Способ измерения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний

Способ измерения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОССЖ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФ 1ЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКО .ВЫХ КОЛЕБАНИЙ, заключакяцийся в том, что в плоскопараллельном образце последовательно с помощью соответствующих преобразователей с различными площадями излучения возбуждают на каждой из эдданиых частот импульсы ультразвуковых колебаний, принимают их после прохождения заданн(исч расстояния при многократном отражении от границ образца, измеряют их амплитуды и по соотнсяпению амплитуд сшределяют коэффициент затуха ния ультразвуковых колебаний в зависимости от частоты, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения точности и производительности изкле рений, частоты , на которых возбуждают преобразователи , и расстояния, на которых принимают импульсы ультразвукбвых колебаний, выбирают из соотнетиений: const Zi consl ifsT . сл где Z- - расстояние, на котором принимают ультразвуковые импут&сы; - - частота возбуждения преобразователя; S - площадь излучения преобразователя; 1 1,2, . . ., п - порядковый номер преобразователя. оо 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Зсю G 01 М 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3527355/25-28 (22) 23. 12. 82 (46) 23.04.84. Бюп. М 15 (72) А.Ф.Мепьканович, Г.В.Пябус, Л.Б.Ливенцова и Л.М. Кушкупей (71) Всесоюзный научно-исспедоватепьский институт по разработке неразрушающих методов и средств контропя качест ва материапов (53) 620. 199. 16(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 101297, кл. С 01 N 29/00, 1954.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1000898, кл. Gi 01 М 29/00, 1981 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФ

ФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКО.ВЫХ КОЛЕБАНИЙ, закпючающийся в том, что в плоскопаралпельном образце последовательно с помощью соответствуккцих преобразователей с раэпичными площадями изпучения возбуждают на каждой из заданных частот импупьсы ультразвуковых колебаний, принимают их поспе прохождения заданного расстояния при много. кратном отражении от границ образца, измеряют их амппитуды и по соотношению амплитуд определяют коэффициент затуха« ния упьтразвуковых колебаний в зависимости от частоты, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точнос ти и роиэводцтепьности измерений, частоты, на которых возбуждают преобразователи, и расстояния, на которых принимают импульсы ультразвуковых копебаний, выбирают иэ соотношений:

Е;ф; =const

Z ф;

= Const где 2 - расстояние, на котором прннима1 ют ультразвуковые импульсы;

f, - частота возбуждения преобразс вателя;

6„- ппощадь изпучения преобраэоватепя;

1, 2,..., n - порядковый номер преобразоватепя.

1 1 087

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть испольэоваI но при ультразвуковом контроле качества материалов.

Известен способ измерения коэффициен 5 та, затухания ультразвуковых колебаний в материалах, заключающийся в том, что на каждой из заданйых частот с помощью соответствукяцнх преобразователей возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний щ в иэделии и эталонном образце, лринимают их после прохождения через изделие или через эталонный образец, измеряют их амплитуды.и по соотношению амплитуд судят о коэффициенте затухания ультразвуковых колебаний в зависимости от частоты Г13 °

Недостатком способа является низкая точность измерения, обусловленная пог решностями изготовления эталонных образцов, погрешностями установки преобразователей на изделии и эталонном образце, а также погрешностями, вызванными дифракционными расхождениями иэза различия скоростей ультразвуковых колебаний в изделии и эталонном образце, Йаиболее близким по технической cyutности к изобретению является способ измерения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний, заключающийся в том, что в плоскопараллельном образце последовательно с помощью соответствующих преобразователей с ра:шичными площадями излучения возбуждают на каждой из заданных частот импульсы ультразвуковых колебаний, принимают их после про- 5 хождения через образец заданного расегояния при многократном отражении от границ образца, измеряют их амплитуды и по соотношению амплитуд судят о коэффициенте затухания ультразвуковых колебаний н 40 зависимости or частоты (25 .

