ІНТЕГРУВАННЯ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗОВАНОГО КАЛІБРУВАННЯ ДО ЗАСОБУ НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ
08.04.2026 12:17
[1. Information systems and technologies]
Author: Колєсниченко Артем Олександрович, аспірант, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків; Плєснецов Сергій Юрійович, доктор технічних наук, доцент, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків
Калібрування контрольно-діагностичного та вимірювального обладнання є важливою складовою процесу та технологій неруйнівного контролю [1]. Задача калібрування є достатньо стандартною та типовою та вирішується на відповідних стандартних зразках і спрямована на забезпечення точності при виконанні вимірювання або контролю через виключення певних похибок.
У [2] обґрунтовано необхідність комплексного вдосконалення електромагнітно-акустичного товщиноміра шляхом модернізації конструкції перетворювача, підвищення потужності генератора та впровадження високопродуктивних методів обробки сигналів. Основна увага приділена оптимізації параметрів акустичного тракту та врахуванню впливу зовнішніх факторів і характеристик матеріалу на точність вимірювань.
Основними проблемами при роботі електромагнітно-акустичних перетворювачів (ЕМАП) [2] є фактор завад, що виникають внаслідок магнітної та електромагнітної взаємодії, та наведених власним полем з’єднань, інтерфейсів, звукового фону тощо, та процедура налаштування та підготовки приладів до роботи.
Вирішенням проблеми завад є використання засобів фільтрування даних, наприклад, у цифровому форматі, як показано у [3] (рис. 1).
Рисунок 1 – Візуалізація відфільтрованого сигналу набору даних [3]:
а – синусоїдального; б – ступінчастого
На рис. 1 показано результат калманівського фільтрування сигналу для синусоїдального (рис. 1 а) та ступінчастого (рис. 1 б) набору даних. очевидним є істотне підвищення якості сигналу. Використання спрощеного калманівського алгоритму можливо цифровим методом на високих частотах, що дозволяє отримувати сигнал для приладу автоматичного калібрування (рис. 2).
Рисунок 2 – Схематичне представлення інтегрованого автокалібрування:
1 – ЕМАП, 2 – підсилювач, 3 – обробник даних товщиноміра, 4 – зовнішній інтерфейс даних, 5 – інструмент калібрування
Інструмент калібрування інтегрується до вимірювального приладу на етапі його налаштування та адаптує вхідний сигнал до заданих параметрів. Задача вирішується, наприклад, через осцилографічний дискретизатор, який дозволяє відслідковувати деградацію якості сигналу із датчика.
Автоматизація задачі калібрування може здійснюватись через управління еталонними джерелами та вимірювальними приладами через виділений інтерфейс. Така система дозволяє автоматизувати весь процес – від прогріву обладнання та подачі сигналів до збору даних і генерації звітів, що дозволяє значно підвищити точність результатів та швидкість виконання робіт у порівнянні з ручним методом [5] (рис 3).
Рисунок 3 – Схематичне представлення системи автоматичного калібрування [5]: 1 – система обробки даних (мікропроцесор/контролер),
2 – інтерфейс передачі даних, 3 – обробник вхідних даних, 4 – вимірювальний прилад
Висновки: 1. Інтеграція системи автоматизованого калібрування з використанням алгоритмів цифрової фільтрації в структуру електромагнітно-акустичних засобів контролю дозволяє мінімізувати вплив завад та значно підвищити точність і продуктивність процесу вимірювань шляхом усунення людського фактору.
2. Система дозволяє автоматизувати весь процес (від прогріву обладнання та подачі сигналів до збору даних і генерації звітів), що значно підвищує точність результатів та швидкість виконання робіт у порівнянні з ручним методом
Література
1. ДСТУ EN ISO/IEC 17025:2019 Загальні вимоги до компетентності випробувальних та калібрувальних лабораторій (ІSO/ІЕС 17025:2017, IDT; EN ІSO/ІЕС 17025:2017, IDT)
2. Сучков, Г. М., Петрищев, О. М., Десятніченко, О. В. & Юданова, Н. М. ЕМА товщинометрія. (Огляд) (2010). Вісник НТУ «ХПІ». (12), 110–121.
3. Колєсниченко, А. О., Плєснецов, С. Ю., & Плєснецов, Ю. О. (2024). Огляд сучасних засобів та систем для автоматичного калібрування обладнання. Methods and devices of quality control, (1(52)), 15–25. https://doi.org/10.31471/1993-9981-2024-1(52)-15-25
4. Плєснецов, С. Ю., Плєснецов, Ю. О., Колєсниченко, А. О., & Мудровський, В. Я. (2025). Програмний засіб для калманівського фільтрування сигналу в режимі реального часу. Methods and devices of quality control, (1(54)), 190–198. https://doi.org/10.31471/1993-9981-2025-1(54)-190-198
5. Abdelmegeed, Hala & El-Rifaie, Ali. (2013). Automatic calibration system for electrical sourcing and measuring instruments. 30-34. 10.1109/EEEIC.2013.6549578.