Зменшення впливу шумів на точність визначення початку ультразвукового імпульсу
An essential component of ultrasonic nondestructive testing is determining the delay time between the transmitted and received signals. Therefore, the accuracy of determining the onset of both the transmitted and received pulse affects the accuracy of all subsequent calculations. The main measuring...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/888 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
Репозитарії
System Research in Energy| id |
oai:www.systemre.org:article-888 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
oai:www.systemre.org:article-8882025-03-07T08:14:58Z REDUCING THE INFLUENCE OF NOISE ON THE ACCURACY OF ULTRASONIC PULSE ONSET DETECTION Зменшення впливу шумів на точність визначення початку ультразвукового імпульсу Bohachev, Ihor Kozyr, Oleh Sozonov, Stanislav ultrasonic signal, magnetostrictive sensor, signal-to-noise ratio. ультразвуковий сигнал, магнітострикційні сенсори, співвідношення сигнал / шум. An essential component of ultrasonic nondestructive testing is determining the delay time between the transmitted and received signals. Therefore, the accuracy of determining the onset of both the transmitted and received pulse affects the accuracy of all subsequent calculations. The main measuring transducers are usually piezoelectric. A relatively new approach involves using small-aperture magnetostrictive transducers as a generator and receiver of the ultrasonic signal. Such magnetostrictive sensors have low-current excitation coils, resulting in low amplitudes of received signals. Therefore, it is an urgent task to develop algorithms for determining the onset of a pulse that could reduce the noise present in the signal or not be sensitive to it. In this paper, a method for determining the onset of an ultrasonic pulse is proposed based on utilizing a standard function from the LabVIEW library to determine the position of the peak value of a periodic pulse. The mathematical expressions for modeling transmitted and received pulses were obtained. Based on these mathematical expressions, a modeling experiment was conducted to verify the accuracy of determining the beginning of the probing pulse by the proposed method. The simulation experiment was performed with noise following a Gaussian distribution for the range of standard deviation (SD) values from 0 to 10. According to the modeling results, it was found that the proposed method allows determining the beginning of the probing pulse with a relative error not exceeding 3.5 % for the values of the SWR less than 2. Важливою складовою ультразвукового неруйнівного контролю є визначення часу затримки між відправленим та отриманим сигналами. Тому точність визначення початку як відправленого, так і отриманого імпульсу випливає на точність усіх подальших розрахунків. Основними вимірювальними перетворювачами зазвичай є п’єзоелектричні перетворювачі. Порівняно новим підходом є використання малоапертурних магнітострикційних перетворювачів у якості генератора та приймача ультразвукового сигналу. Такі магнітострикційні сенсори мають маловиткові котушки збудження і, внаслідок цього, малі амплітуди прийнятих сигналів. Тому актуальним завданням є розробка алгоритмів визначення початку імпульсу, які б могли зменшувати наявні у сигналі шуми або не бути чутливими до них. У даній роботі запропоновано метод визначення початку ультразвукового імпульсу, який базується на використанні стандартної функції із бібліотеки LabVIEW, для визначення положення пікового значення періодичного імпульсу. Отримано математичні вирази для моделювання відправленого та отриманого імпульсів. На основі цих математичних виразів було проведено моделюючий експеримент для перевірки точності визначення початку зондуючого імпульсу запропонованим методом. Моделюючий експеримент виконувався для шуму, який мав гаусівський розподіл для діапазону значень середньоквадратичного відхилення (СКВ) від 0 до 10. За результатами моделювання було встановлено, що запропонований метод дозволяє визначати початок зондуючого імпульсу з відносною похибкою, яка не перевищує 3,5 % для значень СКВ менше 2. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2025-02-27 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/888 10.15407/srenergy2025.01.085 System Research in Energy; No. 1 (81) (2025): System Research in Energy; 85-99 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (81) (2025): Системні дослідження в енергетиці; 85-99 2786-7102 2786-7633 en https://systemre.org/index.php/journal/article/view/888/796 |