Нецостатками известного снособа являются низкая ироизвоцительность измере-. ний, обусловленная необходимостью исполь зования при измерениях на каждой часто- 45 те по два преобразователя с различной площадью излучения, а также низкая точность измерений, обусловленная погрешностями, возникающими иэ-за использования двух преобразователей на каждой час-50 тоте и связанными с отклонением частот, коэффициентов преобразования, площадей излучения и акустических контактов для этих преобразователей.

Кроме того, известный способ неприменим в том случае, когда расстояние, пройденное ультразвуковыми колебаниями, 877 2 н радиус преобразователя являются вещ чинами одного порядка.

Цель изобретения — повышение точности н производительности измерений.

Бепь достигается тем, что согласно способу измерения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний, заключаю щемуся в том, что в плоскопараллельном образце последовательно с помощью соответствуюших преобразователей с различными площадями излучения возбуждают на каждой иэ заданных частот импульсы ультразвуковых колебаний, принимают sx после прохождения заданного расстояния при многократном отражении от границ образца, измеряют их амплитуды и по соотношению амплитуд определяют коэф фициент затухания ультразвуковых коцеба. ний и зависимости от частоты, на которых возбуждают преобразователи, и расстояния, на которых принимают импульсы ультразвуковых колебаний, выбирают из соотношений

f,. f5, =coooC

Z1. — = const

It 5. где Z; - расстояние, на котором при щмают ультразвуковые импульсы;

Е - частота возбуждения преобразо1 вателя;

9 - плошадь излучения преобраэова1 теля;

i = 1, 2,...,л — порядковый номер преобразователя, Способ измерения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний осуществляется следующим образом.

На плоскопараллельный образец толпаной Н устанавливают преобразователь с площадью излучения 5о и с рабочей час тотой Ео, для которого заранее определен коэффициент затухания.КЩ, измеренный на его рабочей частоте f . (В теневом варианте устанавливают соосно два преобразователя с одинаковой площадью излучения на противоположных гранях обража). Возбуждают преобразователь на частоте fo è измеряют амнлитуду Aа многократно отраженного импульса ультразвуковых колебаний, прошедшего в образце путь 2, rnH, где, rn = 1,3... 5дня эхо-варианта и в 2, 4, 6... - для теневого варианта. Затем поочерецноустанавливают на образец ц ругие реобразова тели, плошаци излучения которых й, рабочйе частотыК„и расстояния 2„, которые прохоцят в образце многокрачио этраженные импульсы, уцовлетворяют соотношениям

7877 4

Кснтичество преобразователей с различными площадями излучения определяется исходя из заданного диапазона частот, в котором нужно измерить коэффициенты затухания е

Изобретение позволяет повысить точность и производительность измерений коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в материалах благодаря тому, что в случае измерения íà и частотах можно исключить влияние дифракционных .расхождений, используя и преобразователей вместо 2п, как в известном способе.

При этом вдвое сокращается количество

О((11 о

l(f;)=

А,.

2оŠ—

А0

e,ÜÂÜ Z0 где с - скорость ультразвука s материале. 20 В случае, если коэффициенты преобразования преобразователея небдинаковы, следует перед измерением амплитуд про- вести их калибровку, выравнивая амплитуды первых отраженных импульсов путемр регулирования амплитуды импульсов возбуждения.

3 1.08

f. f5. = f 1 -canst

z; — à — — СОИМ и измеряют соответствуюшие им амплитщ 5 ды A. многократно отраженных импуль. Коэффициент затухания eL(f; ) на частотах определяют по формуле

1О измерений, что повышает производительность, а также исключаются погрешности, связанные с установкой, отклонением чаотот, коэффициентов преобразования, площадей излучения и акустических контактов лишних и преобразователей, что повышает точность измерений.

Кроме того, изобретение позволяет проводить измерения в материалах с боль шим затуханием, т.е, в том случае, когда расстояние, пройденное ультразвуковыми колебаниями, и радиус преобразователя яв ляются величинами одного порядка.

Составитель С.Волков

Редактор A. Коэориэ Техред О.Неце Корректор И.Эрлен

Заказ 2649/40 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4