Протасов Анатолій Георгійович

protasovПосада: професор кафедри автоматизації та систем неруйнівного контролю;
науковий ступінь: доктор педагогічних наук, кандидат технічних наук;
вчене звання: професор.

В університеті працює з 1988 року. У 1995 році захистив кандидатську дисертацію на тему „Розвиток методів активної теплової дефектоскопії елементів конструкцій авіаційної техніки”.
У 2012 р. захистив докторську дисертацію на тему „Теоретико-методичні засади формування професійної компетентності майбутніх фахівців з неруйнівного контролю та технічної діагностики”.
В період з 2006 по 2021 був завідувачем кафедри приладів і систем неруйнівного контролю.

Має список наукових праць - більше 110 найменувань, в т.ч. 2 монографії. З метою методичного забезпечення навчального процесу розробив та видав 10 методичних вказівок.
Наукові інтереси: тепловий неруйнівний контроль, системи проектування засобів технічної та медичної діагностики.

E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Сторінка викладача в системі "Інтелект"


Using The Pulsed Eddy Current Techniques For Monitoring The Aircraft Structure Condition
It is known that during operation, the aircraft construction materials are exposed to significant mechanical loads and changes in temperature for a very short period of time. All this leads to various defects and damages in the aircraft assemblies and units that need to be inspected for the safe operation of the aircraft, their assemblies, and units. In some cases, the implementation of inspection or diagnostic is accompanied by the emergence of technical difficulties caused by the large size of the aircraft assemblies or units and limited access to their local places. Under such conditions, ensuring the possibility of diagnosis in hard-to-reach places of the object becomes especially important. the problem can be solved by applying wireless technologies. It allows spatial separation of the probes and the signal processing units, which simplifies the scanning of the surfaces of the large assemblies and units in hard-to-reach places. In this article, the description of the developed wireless system of eddy current inspection for aircraft structural materials is given. experimental results of object scanning are given in the form of a distribution of the values of probe signal informative parameters (amplitude, frequency and decrement) along the object coordinates.
--/ I. Lysenko, Y. Kuts, V. Uchanin, A. Protasov, V. Petryk, A. Alexiev // Transactions on Aerospace Research. - Institute of Aviation : Poland, 2023. - Vol. 1 (270). - P. 22-31.

Intelligent Automated Eddy Current System for Monitoring the Aircraft Structure Condition
It is known that in the process of operation the materials of aircraft construction are exposed to significant mechanical loads and temperature changes (fluctuations) for a very short period of time. All this leads to various defects and damages to aircraft assemblies and units which need to be inspected for the safe operation of the aircraft, their assemblies, and units. In some cases, the implementation of inspection or diagnostic is accompanied by technical difficulties caused by the large size of-aircraft assemblies or units and limited access to their local places. In such conditions, it becomes especially important to provide the possibility of diagnostics in hard-to-reach places of the object.The problem can be solved by applying wireless technologies to transmit signals from the probes to the data processing units. This allows separating the probes unit and the analysis and decision-making unit in space, and simplifies the practical implementation of robotics scanning the surfaces of large assemblies and elements in hard-to-reach places.The article describes the developed intelligent wireless system for eddy current inspection of aircraft structural materials. A technique for processing and visualization information is proposed that can be used in inspection systems and intelligent decision-making when monitoring the state of large objects. The experimental results of scanning an object are presented as a distribution of the informative parameters values of the probing signal (amplitude, frequency and decrement) over the coordinates of the object.
--/ I. Lysenko, V. Uchanin, V. Petryk, Y. Kuts, A. Protasov, A. Alexiev // 2022 IEEE 3rd International Conference on System Analysis & Intelligent Computing (SAIC). - 2022. - P. 1-5.