| institution |
System Research in Energy |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-03-07T08:14:58Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
ультразвуковий сигнал магнітострикційні сенсори співвідношення сигнал / шум. |
| spellingShingle |
ультразвуковий сигнал магнітострикційні сенсори співвідношення сигнал / шум. Bohachev, Ihor Kozyr, Oleh Sozonov, Stanislav Зменшення впливу шумів на точність визначення початку ультразвукового імпульсу |
| topic_facet |
ultrasonic signal magnetostrictive sensor signal-to-noise ratio. ультразвуковий сигнал магнітострикційні сенсори співвідношення сигнал / шум. |
| format |
Article |
| author |
Bohachev, Ihor Kozyr, Oleh Sozonov, Stanislav |
| author_facet |
Bohachev, Ihor Kozyr, Oleh Sozonov, Stanislav |
| author_sort |
Bohachev, Ihor |
| title |
Зменшення впливу шумів на точність визначення початку ультразвукового імпульсу |
| title_short |
Зменшення впливу шумів на точність визначення початку ультразвукового імпульсу |
| title_full |
Зменшення впливу шумів на точність визначення початку ультразвукового імпульсу |
| title_fullStr |
Зменшення впливу шумів на точність визначення початку ультразвукового імпульсу |
| title_full_unstemmed |
Зменшення впливу шумів на точність визначення початку ультразвукового імпульсу |
| title_sort |
зменшення впливу шумів на точність визначення початку ультразвукового імпульсу |
| title_alt |
REDUCING THE INFLUENCE OF NOISE ON THE ACCURACY OF ULTRASONIC PULSE ONSET DETECTION |
| description |
An essential component of ultrasonic nondestructive testing is determining the delay time between the transmitted and received signals. Therefore, the accuracy of determining the onset of both the transmitted and received pulse affects the accuracy of all subsequent calculations. The main measuring transducers are usually piezoelectric. A relatively new approach involves using small-aperture magnetostrictive transducers as a generator and receiver of the ultrasonic signal. Such magnetostrictive sensors have low-current excitation coils, resulting in low amplitudes of received signals. Therefore, it is an urgent task to develop algorithms for determining the onset of a pulse that could reduce the noise present in the signal or not be sensitive to it. In this paper, a method for determining the onset of an ultrasonic pulse is proposed based on utilizing a standard function from the LabVIEW library to determine the position of the peak value of a periodic pulse. The mathematical expressions for modeling transmitted and received pulses were obtained. Based on these mathematical expressions, a modeling experiment was conducted to verify the accuracy of determining the beginning of the probing pulse by the proposed method. The simulation experiment was performed with noise following a Gaussian distribution for the range of standard deviation (SD) values from 0 to 10. According to the modeling results, it was found that the proposed method allows determining the beginning of the probing pulse with a relative error not exceeding 3.5 % for the values of the SWR less than 2. |
| publisher |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://systemre.org/index.php/journal/article/view/888 |
| work_keys_str_mv |
AT bohachevihor reducingtheinfluenceofnoiseontheaccuracyofultrasonicpulseonsetdetection AT kozyroleh reducingtheinfluenceofnoiseontheaccuracyofultrasonicpulseonsetdetection AT sozonovstanislav reducingtheinfluenceofnoiseontheaccuracyofultrasonicpulseonsetdetection AT bohachevihor zmenšennâvplivušumívnatočnístʹviznačennâpočatkuulʹtrazvukovogoímpulʹsu AT kozyroleh zmenšennâvplivušumívnatočnístʹviznačennâpočatkuulʹtrazvukovogoímpulʹsu AT sozonovstanislav zmenšennâvplivušumívnatočnístʹviznačennâpočatkuulʹtrazvukovogoímpulʹsu |
| first_indexed |
2025-09-24T17:34:10Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:34:10Z |
| _version_ |
1844167574303014912 |