Способ измерения коэффициента затухания продольных акустических волн в материале образца

Способ измерения коэффициента затухания продольных акустических волн в материале образца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В МАТЕРИАЛЕ ОБРАЗЦА, помещенного в иммерсионную жидкость, при котором возбуждают в Образце акустические колебания и измеряют / отношение амплитуд двух эхо-сигналов , прошедших различное расстояние в образце, о т ли чающий с я тем, что, с целью повьш1ения точности измерения путем учета ослабления акустических сигналов при отражении .от граней образца, дополнительно измеряют амплитуду эхосигнала , отраженного от передней грани образца, а коэффициент затухания определяют по формуле /И- (-) 1 i 2% «tr Щ 2(J-H Zd VJ где eJ - толщина oбpaзцav (Л AQ - амплитуда эхо-сигнала, отраженного от передней грани образца A Hj амплитуды эхо-сигналов, прошедших .в образце равные расстояния, 2 id и 2/с1 соответственсо о HOv ,j - целью числа, обозначаюtsd СЛ щие количество отражений сигналов от задней грани образца.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦРАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

„„SU„„3196253

А (51) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лов, прошедших различное расстояние в образце, о т л и ч. а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем учета ослабления акустических сигналов при отражении .от граней образца, дополнительно измеряют амплитуду эхосигнала, отраженного от передней грани образца, а коэффициент затухания определяют по формуле ; Я; о- )

eL- . 21 — — — 20t(1(— )

- 2Q- ijd Я, 2d Л, Л; где

А о

А;,Я вЂ” (21) 3436413/25-28 (22) 14.05.82 (46) 07. 11.85. Бюл. Р 41 (7 1) Белорусский центр стандартизации и метрологии (72) Б.Л. Зайцев и E.È. Серегин (53) 531. 717. 11 (088. 8) (56) Кеслер Н.А., Эйчина В.Г.

К вопросу о погрешности измерения, коэффициента затухания продольных

УЗК в твердых телах. Сб. "УШ Всесоюзная конференция по неразрушающим методам и средствам контроля

Кишинев, 1972, с. 332-335.

Меркулова В.М. Расчет коэффициентов трансформации типов волн при нормальном падении звукового пучка на границу раздела двух сред.

Акустический журнал, 1971, с. 17, в. 2, с. 317-319 (прототип). (54) (57),СПОСОБ. ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИ-

ЕНТА ЗАТУХАНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В МАТЕРИАЛЕ ОБРАЗЦА, помещенного. в иммерсионную жидкость, при котором возбуждают в образце акустические колебания и измеряют ( отношение амплитуд двух эхо-сигнатолщина образца амплитуда эхо-сигнала, отраженного от передней грани образца амплитуды эхо-сигналов, прошедших .в образце расстояния, равные

2 d и 2 d соответственно целые числа, обозначающие количество отражений сигналов от задней грани образца.

1190251 гдеА„„> A „

d отр

15

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в металлургической и других отраслях при исследовании структуры материалов.

Известен иммерсионный эхо-импульсный способ $1J измерения затухания продольных акустических волн в материале исследуемого образца, помещенного в иммерсионную жидкость, при котором создают локальную воздушную прослойку за задней его гранью, измеряют величину отношения амплитуд двух донных эхо-импульсов, затем, не меняя положения образца, устраняют воздушную прослойку и вновь измеряют величину отношения амплитуд тех же донных эхо-импульсов, а коэффициент затухания в образце (с ) определяют из соотношения . с = —, 2 20 Р д -206 где d — толщина образца;

Дп,A„,„ — амплитуды соответственно и-го и (n+1)-го донных эхо-импульсов с воздушной прослойкой (ж-в) и без нее (ж-ж)..

Недостатком этого способа является необходимость создания в процессе измерений воздушной прослойки за задней гранью образца, что значительно удлиняет измерительную процедуру. Кроме этого, усложняется конструкция установки, реализующей способ. Это ограничивает область его применения..

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ (2) измерения коэффициента затухания продольных акустических волн в материале образца, помещенного в иммерсионную жидкость, при котором возбуждают в образце акустические колебания и измеряют отношение амплитуд двух эхо-сигналов, прошедших различное расстояние в образце, а коэффициент затухания определяют по формуле

2 амплитуды импульсов, многократно отраженных от плоскопараллельных граней исследуемого образца (донные эхоимпульсы); толщина образца; коэффициент отражения акустической волны от границы раздела мате— риал образца-иммерсионная жидкость, определяемый из соотношения где Р > P — плотности соответствен— но иммерсионной жидкости

20 и материала образца; — скорости распространения

УЗК соответственно в иммерсионной жидкости и в материале образца.

Однако известный способ не обладает достаточной точностью из-за того, что в измерении присутствует систематическая погрешность, обуслов— ленная отличием истинной величины

30 потерь на отражение от величины рассчитанной. Кроме того, использование табличных значений указанных исходных величин допустимо лишь при измерении коэффициента затухания

35 в чистых материалах При исследовании каких-либо оригинальных материалов (например, сплавов) использовать соответствующие таблицы невозможно и указанные. величины мо40 гут быть определены лишь на основе целого ряда достаточно сложных самостоятельных экспериментальных работ.

Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициента затухания продольных акустических волн в материале образца путем учета ослабления акустических сигналов при отражении от граней образ50 ца.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения коэффициента затухания продольных акустических волн в материале образца, помещенного в иммерсионную жидкость, при котором возбуждают в образце акустические колебания и измеряют отношение амплитуд

Составитель Л.Кондрыкинская

Редактор Л.Гратилло Техред О.Неце Корректор Л.Пилипенко

Подписное комитета СССР и открытий

Раушская наб, д. 4/5

Заказ 6971/45

Тираж 896

ВНИИПИ Государственного по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 двух эхо-сигналов, прошедших различное расстояние в образце, допол. нительно измеряют амплитуду эхосигнала, отраженного от передней грани образца, а коэффициент затухания определяют по формуле

A„: 1 A Я, (-1 4

20Ь вЂ”" — — gag + — .. g(j I j(4 А. g(g Ъ" A . > где d — толщина образца.;

4, — амплитуда эхо-сигнала, отраженного от передней грани образца;

А М- — амплитуды эхо †сигнал, \ 1 прошедших в образце рас,стояния, равные 21с и 2jcf соответственно; и j — целые числа, обозначающие количество отражений сигналов от задней грани образца.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит прибор 1, включающий в себя генератор ультразвуковых сигналов, приемно-преобразующий канал с вычислительным блоком и с индикатором в виде электрон190251 4 но-лучевой трубки (не показаны), совмещенный ультразвуковой преобразователь 2, погруженный в иммерсионную жидкость 3 (например, дистиллированную воду), и исследуемый образец .4, также погруженный в иммерсионную жидкость 3.

Предлагаемый способ с помощью приведенного устройства осуществляется следующим образом.

Включают генератор 1 и возбуждают в образце акустический сигнал с помощью преобразователя 2 в иммерсионной жидкости. Этот сигнал, 15 многократно отражаясь от граней образца, затухает по амплитуде, при этом часть энергии колебаний возвращается на преобразователь, где упругие колебания преобразуются в электрические импульсы, которые поступают в измерительную часть прибора

1, где и осуществляют измерение отношений амплитуд эхо-сигналов согласно.приведенной расчетной формуле.

2 Предлагаемый способ лишен недостатков известного способа, поскольку потери на отражение учитываются автоматически в процессе измерений.