Устройство для измерения акустического сопротивления материалов

Устройство для измерения акустического сопротивления материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля с помощью ультразвуковых сигналов. Целью изобретения является повышение чувствительности измерений при исследовании материалов с большим акустическим сопротивлением за счет усиления реакции устройства на относительное изменение измеряемой величины акустического сопротивления. Работа устройства основана на отражении ультразвуковых сигналов от границы раздела двух сред с известным и измеряемым акустическими сопротивлениями. Отраженные сигналы принимаются ультразвуковыми преобразователями, преобразуются ими в электрические сигналы, обрабатываются блоками устройства и на выходе последнего формируется сигнал, пропорциональный акустическому сопротивлению исследуемого материала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТО ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gi)S С 01 N 2 00 в

ГОсудАРстВенный Комитет

ПО ИЗОЫРЕТЕииЯМ И ОТНРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4455293/25-28 (22) 05.07.88 (46) 30.08.90. Бюл. 1 32 (71) Ростовский государственный уни- верситет им. M.À.ÑóñëîBà (72) П.О.Липовко-Половинец (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1504602, кл. G 01 N 29/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к средст" вам неразрушающего контроля с помощью ультразвуковых сигналов. Целью изобретения является повышение чувствительности измерений при исследовании

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля с помощью ультразвуковых сигналов и может быть использовано для измерения акустического сопротивления твердых тел и жидкостей.

Целью изобретения является повышение чувствительности измерений при исследовании материалов с большим акустическим сопротивлением.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для измерения акустического сопротивления ма-териалов.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 ультразвуковые преобразователи, предназначенные для контактирования через эталонную среду 3 с исследуемым материалом 4 и контрольной средой 5 соответственно. Устройство также содержит ультразвуковой генера»

„,З0„„1589197 А 1

2 материалов с большим акустическим сопротивлением эа счет усиления реакции устройства на относительное изменение измеряемой величины акустического сопротивления. Работа устройства основана на отражении ультразвуковых сигналов от границы раздела двух сред с известным и измеряе" мым акустическими сопротивлениями.

Отраженные сигналы принимаются ультразвуковыми преобразователями; преобразуются ими в электрические сиг- . налы, обрабатываются блоками устройства и на выходе последнего формируется сигнал, пропорциональный акусти" ческому сопротивлению исследуемого материала. 1 ил. Щ тор 6, выходы которого соответственно подключены к первому 1 и второму

2 ультразвуковым преобразователям, и последовательно соединенные сумми,рующий ка-кад 7, делитель 8 и блок 9 функционального преобразователя, реализующий зависимость

U=U(— -!)

Вых V I

Вх где U

1589197

Йервый вход суммирующего каскада 7 стройства подключен к первому ультазвуковому преобразователю 1, а вто- ой вход вместе с вторым входом делителя 8 подключен к второму ультра» звуковому преобразователю 2. Выход блока 9 функционального преобразователя является выходом устройства.

Для обеспечения акустического контакта ультразвуковых преобразователей 1 и 2 с исследуемым материалом и контрольной средой 5, последние могут быть размещены на поверхности

10 эталонной среды 3, находящейся в иммерсионной ванне 11, на дне которой на одинаковой глубине и параллельно поверхности укреплены ультразвуковые преобразователи. В качестве

Эталонной среды 3 может использоваться любая иммерсионная жидкость с известным акустическим сопротивлением.

B качестве контрольной среды используется воздух. Если эта среда - жидкость, то используют твердые звукопроводы, связанные с преобразователями.

Устройство для измерения акустического сопротивления материалов работает следующим образом.

Ультразвуковой генератор 6 генерирует на своем первом и втором выходах электрически развязанные, оди-. наковые по амплитуде ультразвуковые сигналы, которые преобразуются первым 1 и вторым 2 ультразвуковыми преобразователями в акустические сигналы. Распространяясь в эталонной среде 3, акустические сигналы отражаются от границы контакта эталонной среды с исследуемым материалом 4 и с контрольной средой 5, достигают первого и второго ультразвукового преобразователя 1 и 2 и преобразуются . ими в электрические сигналы. При этом амплитуды А и Ао сигналов, отраженных от границы контакта эталонной среды 3 с исследуемым материалом

4 и с контрольной средой 5, принятые соответственно первым 1 и вторым

2 преобразователями будут определяться различием в величинах акустического сопротивления укаэанных сред и исследуемого материала. Электричес.кие сигналы с выходов ультразвуковых преобразователей поступают на входы суммирующего каскада 7, а сигналы с второго ультразвукового преобразователя 2 также поступают на вторсй вход делителя. 8, на выходе которого устанавливается напряжение, пропорциональное величине

Ах+ Ао

4 о

Величина р связана с величинами Z> и Z акустического сопротивления исследуемого материала 4 и контрольной среды 3 зависимостью

2 о

Z + Z

Х о

Сигнал р с выхода делителя 8 посту-пает на вход блока 9 функционального преобразования; на выходе которого устанавливается напряжение U, U - =U (— - 1) г Е

О р

Х> пропорциональное измеряемому акустическому сопротИвлению исследуемого материала. Величина дифференциальной чувствительности D устройства при измерении сигнала р определяется из соотношения .

2х где D =

Z g + Z

Таким образом, при исследовании материалов с акустическим сопротивлением, намного большим чем в эталонной среде, устройство обеспечивает высокую дифференциальную чувствительность к изменению величины акустического сопротивления исследуемого материала, что повышает чувствительность измерений.

Формула и з о б р е т ения

Устройство для измерения акустического сопротивления материалов, содержащее первый и второй ультразвуковые преобразователи, предназначенные для контактирования через эталонную среду с исследуемым материалом и контрольной средой соответственно, ультразвуковой генератор, выходы которого соответственно подключены к первому и второму ультразвуковым преобразователям, делитель

15891

97 эователю, выход соединен с первым входом делителя, а блок функционального преобразования реализует зависимость и блок функционального преобраэова" ния, вход последнего соединен с выходом делителя, второй вход которого подключен к второму ультразвуковому преобразователю, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерений при исследовании материалов с большим акустическим сопротивлением, оно содержит суммирующий каскад, первый вход которого подключен к первому ультразвуковому преобразователю, второй входк второму ультразвуковому преобраU=U(— -1) 2 бьат о и йх где „, U,„- уровни входного H выходного сигналов, блока соответственно, U — постоянный коэффициент.

1О

Составитель Е.Ильичев

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Малец

Редактор Ю.Середа

Заказ 2538 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. Й/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 191