Импульсно-интерференционный способ определения скорости ультразвука

Импульсно-интерференционный способ определения скорости ультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1-МПУЛЬСНО-ИИТЕРФЕРЕ ЩИОН-. libUi СПОСОБ ИЗМЕРЕНШ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА5 заключающийся в том, что возбуждают в акустической ячейке с образцом имнульс ультразвуковых колебаний, принимают прошедший ячейку с образцом и -шульс ультразвука- , вых колебаний, измеряют частоты компенсации между интерферирующими прошедшими импульсом ультразвуковых колебаний и опорным импульсом , определяют число частот компенсации между измеренными частотами компенсации, которое используют при определении скорости ультразвука, о т л и чающийся тем, что, с целью повьппения точности измереnmi , дополнительно пропускают импульс ультразвуковых колебап1ш. через акустическую ячейку без образизмеряют частоты , .1 и ца, п L I :f,4-N n -Nt-i компенсации, удовлетворяющи-е условиям . 1 и (Л а скорость ультразвука, определяют по формуле с Ч.к-fJ с f - f Ai. K-Nf -f n+H+l n+N Где С - скорость ультразвука в разце; - длина образца; 00 N U К - число частот компенсации между соответственно fj nr п+.Ы-,, Ki 4-(-k- ai

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ" 1ЕСИИ Х

РЕСПУБЛИК (51) 1 1 01 11 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛА1Л ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3475103/25-28 (22) 26.07.82 (46) 15.11.85. Бюл. Ф 42

I (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государств енпый уш в ер сите т им.A.A.Æäàíoâà

{ 72) A.È.11åäáàé (53)620,179.16 (088.8 ) (56) Перепечко И.И. Свойства полимеров при низких температурах.

М.: Химия 1977. с.?02-203.

Ые11г .S.,Иагзаи D.S., Сlass

fication and discussion of 1п1егГегепсе methods for measur ing he

propagation ve1osity of ultrasonic каче. 4-th I n tern Congr on

Acoust, Copen-IIagen, 1962, k.15.. (54) (57) ИМПУЛЬСНО-ИНТЕРФЕРЕПЦИОНПЬЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

УЛЬТРАЗВУКА., заключающийся в том, что возб ",кдают в акустической ячейке с образцом импульс ультразвуковых колебаний, принимают прошедший ячейку с образцом импульс ультразвуковых колебаний, измеряют частоты и;, компенсации между интерферирующими прошедшими импульсом ультразвуковых колебаний и опорным импульсом, определяют число частот компенсации между измеренными частотами компенсации, которое используют при определении скорости ультразвука, отличающийся тем, что, с целью новьппения точности измерений, дополнительно пропускают импульс ультразвуковых колебаний через акустическую ячейку без образца, измеряют частоты, „+1 и

n „+Ч, „+й,„ компенсации, удовлетвоI ряюцие условиям, fk ...,.1 «1 + К,+К+1 а скорость ультразвука определяют по формуле (< . -

1 и+

fk+k п+й . 11 n+ Пч,- . где С вЂ” скорость ультразвука в образце; — длина образца;

N ц k — число частот компенсации между соответственно п+ц " к, k+k

1191815

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества материалов по скорости распространения ультразвука в химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ опре.деления скорости ультразвука, Устройство, реализующее способ определения скорости ультразвука, содержит генератор 1 высокочастотных !

5 колебаний, выход которого соединен с входом модулятора 2, другой вход которого соединен с генератором 3 импульсов. Выход модулятора 2 соединен с входом акустической ячейки 4, выход которой соединен с усилителем 5 с регулируемым коэффициентом усиления. Усилитель 5 подсоединен к одному из входов осциллографа 6, другой вход которого сое25 динен с частотомером 7, соединенным в свою очередь с выходом генератора 1 высокочастотных колебаний.

Акустическая ячейка состоит иэ излучающего преобразователя 8, двух акустически соединенных волноводов

9 с образцом 10 или оба образца между ними и приемного преобразователя 11.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

С генератора 1 высокочастотных

I колебаний непрерывный синусоидальный сигнал поступает на модулятор 2, 40 который модулируется видеоимпульсом с генератора 3 импульсов. Радиоимпульсы с модулятора 2 поступают в акустическую ячейку 4, принимаются усилителем 5 с регулируемым коэффициен- 45 том усиления и поступают на один из входов дифференциального усилителя осциллографа 6, где интерферируют с опорным сигналом, поступающим с высокочастотного генератора 1, часто- 50

TR которого измеряется частотомером 7.

Поступивший в акустическую ячейку 4 радиоимпульс преобразовывается излучающим преобразователем 8 в ультразвуковой радиоимпульс, который 55 проходит через два акустически соединеннъrx волновода 9 с образцом 10 или без образца между ними и преобразовывается приемным преобразователем 11 обратно в электрический сигнал. Таким образом, прошедший через акустическую ячейку радиоимпульс интерферирует в электрических цепях усилителя осциллографа 6 с когерентным ему опорным сигналом. Противо фазность этих сигналов (с учетом дифференциальности входов усилителя — совпадение фаз ) определяется по получению "нулевой" линии на экране осциллографа 6 при изменении частоты и коэффициента усиления усилителя 5.

Для определения абсолютных значений скорости ультразвука находят несколько частот компенсации ("нулевых" линий ) с образцом и без образца в акустической ячейке, которые должны удовлетворять уравнениям: где — время прохождения ультразвуковых колебаний через образец; „, — время прохождения ультразвука через оба волновода;

O(k) — сумма фазовых сдвигов, обусловленных преобразованием электрических колебаний в ультразвуковой и обратно в электрические, влиянием склейки между преобразователями и волноводами, резонансными свойствами электрических цепей.

На каждом из двух предельно от— стоящих один от другого участков диапазона частот, определяемого широкополосностью используемых пъеэопреобразователей, производят измерения по две частоты компенсации беэ образца и одной частоты с об— разцом в акустической ячейке: соответственно „т „,„и

C „„„и f + при условии, что

Кроме того, путем подсчета определяют Я и К вЂ” число частот компенсации между соответственно и и 1) . Применяя для измеренных частот компенсации соотношения (1) и (2 ) и предполагая, что на всяком

1191

Ф ®-a+6) 10

20

Составитель С.Волков

Редактор М.Келемеш Техред И.Асталош Корректор Т.Колб

Заказ 7151/41 Тираж 896 Подписное

ВНИИЛИ 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 небольшом участке частот порядка функция Ф (4 ) зависит от частоты линейно где. а, Ь - постоянные (различные на разных участках ), можно получить четное выражение для определения скорости распространения ультразвуковых колебаний (4с+к- 4) к

К-N- + .М11- h+H йи - ï где С вЂ” скорость ультразвука в образце; длина образца.

Для конкретной установки четыре частоты компенсации при измерениях

815 4 без обРаэЦа п, . п+, f> g и EqqN а также число частот компенсации И, являются ее постоянными, которые лишь периодически необходимо контролировать, Для расчета скорости в образцах достаточно измерять по две частоты fÄ а „„и найти К.

Таким образом, повышение точности измерения в предлагаемом способе обусловлено относительным измене- нием величины фазовых сдвигos ульт- развуковой волны с частотой, а не их абсолютной величиной, как в известных способах измерения скорости.

По этой же причине увеличение толщины акустической склейки не приводит к значительной потере точности, т.е. предлагаемый способ ме-, нее критичен к качеству акустического контакта, к качеству поверхности контролируемых иэделий.