Automated Eddy Current System for Express Monitoring
In operation, the materials of machine and aircraft elements are exposed to significant mechanical loads and temperature changes. It leads to various defects and damage to elements, components of mechanisms, and devices. So for the safe operation of mechanisms and devices, it is necessary to inspect their elements, and then carry out the necessary work on their replacement in time. In some cases, the inspection or diagnostics of the elements is accompanied by technical difficulties caused by the large size of the objects and limited access to local places. The author of the article suggests using wireless technologies to transmit signals from the probe unit to the data processing one. It allows the separation of the measurement unit and data analysis unit in space and also it simplifies the practical implementation of robotic systems for scanning objects or their elements in hard-to-reach places. The article describes the developed intelligent wireless system of eddy current control of structural materials. Also, the method of information processing and visualization is described. The method can be used to automate decision-making in the system of monitoring the condition of large objects. Special software (using Python) has been developed to process the object scanning results. It allows obtaining the distribution of the values of the signal informative parameters depending on the coordinates of the object.
--/ Y. Kuts, I. Lysenko, A. Protasov, V. Petryk, A. Alexiev // International Journal “NDT Days”. – BSNDT : Bulgaria, 2022. ‒ Volume 5, Issue 5. ‒ P. 269-276.

Enhanced Feature Extraction Algorithms Using Oscillatory-Mode Pulsed Eddy Current Techniques for Aircraft Structure Inspection
A review of the existing literature shows that modern pulsed eddy current (PEC) technique for flaw detection in aircraft structure inspection is typically carried out in aperiodic mode. At the same time, the unstable characteristic points of the EC signal usually used as informative parameters can restrict the potential of this excitation mode due to significant measurement errors. This article considers an advanced PEC method of NDT based on the oscillatory mode. To obtain the conditions concerned with different modes of EC probe response oscillations, an equivalent scheme of the "testing object - EC probe" system was developed and analyzed. The frequency and attenuation coefficient of natural oscillations are proposed as the informative parameters of the probe signals. The obtained mathematical model of the probe signals allows for the dependence of proposed signal parameters on the characteristics of the testing object to be evaluated. Herein, we first develop algorithmic software for determining and analyzing the discrete amplitude and phase characteristics of PEC NDT signals based on the simulation results. The errors of the natural frequency oscillations and the attenuation coefficient determination as well as the optimal time for its determination are analyzed in order to minimize the possible errors. Next, the proposed informative parameters are experimentally investigated using a set of specimens. The obtained results confirm the possibility of the proposed methodology to enhance the inspection procedures related to the electrical conductivity and geometric parameters measurements as well as the detected defect sizing.
-- / I. Lysenko, Y. Kuts, A. Protasov, V. Uchanin, M. Redka // Transactions on Aerospace Research, Institute of Aviation. – Poland, 2021. ‒ Volume 3 (264). ‒ P. 1-16.

Smartphone-based automated non-destructive testing devices
Currently, non-destructive testing is an interdisciplinary field of science and technology that serves to ensure the safe functioning of complex technical systems in the face of multifactorial risks. In this regard, there is a need to consider new information technologies based on intellectual perception, recognition technology, and general network integration. The purpose of this work was to develop an ultrasonic flaw detector, which uses a smartphone to process the test results, as well as transfer them directly to an powerful information processing center, or to a cloud storage to share operational information with specialists from anywhere in the world.The proposed flaw detector consists of a sensor unit and a smartphone. The exchange of information between the sensor and the smartphone takes place using wireless networks that use "bluetooth" technology. To ensure the operation of the smartphone in the ultrasonic flaw detector mode, the smartphone has software installed that runs in the Android operating system and implements the proposed algorithm of the device, and can serve as a repeater for processing data over a considerable distance (up to hundreds and thousands of kilometers) if it necessary.The experimental data comparative analysis of the developed device with the Einstein-II flaw detector from Modsonic (India) and the TS-2028H+ flaw detector from Tru-Test (New Zealand) showed that the proposed device is not inferior to them in terms of such characteristics as the range of measured thicknesses, the relative error in determining the depth defect and the object thickness. When measuring small thicknesses from 5 to 10 mm, the proposed device even surpasses them, providing a relative measurement error of the order of 1 %, while analogues give this error within 2-3 %.
-- / Petryk V. F., Protasov A. G., Galagan R. M., Muraviov A. V., Lysenko I. I. // Приборы и методы измерений. 2020. №4.

