допускаемых основных относительных погрешностей, ,отн. ед.

от 2∙10-3 до 5∙10-3

                                              

Коэффициент затухания продольных волн

Диапазон коэффициентов затухания продольных ультразвуковых волн, дБ/м  

от 0,2 до 2000

Диапазон рабочих частот, МГц    

от 1 до 50

Диапазон толщин мер скорости, мм

от 2 до 100

Пределы допускаемых основных относительныхпогрешностей, ,отн. ед.

от 0,04 до 0,15

 

РАЗРАБОТКА ПРЕЦИЗИОННЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ.

С начала 1970х годов задачей лаборатории была разработка прецизионных средств измерений для научных исследований и производства. Так, для ряда институтов Дальневосточного отделения Российской Академии наук были созданы приборы различного назначения, представленные ниже.

1. Прецизионная лазерная установка для измерений скорости ультразвука в жидких средах.

В измерительной установке реализован импульсный метод измерения скорости распространения ультразвуковых волн в жидких средах, который включает:

  • точечное дистанционное лазерное возбуждение (через стальной протектор) коротких, длительностью (30-40) нс на полувысоте, акустических импульсов ультразвуковых волн в жидкости, помещенной в термостатированную кювету известной длины Lб;
  • бесконтактную регистрацию акустических сигналов широкополосным лазерным интерферометрическим приемником (диапазон частот 0,5-20 МГц);
  • измерение времени распространения T ультразвуковых импульсов на известной акустической базе;
  • введение поправок на время распространения ультразвукового импульса в протекторе и на изменение длительности переднего фронта импульса.

image006

Интерферометрический скважинный приемник сигналов сейсмоакустической эмиссии.

image007

внешний вид интерферометрического модуля (без корпуса)

Технические характеристики оптического интерферометрического приемника в составе трехкомпонентного сейсмоакустического скважийного прибора представлены в таблице:

Характеристика

Значение

Полоса воспроизведения частот, Гц

0-500

Порог чувствительности, м/Гц1/2

2 * 10-13 (0,01 нм в полосе 1 кГц)

Чувствительность, В/м

2*106

Динамический диапазон, нм (дБ)

0,1-50 (53)

 

2. Устройство для измерения деформаций и смещений сложных инженерных сооружений.

Область применения: оперативный контроль и мониторинг состояния крупных инженерных сооружений, таких как здания, мосты, тоннели, железнодорожные пути, нефтедобывающие платформы, продуктопроводы, котлы, сосуды высокого давления, паропроводы и т.д.

Назначение - измерение деформаций и смещений объектов на низких и инфранизких частотах, накопление и архивирование данных.

image009

Описание - основные узлы устройства включают: емкостный преобразователь
деформаций   и   смещений, электронный   блок   преобразования   изменения емкости   в   напряжение,  блок   аналого-цифрового   преобразователя,   блок управления и индикации, блок электронной памяти, блок интерфейса, блок питания. Для обработки данных разработано программное обеспечение для IBM-совместимых компьютеров.

Технические характеристики представлены в таблице:

Диапазон измеряемых смещений

±5мм

Предельно допустимая погрешность измерения

не более 2%

 

3. Измеритель коэффициента преобразования ультразвуковых преобразователей – ИВАХ.

Установка предназначена для аттестации ультразвуковых преобразователей, применяемых в дефектоскопии и виброметрии, периодической поверки и калибровки преобразователей, контроля технологии изготовления преобразователей.

Метрологические характеристики

Диапазон коэффициентов преобразования, В/м

5х105 – 2х109

Диапазон частот ультразвуковых колебаний, МГц

0,1-5,0

Диапазон измерения касательной составляющей волнового вектора на частоте , м-1

0-2х10-3

Относительная погрешность измерений, % 

20

 

4. Оптические приемники для акустических измерений в твердом теле.

4.1 «Оптические приёмники для ультразвуковых поверхностных волн»

Характеристика

Диаметр зоны приема d, мкм

300

40

Полоса воспроизведения частот, МГц

0,05¸7

0,05¸50

Чувствительность, В/м

5×105

Порог чувствительности, м/Гц-1/2

4.0*10-11

1.5*10-10

Динамический диапазон, дБ

50

4.2 «Оптические приёмники для ультразвуковых объёмных волн

Таблица 1

Техническая характеристика

Оптический приемник

1 тип

2 тип

Полоса воспроизведения частот, МГц*)

(0,05-50)

(0,05-50)

Чувствительность, В/м

2,5×105

5×105

Порог чувствительности, м/Гц1/2

1,0×10-10

1.5×10-10

Динамический диапазон, дБ

50

45

* при d=40 мкм

Таблица 2

Технические характеристики

Оптический приемник

Вариант1: фотодиоды ФД-21КП

Вариант2: фотодиоды ЛФД-2

Чувствительность, В/м

5,0·104

3,3·107

Порог чувствительности, м

1,5·10-10

7,0·10-10

Полоса воспроизведения частот, Гц

~ 108

2,2·109

Динамический диапазон, дБ

45

35

*Порог чувствительности рассчитывается по формуле: 1.5·10-14 м/Гц1/2 (Df)1/2 , где (Df) – полоса рабочихчастот.

