Способ измерения коэффициента отражения ультразвуковой волны в зависимости от угла падения на поверхность образца

Способ измерения коэффициента отражения ультразвуковой волны в зависимости от угла падения на поверхность образца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для исследования локальных структурно-механических свойств образца путем измерения зависимости коэффициента отражения плоской ультразвуковой волны от угла падения на исследуемую поверхность. Цель изобретения - повышение производительности измерения за счет проведения одновременного измерения коэффициента отражения при разных углах падения. Для этого направляют на исследуемый участок поверхности образца сфокусированную продольную ультразвуковую волну с акустической осью, перпендикулярной поверхности образца, перемещают исследуемый образец вдоль акустической оси с постоянной скоростью, принимают эхо-сигнал от поверхности образца, выделяют из принятого эхо-сигнала составляющие, соответствующие плоским волнам углового спектра падающей волны с допплеровским сдвигом, а в качестве параметров используют зависимость амплитуд и фаз этих составляющих от частоты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

091 (11) 1511 4 G 01 N 29/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT ССОР

1 (2l) 4388254/25-28 (22) 09.03.88 (46) 23,1).89. Бюл. Н 43 (71) Иосковский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) С.А.Титов (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 390432, кл. 6 Ol N 29/00, 1972.

Liang К K.,,Kino G.S., Khuri Ya

kub В.Т. material characterization

by the insertion of Ч(Е) — ХЕЕЕ

Trans. ° 1985, SU-32, Р 2, р. 213-224, (54) СИОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ОТРАЖЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВОЛНЪ| В 3АВИСИИОСТИ ОТ УГЛА ПАДЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ОБРАЗЦА (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для исследования локальных структурно-механических свойств образца путем измерения зависимости

Изобретение относится к неразрущающему контролю и может быть использовано для исследования локальных структурно-механических свойств образца путем измерения зависимости коэффициента отражения плоской ультразвуковой волны от угла падения на исследуемую поверхность.

Целью изобретения является повышение производительности измерения за счет проведения одновременного измерения коэффициента отражения при pasных углах падения.

На фиг. l представлена структурная схема устройства для реализации спо2 коэффициента отражения плоской ультразвуковой волны от угла падения на исследуемую поверхность. Цель изобретения — повышение производительности измерения за счет проведения одновременного измерения коэффициента отражения при разных углах падения. Для этого направляют на исследуемый участок поверхности образца сфокусированную продольную ультразвуковую волну с акустической осью, перпендикулярной поверхности образца, перемещают исследуемый образец вдоль акустической оси с постоянной скоростью, принимают эхо-сигнал от поверхности образца, выделяют из принятого эхо-сигнала составляющие, соответствующие плоским волнам углового спектра падающей волны с допплеровским сдвигом, а в качестве параметров используют зависимость амплитуд и фаз этих составляющих от частоты. 2 ил, соба измерения коэффициента отражения ультразвуковой волны; на фиг. 2 — ре" зультаты измерения Функции ) К(2л Г) j P„(2nf)f для полистирола (кривая 1) и стали (кривая 2), где R — - коэффициент отражения, Р„ — апертурная функция.

Устройство выполнено на основе акустического микроскопа, работающего в режиме отражения, и содержит электроакустический преобразователь, состоящий иэ пьезопреобраэователя 1, звукопровода 2 ° акустической линзы 3, иммерсионную среду 4, генератор 5 когерентных радыоимпульсов, переклюсти. Поэтому длч нахождения функции

R(e) Г (Д), т.е. амплитуды и Фазы д плоских волн углового спектра, о rрaженного от образца, выделяют радиотехническими методами в выходном сигнале преобразователя составляющие, соответствующие этим плоским волнам.

Такими методами выделения могут быть, напри. ер, узкополосная фильтрация на высокой частоте либо синхронное детектор: ванне и демодуляция с последующей низкочастотной фильтрацией.

Далее регистрируют амплитуду и фазу вьщеленных сигналов в зависимости от величины допплеровского сдвига, измеряя тем самым Функцию R(8) Р 1(9).

Отсюда вычисляют коэффициент отражения R CP ), п.,.г ьм -апертурную Функцию

P <(c)) изначально определяют либо путем калибровки, т.е. путем исследования материала с известным коэф ициентом отражения, либо другим известным способом.

Формула изобретения

;„ п<,об измерения коэффициента отражения ультразвуковой волны в зависимости от угла падения на поверхна ть образца, заключающийся в том, . то направляют на исследуемый участок поверхности образца сфокусированную

;.родольную ультразвуковую волну, акустическая ось которой перпендикулярна поверхности, перемещают образец вдоль акустической оси, принимают эхо-сигнал от поверхности образца и с учетом параметров этого сигнала определяют коэффициент отражения ультразвуковой волны в зависимости от угла падения на поверхность образца, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений, перемещение образца осуществляют равномерно, выделяют иэ принятого эхо-сигнала составляющие, соответствующие плоским волнам углового спектра падающей волны с допплеровским сдвигом, а в качестве параметров используют зависимость амплитуд и фаз этих составляющих от частоты.

3 1523987 чатель 6 прием — передача, селектор 7, приемное устройство 8, электромеханический f ðèâoä 9, служащий для перемещения образца 10 и блок 11 управления, Кроме того, устройство содержит спектральную составляющую 12, соответст.:.ющую сигналу помехи, не испытавшему отражения от образца, Спо об осуществляю " следуюпим

f0 образо, Возбуждают пьеэопреэбраэователь последовательностью когереьтных радиоимпульсов с 1ентральной частотой е„ и частотой повторения :,, подаваемых с енератора 5. Импульсный режим работы позволяет использовать один и тот же пьеэопреобраэовж ель 1 как для иэлу .=;;ия, так и для : риема отраженных ультразвуковых эх -.импульсов, Используемый электроакустический пьезопреобразователь 1 излучает в иммерсионную среду 4 сходящуюся продольную волну. Данную волну направляют на исследуемый участок образца 10, 2g который с помощью элек вЂ,ðîèåxàíè÷åoü .—

ro привода 9 пср.:мгща;т вдоль акустической оси с пс сч. пипой с..оростью U б

Плоские волны, у лоьым сп;тром которых может быть предс".ав;;-.1 i ходящая30 ся волна, после отраже.". .я от образца

10 не только меняют амппитуду и Фазу в соответствии с коэффициентом отражения для данной поверхности, но и преобретаит допплеровский c öâèã по частоте на величину

К= 2К !„cos Н, где К вЂ” волновое число;

9 — угол падения плоской волны на поверхность образца.

Отраженный от поверхности образца

10 ультразвуковой эхо-сигнал риннмают пьеэопреобраэователем 1, сигнал с которого путем переключения с помощью переключателя 6 подают на селектор 7 и приемное устройство 8, Пу45 тем временного стробирования вьщеляют полезный сигнал на фоне сигналов переотражения и помех. Коэффициент отражения определяется спектральной плотностью на любом иэ частотных ин- з0 тервалов шириной 2 „, причем модуль коэффициента отражения определяется только модулем спектральной плотно1523987

Составитель Г.ч едоров

Техред А.Кравчук

Редактор Н.Рогулич

Корректор О, Ципле

Закаэ 7037/4l

Тираж 789

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно"издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гаг; : а, 101