Ультразвуковой способ измерения физико-механических параметров

Ультразвуковой способ измерения физико-механических параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ , заключающийся в излучении и приеме .продольных звуковых волн нормально к поверхности контролируемого изделия и измерении амплитуды отраженных продольных звуковых волн, по которой определяют коэффициент отражения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьшения информативности , устанавливают приемник поперечных звуковых волн, в качестве которого используют пьезопластину продольных волн, на поверхности контролируемого изделия, изменяют угол наклона излучателя продольных звуковых волн к поверхности контролируемого изделия, принимают приемником поперечных звуковых волн отраженную от дна изделия поперечную звуковую волну приемником продольных звуковых волн, угол наклона которого равен углу наклона излучателя к поверхности контролируемого изделия, принимают отраженную от поверхности контролируемого изделия продольную звуковую волну, i по амплитуде которой определяют коэффициент отражения продольных звуко (Л вых волн при выбранном угле падения продольных волн на контролируемую поверхность изделия и с учетом коэффициента отражения, при нормальном § падении продольных звуковых волн оп-г ределяют искомые параметры. со 00 Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 G 01 N 29 00

J „, Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABT0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3746490/25-28 (22) 23 ° 05.84 (46) 15.11.85.Бюл. Р 42 (71) Каунасский политехнический институт им. А;Снечкуса (72) Л.В.Ыозонене и С.Й.Саяускас (53) 534.232(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1100559, кл. G О1 N 29/00, 1982. (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, заключающийся в излучении и приеме продольных звуковых волн нормально к поверхности контролируемого изделия и измерении амплитуды отраженных продольных звуковых волн, по которой определяют коэффициент отражения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьпиения информативности, устанавливают приемник поперечных звуковых волн, в качестве которого используют пьезо пластину продольных волн, на поверхности контролируемого изделия, изменяют угол наклона излучателя продольных звуковых волн к поверхности контролируемого изделия, принимают приемником поперечных звуковых волн отраженную от дна изделия поперечную звуковую волну приемником продольных звуковых волн, угол наклона которого равен углу наклона излучателя к поверхности контроли- . руемого изделия, принимают отражен- . ную от поверхности контролируемого изделия продольную звуковую волну, по амплитуде которой определяют коэффициент отражения продольных звуковых волн при выбранном угле падения продольных волн на контролируемую поверхность изделия и с учетом коэффициента отражения, при нормальном падении продольных звуковых волн определяют искомые параметры.

1191816

Изобрете!(ие относится к измерительной технике и может быть испольЗОВ ЛНО дл)1 з(сследова!зия физ«ко-механических параметров твердых веществ.

Целью изобретения является повыше- 5 ние информативности.

На чертеже изображено устройство, реализующее предчлгаемьп? способ.

Устройс TDO COJIep «T обратимый yJ!?iTразвуковой преобразователь 1, плоскость излучен«я которого ориентирована параллельно поверхности контролируемого изделия 2 и который расположен в промежуточной среде 3, приЕМНИК 4 ПОПЕРЕЧНЫХ ЗВУКОВЫХ >ВОЗ(И, В качест!зе которого «спользуют пьезоПЛЛСТ«! tУ»т I(P:);!C ir();to;i;e! гный нл по?зерхностн контролируемого

1(здь-JI1151 2, «3 -(учлте)!(, . > It !!1)(!pl!!!Iltc

6 продопшнях з?зу?товь!х T30)III устлновле(шые в !!Iio I "-ic;iòn:- ной среде 8 с )озМ 0 Жl r 0 С Т Ь(О 5 1!3 -, (11 С И 5! т т т I Л I I IC J l,) ;1 IC

«0D(3P .CI!OC:Т« ICÎliTPOJII! Г) У(."..1<)! () « .3 I(3)t«it

2, гeiiep«то» 7, со<-д«нен!!ь(Й! с нходл"3)Jtr>Тра з13 3! Oi)ÎÃC) про о бр;! DO! i "> I P J!5! 1

I f И 3 31У Ч Л Т (. 315! ) Н Р О П 0 Л Ь Н Ы Х З 13 У K O 13 ÛÕ

ВОЛН, т(ОСЛЕДОВЛтЕЛЬНО СОЕД!Н!(Ir! ILIe СII:НIТЕт(Е» 8, ВХОД КОТÎр01 О COeä!«!яст(51 через перекл(очлтс-(ь с нр!к 1!и«-13OJ(!I, об— рат«мым ул! рлзвуко>зым Г(реобр 1 .30<)лтелем 1 ir !(р«е Itirircoi! 6 нрол >I!,, . .

ЭВУкоl)ых 130 т(н ) «>IIIIIIII(0 ГО(> .)

СПОСОб 3 лiCJIIO«0 P I С 51 13 Г (е ц3 ю(!е 5 .

С «Омо!Кьт(> o()p(1 («310! 0 "(ь ci) (1 3135 к»- 35 вого преобразовл Геля (.злу лют «

П(3ИНИМЛ(0 1 ПГ)0;5,0 ЬНЬ!(» З 13УК ОГ)Ы<. 13031 ны «ормлль((о к r!Oiicp..ci!Ocò«cu! (тро:«(— руемого «зц()шя 2. 1101«((гпй -)в тч(оВОЙ c«l I!;IJI .3 Обратrl!505! у. Вт !3 лз 1>уlco — 40 вом «реобрл 30:зл еле трл«сфop Diðóc 1СЯ 13 ВЛЕК I РИЧ(. .С(;««СIIГIIBJI 11 f(OCTiJ .пает через yc rrJrIITcJIT 8 нл индикатор

9, с которого ".П(тмлется зн»reiilre лмплиту((1»! принЯ1 О! О li н Iл 1, !10 1(0 1 О- 45 рому с учетом значения амплитуды Г>1раженного нормально от границы среда — воздух (при отсутств«« «зделия

2)сигнала, измеренного заранее, опредте

)> р

0 (»0 где А, -" з начение ампзп(туды с«г пала, отраженного нормлл?,но от гран«пы среда -= контрол«руемое 55

«зделие;

Бо — значение амплитуды сигнала, отрлже(шого нормально от границы среда — воздух (при

e Tcy r c Tr«tIr IcolIтролируемого изделия 1.

