Способ измерения акустического сопротивления материала

Способ измерения акустического сопротивления материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано дли измерения акустических свойств образцов неоднородных демпферов пьезоэлектрических преобразователей . Целью изобретения является расширение технологическрйс возможностей за счет изменения волнового сопротивления неоднородного демифера, соединенного с пьезозлементом, за счет дополнительного измерения акустического давления, создаваемого контактирующей с демпфером поверхностью пьезоэлемента. Согласно способу измерения акустического сопротивления материала, пьезоэлемент с исследуемым неоднородным демпфером помещают в кювету с иммерсионной средой. На пьезоэлемент подают импульс электрического напряжения, у которого время нарастания фронта меньше времени прохождения упругой волны через пьезоэлемент . Измеряют акустические импуль- .сы давления, создаваемые рабочей поверхностью пьезоэлемента и поверхностью , контактирующей с демпфером. По измеренным амплитудам импульсов рассчитывают акустическое сопротивление неоднородного демпфера. 1 ил. С (Л ISD 4i СД о со Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ сО!.1иАлистичесних

РЕСПУБЛИК (59 4 6 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ь ч3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3853526/25-28 (22) !4.02.85 (46 ) 23.07.86. Бюл. 9 27 (71 ) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72 ) В. Г. Данилов и А.А. Владишаускас (53) 620;179.16 (088.8) (56 ) Клюкин А.И., Колесников А.Е.

Акустические измерения в судостроении.-Л.: Судостроение, 1982, с. 196-199.

Блинова Л.П. и др. Акустические измерения.-М.: Изд-во стандартов, 1971, с. 108-109. (54 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к акусти-. ческим измерениям и может быть использовано для измерения акустических свойств образцов неоднородных демпферов пьезоэлектрических пре образователей. Целью изобретения

„„SU„1245 96, А1 является расширение технологическ йс возможностей за счет изменения волнового сопротивления неоднородного демпфера, соединенного с пьезоэле» ментом, за счет дополнительного измерения акустического давления, создаваемого контактирующей с демпфером поверхностью пьезоэлемента.

Согласно способу измерения акустического сопротивления материала, пьезоэлемент с исследуемым неоднородным демпфером помещают в кювету с иммерсионной средой. На пьезоэлемент подают импульс электрического напряжения, у которого время нарастания фронта меньше времени прохождения упругой волны через пьезоэлемент. Измеряют акустичсские импуль.сы давления, создаваемые рабочей поверхностью пьезоэлемента и поверхностью, контактирующей с демпфером.

По измеренным амплитудам импульсов рассчитывают акустическое сопротивление неоднородного демпфера. I ил.

1245996

5 А,=К7, "р > где К„ = еК/(Е, +Z„)- коэффициент преобразования напря. жения в колебательную скорость рабочей поверхностью пьезоэле20 Амплитуда импульса давления в иммерсионной среде, излученного поверхностью пьезоэлемента l, контакт тирующая с демпфером 2, определяет ся выражением

A KHZ где К =еЕ/(Z„+Z )-коэффициент преобразования напряжения в колебатель40 мерсионная среда.

В пер:вом такте каждого цикла измерений. автоматический переключатель

7 первым импульсом с первого выхода

45 синхронизатора 8 переводится в состояние, при котором выход приемника 5 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 9. Таким образом, принятый акустический импульс

50 давления А поступает на вход аналоф го-цифрового преобразователя 9, а первым импульсом, поступающим с второго выхода синхронизатора 8, величина А, в аналого-цифровом преобра55 зователе 9 преобразуется в пропорциональную ей цифровую величину

-,N< A,. С выхода аналого †цифрово преобразователя 9 цифровая величина

Изобретение относится к акусти.ческим измерениям и может быть использовано для измерения акустических свойств образцов неоднородных демпферов пьезоэлектрических преобразователей

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет измерения волнового сопротивления неоднородного демпфера, сое- 10 диненного с пьезоэлементом, за счет дополнительного измерения акустичес-, кого давления, создаваемого контактирующей с демпфером поверхностью пьезоэлемента. 15

На чертеже представлено устройство для осуществления способа измерения акустического сопротивления материала.