Advanced Signal Processing Methods for Inspection of Aircraft Structural Materials
Aircraft, their assemblies, and units must provide high durability and reliability, and maintain mechanical and technological characteristics throughout the life span of the aircraft. Different elements of aircraft structures work under mechanical loads, over a wide temperature range, with varying degrees of exposure to corrosive environments. Aircraft structural materials have a variation in the characteristics values and require the various testing methods for their inspection. In many NDT methods applied in aviation materials testing, signals that could be represented by a narrowband processes model are used. Known methods of their processing are focused on determining and analyzing the signals amplitude characteristics, but the information resource contained in phase characteristics is not used.
In the article, the methodology for signal processing and determining phase characteristics in the time domain are discussed. It is based on the combination of the discrete Hilbert transform and the deterministic and statistical methods of the phase measurement. There are given examples of the application of the methodology for pulsed eddy current testing of electrically conductive materials and products, ultrasonic thickness measurement of products made of materials have significant ultrasonic attenuation, the realization impulse variant of acoustic impedance flaw detection of products made of composite materials. The examples have shown that the proposed signal processing methodology enables to determine new information parameters and signal characteristics for the industry, and extend the scope of known NDT methods.
-- // Transactions on Aerospace Research. – 2020. – № 2(259). – С. 27-35.

Комплексування мультиспектральних зображень, як метод підвищення їх інформативності при бінарній сегментації
Проблематика. Однією з найбільш інтенсивних тенденцій на виробництві та при проектуванні різної техніки на сьогодні є прагнення до автоматизації процесів з метою підвищення їх ефективності та мінімізації впливу людського фактора. Перспективним напрямом реалізації цієї концепції видаються методи комп’ютерного зору, засновані на автоматизації обробки й аналізу зображень. Машинне навчання дає можливість системам, таким як, наприклад, штучні нейронні мережі, виявляти, розпізнавати та класифікувати об’єкти. Все це стало можливим завдяки розвитку методів обробки зображень, до яких відноситься і бінарна сегментація. Підвищення інформативності результату при цьому методі обробки даних можливе завдяки використанню алгоритму мультиспектрального комплексування, що своєю чергою дасть змогу підвищити ефективність роботи систем машинного зору й автоматизованої обробки зображень. Мета дослідження. Дослідження можливості застосування методів комплексування мультиспектральних зображень для підвищення інформативності та якості результату обробки даних на основі бінарної сегментації. Методика реалізації. Для дослідження методів комплексування зображень було використано програмне середовище, реалізоване на основі мови програмування C# із застосуванням математичного апарату бінарної сегментації. Аналіз отриманих результатів проводився з використанням методів статистичної обробки даних.
--/ Д. В. Сторожик, О. В. Муравйов, А. Г. Протасов, В. Г. Баженов, Г. А. Богдан // Наукові вісті КПІ. – 2020. – № 2. – С. 82-87.

Використання серійних мобільних пристроїв при проектуванні портативних дефектоскопів
Стаття присвячена проблемі застосування бездротової передачі даних у сучасних дефектоскопах, використовуваних для неруйнівного контролю різних об’єктів. Бездротове з’єднання між вимірювальними датчиками й процесором підвищує надійність тестування й скорочує час ухвалення рішення. Це підвищує стійкість обладнань у несприятливих умовах навколишнього середовища й дає змогу спростити виконання операцій у будь-якому положенні. Стаття містить у собі результати роботи з об’єднання завдань бездротової передачі даних від сенсора до блока обробки інформації у вигляді смартфона та з потреби передачі її за допомогою технології GSM на велику відстань до центру обробки інформації, який оснащений потужним комп’ютерним обладнанням. Висококваліфіковані спеціалісти, використовуючи найсучасніше програмне забезпечення, обробляють у центрі одержані дані. Розглянуто структурну схему пристрою, схему електричну принципову імпульсного збуджувача акустичних коливань з електричним демпфуванням. Наведені експериментальні результати виконаної роботи у вигляді порівняльного аналізу отриманих діагностичних даних розробленого приладу і його найближчого аналогу за технічними параметрами та ціною (прилад Einstein-II).
--/ Петрик В. Ф., Протасов А. Г., Сєрий К. М., Повшенко О. А. // Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. – 2019. – Т. 30 (69), № 6, ч. 2. – C. 12–16. – Бібліогр.: 9 назв.

