Способ измерения коэффициента поглощения упругих колебаний
Патент 1146592
Авторы
Классы МПК
Способ измерения коэффициента поглощения упругих колебаний
Иллюстрации
Реферат
1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШГЛМЦЕНИЯ УПРУГИХ КОШБАНИЙ, заключаинцийея в том, что в выбранной точке испытуемого изделия возбуждают импульс упругих колебаний, измеряют параметр сигнал упругих колебаний , SU,,,, 1146592 4
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУЬЛИН ((9) (!!!
4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3665332/25-28 (22) 22. 11.83 (46) 23.03.85. Бюл. В 1,1 (72) В.Н.Федоров, В.В.Летуновский и Т.Я.Гораздовский (71) Красноярский политехнический институт и Научно-исследовательский институт-интроскопии (53) 620. 179, 16 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 505958, кл. С 01 0 29/00, 1976.
2. Носов В.А.Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры.
М., "Иаииностроение", 1972, с. 117 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ .УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ, заключающийся в том, что в выбранной точке испытуемого изделия возбуждают импульс упругих колебаний, измеряют параметр сигнала упругих кблебаний, связанного с реверберацией изделия, и по изменению этого параметра во времени определяют коэффциент поглощения упругих колебаний, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения. точности измерения, измеряют усредненные энергии сигнала упругих колебаний за два последовательных и равных промежутка -времени и по отношению этих энергий к величине промежутка времени рассчитывают коэффициент поглощения упругих колебаний.
2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что возбуждение импульса упругих колебаний проводят в нескольких точках.
3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что при возбуждении импульса в одной точке изменяют
его форму или длительность.
4 ° 1 146
Изобретение относится к неразру- . шающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом конт- . роле состояния материала за счет измерения коэффициента поглощения упругих волн.
Известен способ измерения коэффициента поглощения упругих колебаний, заключающийся в том, что в изделии возбуждают импульс упругих колебайий, 1п принимают сигналы упругих колебаний, многократно прошедших, отраженных . от граничных поверхностей исследуемой среды, и совмещают огибающую этой последовательности сигналов с экспонентой на экране осциллографа, в котором скорость развертки луча сравнивают с частотой периодических колебаний, подбирая частоту гаким образом, чтобы на единице дли- 20 ны развертки умещалось целое число периодов колебаний, и измеряют нх частоту, по которой судят о коэффициенте затухания ультразвукового импульса (1) .
Недостатком данного способа является низкая точность измерения.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения коэффициента поглощения упругих колебаний, заключающийся в том, что в выбранной точке испытуемого изделия возбуждают импульс упругих колебаний, измеряют параметры сигнала упругих колебаний связнного с реверберацией изделия, и по изменению этого параметра во времени определяют коэффициент поглощения упругих колебаний (2).
Однако известный способ отмечается низкой точностью .измерения вследствие интерференции волн, которая приводит к значительному отклонению мгновенных значений сигнала объемной реверберации от экспоненты. Это не ф5 позволяет точно зафиксировать момент времени, соответствующий заданному значению измеряемого параметра.
Цель изобретения - повышение точности измерения.
Эта цель достигается тем, что согласно способу измерения коэффициента поглощения упругих колебаний, заключающемуся в том, что в выбранной точке испытуемого изделия воз-. ! буждают импульс упругих колебаний, измеряют параметр. сигнала упругих
592 3 колебаний, связанного с реверберацией изделия, и по изменению этого параметра во времени определяют коэффициент поглощения упругих коле" баний, измеряют усредненные энергии сигнаЛа упругих колебаний за два последовательных и равных промежутка времени, по отношению этих энергий к величине промежутка времени рассчитывают коэффициент поглощения упругих колебаний.
Возбуждение импульса упругих колебаний проводят в нескольких точках.
Кроме того, при возбуждении импульса в орной точке изменяют его форму или длительность.
Способ измерения коэффициента поглощения упругих колебаний осуществляется следующим образом.
Возбуждают в исследуемом объекте импульс упругих колебаний. Огибающая затухающего сигнала объемной реверберации жеет сложную форму, модуляция сигнала по амплитуде происходит вследствие: импульсного характера излучения, отражения и транс- формации упругих волн на всех граничных поверхностях и внутренних дефектах структуры объекта, а также интерференции. Упругие колебания в объекте затухают по экспоненциальному закону за счет поглощения, а мгновенные значения амплитуд сигнала объемной реверберации изменяются в широких пределах, поэтому оптимальным методом обработкч таких сиг- . налов является измерение энергии за достаточно продолжительное время, т.е. необходимо осуществлять интегрирование сигнала объемной реверберации во времени, а отношение энергий за два заданных, равных и носледовательных периода времени наиболее точно отражает отношение интенсивностей упругих колебаний или отношение энергий акустических колебаний, которые действуют в объекте s моменты времени, отличающиеся на заданный период времени.
Измеряют энергию принятого сигнала объемной реверберации за первый заданный период времени, измеряют энергию принятого сигнала объемной реверберации за второй заданный пе. риод времени, следующий за первым, изменяют позицию акустического преобразователя относительно объекта измерения, повторяют цикл возбуждеСоставитель Г.Федоров
Техред Т.Дубинчак Корректор М,розман,.
Редактор С.Патрушева
Заказ 1356/33 Тираж 891
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4
3 11 ния акустических колебаний в объекте, суммируют принятые сигналы
I объемной реверберации за первый период времени с предыдущим значением энергии за первый период, сум/ мируют принятую энергию сигнала объемной реверберации за второй период времени с предыдущим значением за второй период, повторяют циклы возбуждения и измерения до получения необходимой точности. Можно для статистического усреднения.измеряемых энергий проводить возбуждение импульса упругих волн в одной точке, но при этом изменять форму и длительность этого импульса. Затем on" ределяют статистически усредненное отношение измеренной суммарной энергии сигналов объемной реверберации за первые периоды времени к приня46592 4 той суммарной энергией за вторые периоды времени и рассчитывают коэффициент поглощения акустических колебаний по формуле
6t
5, и-2Т Ь ®
-.1 2 где 4 — коэффициент поглощения, lN Nl2- суммарйые энергии сигнала. объемной реверберации эа
10 перые Т и вторые Т» пери" оды времени, T„, T2 — заданные периоды времени.
Способ измерения коэффициента ( поглощения упругих колебаний позволяет значительно повысить точность измерения, поскольку при измерении энергии сигналов упругих колебаний,, I связанных с объемной реверберацией, не сказываются флуктуации мгновенных значений амплитуд сигнала.