5. Лазерный интерферометрический измеритель показателя преломления в морской воде.

image012

6. Погружное (до 1000м ) устройство для измерения коэффициента акустической нелинейности в морской воде.

image013

7. Лазерное устройство для измерения параметров ультразвуковых сигналов.

image014

8. Сканирующий интерферометр фабри - перо для регистрации рассеянного излучения при лидарном зондировании атмосферы.

9. Лазерные медицинские установки различного назначения: лазерные терапевтические установки на базе he+ne - лазера мощностью 15 мвт лу-1;  стоматологические лазерные терапевтические установки на базе he+ne - лазера мощностью 7 мвт; установка на базе маломощного аргонового лазера для  послеоперационной реабилитации в отделении хирургии магистральных сосуд.

В 1997 году коллектив лаборатории участвовал в конкурсе на соискание Медали «W.K.ROENTGEN – С.Я. Соколов» и стал лауреатом этого конкурса с присуждением медали за достижения в области неразрушающего контроля.

image015

 

Метрологические услуги

Калибровка и поверка СИ по параметрам распространения ультразвуковых волн в твердых средах.

1.      

Измерители скорости  распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн в твердых средах; структуроскопы

Ультразвуковые волны

 продольные

(2000 ― 7000) м/с

сдвиговые –

(2000 ― 4000) м/с

Рэлеевские –

(2000 ― 3500) м/с

Коэффициент затухания ультразвуковых волн

(5 ― 2000) дБ/м

ПГ ±0,5 %

ПГ ±5 %

ПГ ±0,25 %

ПГ ±(25 ― 30)%

2.      

Меры скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн; калибровочные и стандартные образцы для поверки ультразвуковой аппаратуры

Ультразвуковые волны

 продольные

(2000 ― 7000) м/с

сдвиговые –

(2000 ― 4000) м/с

Рэлеевские –

(2000 ― 3500) м/с

Коэффициент затухания ультразвуковых волн

(5 ― 2000) дБ/м

 

 

ПГ ±(0,03 ― 1,5)%

ПГ ±(0,5 ― 5%

ПГ ±(0,02 ― 1)%

ПГ ±(5 ― 30)%

 

Научно-технические услуги

Разработка и поставка мер, эталонных установок для измерения скоростей распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн в твердых средах (включая методики калибровки и аттестации).


Россия выступила организатором международной публичной дискуссии Измерения для здоровья
Россия выступила организатором международной публичной дискуссии "Измерения для здоровья"

19 мая 2021 года накануне Всемирного дня метрологии российские и зарубежные эксперты-метрологи, медики, представители фармацевтической индустрии поделятся опытом успешного сотрудничества по защите общества от COVID-19 и опытом эффективного восстановл

Конференция Метрология на службе качества
Конференция "Метрология на службе качества"

19 мая состоится конференция "Метрология на службе качества". Мероприятие посвящено роли метрологии в укреплении экономики страны и приурочено к празднованию Всемирного дня метрологии. Мероприятие пройдет при поддержке Минпромторга России, Росстанда

Эксперты обсудили метрологическое обеспечение фотоники
Эксперты обсудили метрологическое обеспечение фотоники

В рамках прошедшей с 29 марта по 4 апреля 2021 года выставки "Фотоника. Мир лазеров и оптики - 2021" успешно прошло заседание конференции группы РГ-2 "Метрологическое обеспечение фотоники" техплатформы "Фотоника". В мероприятии приняло участие более

Оставьте заявку удобным вам способом!

Задать вопрос / Получить консультацию

Нажимая на кнопку ОТПРАВИТЬ, я даю согласие на обработку персональных данных
×

Заказать звонок

Нажимая на кнопку ОТПРАВИТЬ, я даю согласие на обработку персональных данных
×

Записаться на занятия

Нажимая на кнопку ОТПРАВИТЬ, я даю согласие на обработку персональных данных
×
×
×