Optimization of Analysis Time of Pulsed Eddy Current Non-destructive Testing Signals
The purpose of this paper has been to study the influence of the choice of time interval for analysis of the eddy current transducer signal in a pulsed mode on the signal decrement error. A method for minimizing the transducer signal decrement error was developed and presented. It included nonlinear regression analysis for estimating the signal amplitude characteristic. The confidence intervals of the transducer signal amplitude characteristics were obtained and analyzed. The obtained results of model experiments which are given in the paper confirm.
--// International Journal “NDT Days”, Volume 2, Issue 1, 58-63 pp., 2019. – Созополь, 2019. ISSN: 2603-4018

Active Infrared Testing of Composites using 3D Computer Simulation
Composite sandwich constructions are very widely employed in the modern aircraft industry, honeycomb panels among them. The principal defects of honeycomb sandwiches are cover detachment because of cell collapse or poor adhesive, which can lead to water penetration in cells. Recently, the thermal method of non-destructive testing (infrared thermography) has begun to be applied to the diagnostics of honeycomb constructions, and has some advantages over traditional methods. However, thermal processes are transient, and this complicates the selection of optimal parameters for monitoring. The purpose of this work is to investigate the possibilities of the thermal method for honeycomb panel inspection using computer simulation. The COMSOL Multiphysics package was used for the simulations. A 3D model of the honeycomb panel was proposed, and two possible defects considered: the detachment of the panel cover from the filler and the presence of water in the defective cell. The implementation of the proposed 3D model made it possible to investigate the effect of a defect on the thermal field of the panel surface. The simulation results showed that optimal testing time is significantly different for various types of panels. The correct selection of testing parameters increases the accuracy of the testing procedure. The results of experimental investigation confirmed the adequacy of the proposed model for thermal testing.
-- / International Journal of Technology. ‒ Volume 9(3), ‒ pp.631-640

Комп’ютерна система для сканування та реконструкції теплових полів об’єктів контролю
В статті першим кроком наведені приклади важливості вимірювання температури в неруйнівному контролі та виконана постановка проблеми шляхом переліку невирішених питань реконструкції теплових полів. Також, виконаний аналіз закордонних і вітчизняних досліджень і публікацій: розглянуті різноманітні маніпулятори-сканери, оригінальні розробки тепловізорів та скануючих пірометрів.Після постановки задачі запропонована комп’ютерна система, що виконує сканування теплового поля об’єкта контролю з наступною обробкою інформації для його згладжування і реконструкції. Розроблена конструкція пристрою забезпечує повторюваність вимірювань, автоматизацію, простоту конструкції та низьку вартість, крім того пристрій убезпечений від суб’єктивного впливу людини оператора. Електронна частина забезпечує керування пристроєм, збір, передачу інформації на персональний комп’ютер, її обробку, збереження та відображення. Система працює у двох режимах. У режимі сканування відбувається послідовне вимірювання температури в точках поверхні об’єкту з заданим кроком сканування та подальшим згладжуванням отриманого результату. Другий режим дозволяє виконати вимірювання температури у декількох точках на поверхні об’єкту з наступною реконструкцією повної картини поля шляхом використання методів інтерполяції. Експериментальна реалізація та дослідження підтвердили можливість використання запропонованої комп’ютерної системи для отримання теплових полів об’єкта контролю. Наведені перспективи та подальше використання розробленої системи.
--/ І.Р. Матущак, А.Г. Протасов // Вісник Національного технічного університету України" Київський політехнічний інститут". Серія: Приладобудування. ‒ 2018. ‒ Вип. 55. ‒ С. 43-48

Using of parametric transducers in pulsed eddy current testing
Eddy current nondestructive testing (ECNDT) is one of the most common types of NDT, characterized by the simple interaction way of the testing object (TO) with the eddy current transducer (ECT), relatively low price, high efficiency, and reliability of the results. The current ECNDT development is focused on solving the tasks of improving the ECT, methods of excited eddy currents in the TO, developing new methods for processing information signals of the transducer, etc.
--// NDT  in  Context  of the Associated Membership of Ukraine  in the EU (NDT-UA 2018): Conference proceedings / Lublin, Poland: USNDT, ‒ 2018 – №2, ‒ рр. 30-33

