Способ определения акустических характеристик образца

Способ определения акустических характеристик образца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для исследования локальных акустических свойств образца путем определения коэффициентов отражения и прохождения ультразвуковой волны при различных углах падения. Целью изобретения является повышение точности измерений в области углов падения, меньших 45° и определение акустических характеристик анизотропных образцов. Согласно способу определения акустических характеристик образца направляют на поверхность образца сфокусированную продольную ультразвуковую волну, измеряют спектральные характеристики отраженной и прошедшей волн, по которым определяют коэффициенты отражения и прохождения для разных углов падения. Прием отраженной и прошедшей волн осуществляют электроакустическими преобразователями, движущимися равномерно вдоль поверхности образца и, кроме того, чувствительными лишь к волнам, волновые векторы которых лежат в одной плоскости, перпендикулярной поверхности образца. В качестве таких электроакустических преобразователей может быть использован цилиндрический пьезоэлемент. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

10427 А 1 (19) (11) (1)5 G 01 Ы 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

l10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4627768/25-28

;(22) 28.12.88 (46) 30.11.90. Бюл. № 44 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) Л,Д,Бахрах и С.А.Титов (53) 620.179.16 (088.8) (56) Ь|ang К.К., Kino С.S., Khuri

Yakub В,Т. Material Characterization

by the inversion of V(Z)

IEEE Trans., 1985, SU-32, ¹ 2, р. 213-224.

Chubachi N. Kuchibiki I. Acoustic

microscope using line focus acoustic

beem, — US Patent 4459852, 17, July, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1523987, кл. G 01 N 29/00, 09.03.88. (54) .СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ОБРАЗЦА (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для исследования локальных акустических свойств образца путем определения коэффициентов отражения

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для исследования локальных акустических свойств образца путем определения коэффициентов отражения и прохождения ультразвуковой волны при различных углах падения.

Целью изобретения является повышение точности измерений коэффициента отражения в области углов падения, и прохождения ультразвуковой волны при различных углах падения. Целью изобретения является повышение точности измерений в области углов падео ния, меньших 45, и определение акустических характеристик анизотропных образцов. Согласно способу определения акустических характеристик образца направляют на поверхность образца сфокусированную продольную ультразвуковую волну, измеряют спектральные характеристики отраженной и прошедшей волн, по которым определяют коэффициенты отражения и прохождения для разных углов падения. Прием отраженной и прошедшей волн осуществляют электроакустическими преобразователями, движущимися равномерно вдоль поверхности образца и, кроме того, чувст вительными лишь к волнам, волновые вектора которых лежат в одной плоскости, перпендикулярной поверхности образца. В качестве таких электроакустических преобразователей может быть использован цилиндрический пьезоэлемент. 2 з,п. ф-лы, 1 ил. меньших 45, воэможность определения акустических характеристик аниэотроп-. ных образцов и повышение информативности за счет определения коэффициен та прохождения.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации способа определения акустических характеристик образца.

1610427

Устройство выполнено на основе .сканирующего акустического микроскопа и содержит -электроакустический излучатель в виде сферического пьеа

5 зокерамического фокусирующего излучателя 1, возбуждаемого генератором

2 когерентных радиоимпульсов,иммерсионную среду 3, образец 4,приемные электроакустические преобразователи

5 и б,.выполненные с цилиндрическими поверхностями, причем образуюшие цилиндрических поверхностей параллельны поверхности образца, приемное устройство 8, K K0TopoMQ подводятся сигналы приемных преобразователей и выход которого соединен с устройством 9 обработки и регистрации сигнала, Способ определения акустических характеристик образца осушествляется следующим образом, Последовательность когерентных радиоимпульсов от генератора 2 подводится к фокусирующему излучателю

1, который излучает в иммерсионную среду продольную сферическую ультразвуковую волну ° Эта волна падает на .исследуемый участок образца 4,частично отражается, а частично проходит через него. Отраженная и прошедшая волны принимаются преобразователями 5 и 6 соответственно, которые перемещаются равномерно вдоль поверхности образца механизмом 7 сканирова35 ния. Падаюшая сферическая волна представляет собой суперпозицию плоских нолн с различными направлениями распространения, образующих угловой спектр падающей волны. После отраже40 ния (прохождения) эти плоские волны меняют амплитуду и фазу в соответствии с": коэффициентом отражения (прохождения) образца.

Из-sa того, что преобразователи

5 и 6 являются цилиндрическими, они чувствительны лишь к тем плоским волнам, волновые вектора которых лежат н плоскости, перпендикулярной образующей. цилиндрической поверхности.

Благодаря тому, что приемные пре50 образонатели являются движущимися, они принимают каждую иэ плоских волн .на своей частоте f сдвинутой относительно частоты излучаемой волны

f на величину допплеронского сдвига: 15 о

fo v зй п8 с где v — скорость перемещения приемного преобразователя; с — скорость звука в иммерсионной среде;

9 — угол падения соответствующей плоской волны.

Электрический сигнал с приемных преобразователей подвергается обработке в приемном устройстве 8 — осуществляется его выделение на фоне помех и сигналов переотражения.Устройство обработки и регистрации сигнала производит спектральный анализ принимаемого сигнала, на основе чего определяются зависимости коэффициентов отражения и прохождения от угла падения.

Необходимые сведения об угловом спектре подающей волны получают путем калибровки на образцах с известными коэффициентами отражения и прохождения.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ определения акустических характеристик образца, заключающийся в том, что возбуждают в иммерсионной среде продольную ультразвуковую волну, фокусируют ее на поверхности образца, принимают электроакустическим преобразователем в процессе его перемещения отраженную от поверхности образца ног ну, по спектральным характеристикам которой определяют коэффициент отражения, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений коэффициента отражения н области углов падения, меньших 45, и возможности о определения акустических характеристик анизо троп ных обр азцов, п еремещение приемного электроакустического преобразователя осуществляют вдоль поверхности образца, а в качестве преобразователя используют датчик, чувствительный к волнам, волновые векторы которых лежат в одной плоскости, перпендикулярной поверхности образца.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве датчика используется пьезоэлемент с цилиндрической рабочей поверхностью, 3, Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения информатинности за счет опредеСоставитель О.Сапожников

Техред М. Дкдык Корректор А. Обручар

Редактор М.Циткина

Заказ 3736 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 1610427 6 ления коэффициента прохождения,допол" ного преобразователя осуществляют нительно принимают прошедшую через вдоль поверхности образца с протиобразец волну, а перемещение прием- воположной его стороны.