Излучатель 5 и приемник 6 устанавлиВают под таким углом Ч относительно нормали к поверхности контролируемого изделия 2, при котором происходит трлнсформация падающей на поверхIIocTT» (IPojIОл1»нОЙ ВВУкоВОЙ r)0;IHLI В пОперечlló!î волну под углом 45 o Tiro сительно нормали к поверхности контролируемого изделия 2, которая <1)иксируется приемш!ком 4 поперечн(ях зву-!

coD(ix DoJ!It. При«ятый звуковой импул!»с тр а(1 сформи(3у(3тс я В электрrtчес кий импульс, Io мом(нту прихода коrIp!Je!! l if«oh(6 I! I)o!To !r»r!Lt;c т(0131,1Х DOJlll Пт)«НИ!,IЛ,ОТСЯ О РЛжсп(т(,IЕ

ОТ i!013 å. P!C!!0(! 11 !CA I (TPO !11 ) 3 0) 10 ГО i I 3 I(т лия 2 «од !(ыбрл((ным угло r V Tpc-где !> — Внл 1(1!!i(3 лмп «1: уды c«I нала стражеt t! 101 <0! i, выбранным уг:!ом n T гршпшы ср(дл — кон

ТРт)31«()УЕ3(ОЕ «3 1(Jll te . 3!1<«1(3«Н(Л . (10! I тц 1 Cl (! II (Л

О l j) !i!C(3! Ifrol о IIOT(13?,!бра тн(,.1; ( у!":!o! l oт гр(1««ц(! Среда

13О Di1>0 <, i! (>! r (3 1 Г.УTCTH Ill i l(0!i ! (3 Опт н р у е 310 Ã Î «з 11 е J (II 5 I 2 сl ДЛЯ КОЭфф((ЦII(!i!ТЛ ОТ()ЛХ(P

eICJl<0II! OL! ПЛИЕ««!т !!РсiiOJILI3 (pедp ) IIл 110 .зе j)хностb уемого нзде !я 2 «ыражаетОЙ соз g (0

Г) >5 С " !" CQ5 т, -РС е

Р— (!:0 Тl(0 (. ТЬ С(30;<Ь(3 !-I (т) O т) 5 УЛ ! I«5r !! !>н н(,?Х !3 o Jii r

iCO! I TPOJI«P с я (1) 0 (3 м ул тде р

: он!.ро(н(руемо! о изделия

С с.êoPOñòü п()одоз!!»Итт!х волн в среде Э;

С. — c fc o p o c T T» 110 I! P.- р е ч и ых

DO1Н 13 ICOНТГ ОЛИ()тУЕМОМ из лел«и 2;

<(0511 1(Ûe 311 ICO!3i Do III!т(КОТО (>тттс ТP l!I с )opi!«pуются 13 ) rercòj>II

С13 «р(темн«ке 6 ) . Ic<>торый терез уси.!,! TeJ!r» 8 посту«лет ((л и;тдиклтор 9, с

1(0 Т О P 0 Г 0 С I I 1 1 М Л С Т C Я 3 i 1;1 r I И Е Л М! 1ЛI I 1 >< дь! «ринятого с«г((ллл, «о которому с учетом лм!Иштуды отрлжс(шого нод выб13(«!П(,((углом V от peliir(ILI среда-ВозоТсуТ c. vD«li «здез!rt!r 2 1 ! (Л) I c I 1 1 I .!3 l I(! (3 (. i (11 О 1 O:3 л р 11! е (3, О! I () (! TI (:15(юг !co. )(1)фиц«Г нт о T,>(>i!(eн!1я > „ I> 1Б ный !

V

Б

11918 рс-р,с„ с. р,с, р

10 откуда для скорости Ст поперечных волн в контролируемом изделии 2 получается выражение

С где С вЂ” скорость продольных волн в

L контролируемом изделии 2.

Из формул (1 )н (2 следует, что плотность контролируемого изделия 2 выражается формулой

oC(- Ч,)

Р = („, ) (М

А из формул (1 ) и(3 ) получаем, что

С„giV,) ("-V) Я cos V

С (1+ / ) (1 К)

Зная, что коэффициент Пуассона - ) свя- зан с соотношением С„1С формулой

- (:Г из формул (4 )и(5 ) получаем формулу для коэффициента Пуассона

1 icos V (()

4-2N |:os V

pc («v)

p.=(Составитель Г.Рыжакова

Редактор N.Êåëåìåø Техред И.Асталош Корректор Л.Патай

Заказ 7151/41 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4

v — угол падения продольных волн относительно нормали в среде 3.

Формула для коэффициента отражения при нормальном падении продольных волн в среде 3 на поверхность контролируемого изделия 2 выражается формулой

16 4 ъ (<-ч,) (<-v)

Vo ) (1 " )

Применяя для границы среды 3 и образца 2 закон Снеллиуса, получаем с с, ), sin V s; n 4-5 0

Из формул (3 ), (4) и (7) полу аается значение для плотности в контролируемом изделии 2 р(1.и) р,- „„, (р

Известно, что модуль сдвига р выражается формулой с=) С (9)

Тогда из. формул (7 ), (8 р и(9) получаем, что

Использование способа позволяет определить все основные физико-механические параметры контролируемого изделия.