Study of Parametric Transducer Operation in Pulsed Eddy Current Non-Destructive Testing
In this article is considered the experimental results of the using the parametric type of an eddy current transducer at two excitation modes - pulsed and harmonic. The flat samples from aluminum alloy and steel with artificial crack-like defects on them were selected as testing objects. The estimation of the amplitude, decrement and natural oscillation frequency of the eddy current transducer signal as informative parameters was performed according to the results of the analysis of experimental signals of the parametric transducer. The results of the comparative analysis of the eddy current transducer signals at harmonic and pulsed excitation are presented by estimating of changes in the signals amplitude values from the crack depth in the testing object. It is shown that the signals of parametric eddy current transducer in the form of damped harmonic oscillations obtained by pulse excitation of the transducer can be used in the eddy current non-destructive testing to estimate the depth of surface cracks. The types of the dependences of the attenuation and the natural oscillation frequency of the eddy current transducer signal from the change in the crack depth in the testing object were established using the experimental data. The analysis of the sensitivities of the informational parameters of the eddy current transducer at pulsed excitation to the crack depth in the testing objects is performed.
--// 2018 IEEE 38th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). Conf. proc. - Kyiv, Ukraine. – 2018. – pp.594 - 597

Analysis of the  signal parameters measurement uncertainty at pulsed eddy current non-destructive testing
The purpose of this paper has been to obtain and analyze analytical expressions of the standard uncertainty of the measurement the decrement and the oscillations frequency of the eddy current transducer signal in pulse mode excitation. Analysis of obtained expressions made possible to determinate and justify the conditions for choosing a time interval for analyzing the eddy current transducer signals in order to minimize these uncertainties. The results of the conducted experiments are given. Taking into the condition of obtaining the minimum error for evaluating the trends of the signal characteristics, the accuracy of measuring the transducer signal decrement and natural oscillation frequency increases to two times.
--// International Journal “NDT Days”, Volume 1, Issue 4, 461-468 pp., 2018. – Созополь, 2018. ISSN: 2603-4018

Analysis of the uncertainty of measurement in pulsed eddy current signal evaluation
The  probability  of  the  pulsed  eddy  current  NDT  results  depends  on  the  measurement  accuracy  of  the  signal parameters of eddy current transducers.  In particular, among such parameters are the frequency and attenuation ratio of harmonic oscillations, which arise in the pulse mode of the transducer. The process of evaluation of these parameters is accompanied by the  emergence of  a  error random component,  which is due  to the  noise  effect  of different  nature,  as  well  as  the  methodical  component,  which  is  determined  by  the  features  of  the  applied methods  of  digital  signal  processing  and  modes  of  obtaining  experimental  data.  The  standard  uncertainty  of measuring  the  frequency  and  attenuation  ratio  of  the  transducer  signals  obtained  from  signal's  amplitude  and phase  characteristics  is  analyzed  in  the  article.  The  characteristics  are  determined  by  the  discrete  Hilbert transform  of  the  transducer  signals.  The  performed  analysis  and  the  obtained  formulas  can  be  used  for engineering   calculations   of   numerical   values   of   measurement   uncertainties of   attenuation   and   internal oscillations  frequency  and  recommendation  justification  for  choosing  the time  length  of  observation  intervals
and signal analysis. The efficiency of the obtained results is confirmed by an example of the signal processing of the  multi-differential  eddy  current  transducer  in  the  pulsed  excitation  mode  for  the  crack  detection  tasks.  The method  of  determination  and  analysis  of  transducer  signals  information  parameters  is  given.  The  experimental results of the influence estimation of the electrical conductivity value of the sample material and the cracks depth on the informative parameters of the signal are given. The general character of the dependence of the attenuation and the  frequency of the  transducer signal oscillations  from the  crack depth in the  testing object is established. The sensitivity of the transducer signal informative parameters to the change in the crack depth is determined.
--// The e-Journal of Nondestructive Testing. – 2018. – № 8, Vol. 23.