Устройство содержит пьезоэлемент

1 с неоднородным демпфером 2, помещенные в иммерсионную среду 3 широкополосный акустический зонд 4, приемник 5, генератор 6, автоматический переключатель 7, синхронизатор 8, два аналого-цифровых преобразователя

9 и 10 и цифровое вычислительное

; устройство 11.

Способ измерения акустического сопротивления материала осуществляется следующим образом.

Пьезоэлемент 1 с исследуемым неоднородным демпфером 2 помещают в кювету с импульсной средой 3. Пьезоэлемент 1 возбуждают скачком электри- Ç5 ческого напряжения, поступающего с генератора 6. Причем, время нарастания фронта скачка электрического напряжения выбирают из условия, что оно меньше времени прохождения упругой волны через пьезоэлемент 1. Это условие обеспечивает отсутствие интерференции упругих волн. Одновременно с генератора 6 на управляющий вход синхронизатора 8 поступает управляющий импульс для запуска синхронизатора 8. В исходном состоянии выходы аналого-цифровых преобразователей 9 и 10 отключены от выхода приемника 5 с помощью автоматического переключателя 7, управляемого синхронизатором 8. Излу енные в иммерсионную среду 3 рабочей поверхностью пьезоэлемента 1 и поверхностью, контактирующей с демпфером 2, акустические импульсы давления А и А принимаются широкополосным акустическим зондом 4 . Причем амплитуда импульса цавления в иммерсионной среде, излученного рабочей поверхностью пьезоэлемента l, определяется выражением мента; е — пьезоэлектрическая постоянная;

E — напряженность электрического

:пОлЯ 1

:волновое сопротивление иммерсионной среды;

2,, — волновое сопротивление пьезоэлемента. ную скорость тыльной поверхностью пьезоэлемента;

Е „ — входное волновое сопротив ление демпфера пьезоэлекв трического преобразователя;

D„ =2Z„/(Z +Z„,) — коэффициент прохождения акустическим импульсом границы пьезоэлемент — имИ записывается в буферный регистр цифрового вычислительного устройства 1 1. Во втором такте каждого цикла измерений автоматический переключатель 7 вторым импульсом с первого выхода синхронизатора 8 переводится в состояние, при котором выход приемника 5 соединен с входом аналогоцифрового преобразователя 10. Им- . пульс давления А на вход аналогоцифрового преобразователя 10 поступает с полярностью, противоположной полярности А . Третьим импульсом, поступающим с первого выхода синхронизатора 8, автоматический переключатель 6 переводится в исходное состояние. Вторым импульсом, поступающим с второго выхода синхронизатора

8, величина Аг в аналого-цифровом

° преобразователе )О преобразуется в пропорциональную ей величину М А.

С выхода аналого-Цифрового преобразователя 10 цифровая величина N записывается в буферный регистр цифрового вычислительного устройства 11.

В этомустройстве осуществляетсярасчет волнового сопротивленияпо формуле

2А1, — Аг

Ь " A

rpe Z„, — волновое сопротивление пьезо элемента с неоднородным демпфером.

1245996

Формула н з о б р е т е и и М

Способ измерения акустического сопротивления материала, заключаю5 щийся в том что в иммерсионную сре» ду помещают на некотором Расстоянии пьезоэлемент и зонд акустических колебаний, возбуждают пьезоэлементы импульсом электрического напряжения

l0 и измеряют зондом акустическое давление А,, создаваемое рабочей поверхностью пьезоэлемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей

15 за счет измерения волнового сопРотивления неоднородного демпфера, соединенного с пьезоэлементом, возбужде ние пьезоэлемента осуществляют импульсом, время нарастания фронта

20 которого меньше. времени прохождения упругой волны через пьезоэлемент, измеряют акустическое давление А, создаваемое контактирующей с демйфером поверхностью пьезоэлемента, а

25 волновое сопротивление Е определяют по формуле

2А — Аг

-- — — — г

А

Зо где Ъи-волновое сопротивление пьезоэлемента снеоднородным демпфером.

1245996

Составитель Г. Федоров

Техред О.Сопко

Редактор Н. Яцола

Корректор M. Пожо

Тираж 778 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3993/37

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4