Using Wireless Data Transmission In Eddy Current Nondestructive Testing
--// Сб. материалов 10-й международной научно-технической конференции «ПРИБОРОСТРОЕНИЕ – 2017». – Минск, Республика Беларусь, 2017. – C. 74-76

Використання перетворення гілберта для отримання додаткових інформативних ознак при імпульсному імпедансному контролі композиційних матеріалів
Проблематика. Стаття присвячена проблемі підвищення інформативності акустичного імпедансного методу неруйнівного контролю, який є одним із найбільш розповсюджених методів, що використовуються в авіації при контролі панелей зі стільниковим заповнювачем і багатошарових конструкцій, виконаних із композиційних матеріалів. Мета дослідження. Отримання додаткових інформативних ознак для імпульсного імпедансного методу контролю, які б підвищили достовірність контролю стану композиційних матеріалів. Методика реалізації. Для досягнення поставленої мети було експериментально отримано на тестовому зразку сигнали перетворювача від дефектної та бездефектної областей. Використання перетворення Гілберта дало змогу визначити фазові характеристики цих сигналів і провести їх демодуляцію з метою виділення низькочастотної обвідної для аналізу її форми. Результати дослідження. Отримано інформативні параметри, такі як миттєва частота сигналу, інтеграл фазової характеристики на вибраному інтервалі та інтеграл різниці фазових характеристик сигналів. Для порівняння якості виявлення дефекту з використанням вибраних параметрів було проведено оцінку достовірності результату контролю для фрагмента виробу з композиційного матеріалу. Висновки. Запропоновані інформативні параметри, які характеризують ступінь відмінності фазових характеристик, дають можливість підвищити загальну достовірність контролю композиційних матеріалів імпульсним імпедансним методом.Ключові слова: імпедансний метод контролю; перетворення Гілберта.
--// Наукові вісті НТУУ "КПІ", №1, Київ ,2016, с.117-123

Применение дискретного ортогонального метода измерения фазы для определения характеристик материалов ультразвуковым методом
Проблематика. Стаття присвячена проблемі підвищення точності визначення фізико-механічних характеристик порошкових матеріалів на стадії їх виготовлення при використанні ультразвукового методу контролю. Мета дослідження. Реалізація фазового методу вимірювання часового інтервалу в системі ультразвукового контролю порошкових матеріалів з метою підвищення точності визначення їх фізико-механічних характеристик. Методика реалізації. Для досягнення мети дослідження було запропоновано використати дискретний ортогональний метод визначення фазового зсуву між сигналами. Проводились комп’ютерне моделювання у системі Matlab для визначення різниці фазового зсуву сигналів і оцінка похибки його вимірювання. Результати дослідження. Визначено оптимальні параметри основного елемента системи вимірювання фазового зсуву – аналого-цифрового перетворювача, який є головним джерелом похибки й істотно впливає на точність вимірювання. Висновки. Експериментальні дослідження на матеріалах з відомими характеристиками показали ефективність застосу-
вання дискретного ортогонального методу, який дав можливість визначити швидкість поширення ультразвуку в твердому сере-
довищі з похибкою менше 1 %. Ключові слова: фазовий зсув; дискретний ортогональний метод.
--// Наукові вісті НТУУ "КПІ", №2, Київ ,2016, с.87-93

Многоканальный стенд для контроля температуры
В статье рассмотрена схема построения многоканального стенда для контроля температуры. В состав стенда вошли цифровые термометры, которые образуют однопроводную сеть, построенную по технологии 1-Wire. Преимуществами цифровых термометров с точки зрения организации магистрали, по сравнению с другими температурными сенсорами являются высокие метрологические характеристики и хорошая помехоустойчивость, что дает им предпочтение при построении многоточечных систем температурного контроля. Проведенные исследования на экспериментальном стенде позволили продемонстрировать эффективность использования технологии 1-Wire при построении сети цифровых преобразователей, которая может обеспечить относительные измерения, контроль параметров в различных точках закрытого объема, а так же обеспечить многоточечный температурный мониторинг в режиме реального времени. Однопроводные сети 1-Wire, организованные на базе цифровых преобразователей температуры могут найти применение в построении систем автоматизации контроля и управления технологическими процессами, где температура является ключевым параметром.
--// Вісник Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут". Серія : Приладобудування. - 2015. - Вип. 49. - С. 61–68.

АСНК КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021