Способ калибровки акустического тракта с токопроводящим объектом

Способ калибровки акустического тракта с токопроводящим объектом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к акустике и может быть использовано в системах неразрушающего контроля акустическими методами и для калибровки приемных акустичесих систем. Цель изобретения - повышение стабильности за счет обеспечения постоянства структуры материла объекта„ Возбуждение акустических импульсов осуществляют стабильными импульсами электричеслого тока при непосредственном контакте токопроводящих электродов с поверхностью объекта, причем нл параметры импульса накладывается условие , выраженное неравенством. 1 ил„

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gal)c Н 04 R 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4638843/10 (22) 23.01.89 (46) 30.05.91. Бюл. Р 20 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Д.Г.Евсеев, A.Ï.Брагинский, Б.М.Медведев, А.А.Терещенко и А.И.Платков (53) 620. 1?9.t6 (088.8)

l (56) Автбрское свидетельство СССР

Р 1436281, .кл. Н 04 R 29/00, 1986. (54) СПОСОБ КАЗП!БРОВКИ АКУСТИЧЕСКОГО

ТРАКТА С ТОКОПРОВОДЯЩИМ ОБЪЕКТОМ

Изобретение относится к акустике и может применяться для неразрушающего контроля качества материалов и изделий акустическими методами.

Цель изобретения — повышение стабильности за счет обеспечения постоянства структуры материала объекта.

На чертеже приведена блок-схема установки, реализующей предложенный способ.

Электрическим импульсом тока I продолжительностью . при напряжении и

U подаваемым с электрода, обеспечивающего радиус площади электричес. кого контакта r, производят локаль- ный нагрев металлического объекта, Но окончании действия электрического импульса нагретый объем охлаждается при теплоотводе в ненагретые области, При этом в объекте возбуждаются акустические импульсы.за счет термоупругого эффекта.

2 (57) Изобретение относится к акусти-. ке и может быть использовано в системах неразрушающего контроля акустическими методами и для калибровки приемных акустичесих систем. Цель изобретения - повышение стабильности за счет обеспечения постоянства структуры материла объекта. Возбуждение акустических импульсов осуществляют стабильными импульсами электрического тока при непосредственном контакте токопроводящих электродов с поверхностью объекта, причем на параметры импульса накладывае-.ся условие, выраженное неравенством. 1 нл.

Основная часть энергии импульса тока выделяется в виде тепла в месте контакта объекта с электродом малой площади. Таким образом, на протяжении времени на объекте действует плоский тепловой источник в виде круга радиуса r. Если r мало по сравнению с размерами объектам, и в предложении постоянства плотности теплового потока по площадке контакта, что при малых площадях обычно соблюдается, температуру в центре источника можно рассчитать по формуле где 0 — интенсивность теплового источника;

9 ". удельная теплопроводность материала объекта; а - удельная температуропроводность материала объекта, 1653182

1 U

Очевидно% q0= х — —., (2) с г Иэ (1) и (2) при условии Т С Т qp, (3) где Т - температура нагрева матери5

К ала объекта от начальной, соответствующая первому фазовому переходу, получаем

10 г 2 Га 1kp (4)

При использовании формулы (4) существенным является, что температура всех остальных точек плоского кругового теплового источ пска ниже температуры в центре, кроме того, удельная мощность в случае объемного источника ниже, чем в случае плоского при одинаковой полной мощности. Поэтому ограничение (4) удовлетворяет поставленным целям даже при не строгой адекватности модели, положенной в основу формулы (1), реальному случаю, Акустические импульсы возникают беэ структурных изменений материала„

Они возникают за сче обратимого явления - термоупругого эффекта, возбуждаемого импульсом тока. (оратимость явления, лежащего в основе генерации звука, гарантирует высокую степень повторяемости параметров звуковых импульсов при обеспечении стабильности импульсов тока.

Отсутствие структурных изменений

35 материала в процессе возбуждения звуковых импульсов позволяет проводить неразрушающий ультразвуковой контроль для предварительной калибровки с приемных акустических систем.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Акустические импульсы возбуждаются в цилиндрическом образце 1 из стали и регистрируются пьезоэлектрическим преобразователем 2, присоединенным к торцу образца. Импульсы возбуждаются в месте контакта токопроводящего электрода 3, имеющего форму усеченного острия с радиусом площадки r

= О, 13 мм, с другим торцом обоазца., 50

Второй электрод 4, имеющий форм у цилиндра, охватывает боковую поверхность образца. На электропы подаются импульсы тока длительностью 0,3 мкс, амплитудой 8 А при напряжении 1 В.

Значения г, Т, Б, соответству-" ют ограничению (4) при условии Т„

= 627 С вЂ” температура, необходимая для мартенситного перехода в стали.

Импульсы формируются генератором импульсов 5 и повторителем напряжения 6.

Сигнал с преобразователя через предварительный усилитель 7 подается на осциллограф 8, развертка которого запускается генератором 5. На экране осциллографа наблюдаются стабильные, повторяющиеся затухающие импульсы, момент вступЛения которых запаздывает по отношению к запускаю щему импульсу на время распространения продольной волны в образце.

Непосредственное электрическое контактирование электродов с поверхностью объекта, при плохом акустическом контакте, а также малая продолжительность импульсов, задаваемая ограничением (4) позволяют исключить случайные факторы, влияющие на параметры акустических импульсов, возни« кающих в объекте и обеспечить их вы" сокую стабильность и повторяемость.

Кроме того, благодаря возможности использовать электрические импульсы низкого напряжения 1 В, снижается уровень электромагнитных помех. Эти преимущества расширяют область применения способа, дают возможность повышения точности и достоверности прн предварительной калибровке приемных акустических систем неразрушающего ультразвукового контроля.

Формула изобретения

Способ калибровки акустического тракта к токопроводящим объектом путем воздействия на объект испьггательным давлением, создаваемым импульсом тока, и регистрации выходного сигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности за счет обеспечения постоянства структуры материала объекта, импульс тока создают посредствомконтактирующих с объектом токопроводящих электродов, при этом парамет-. ры импульса тока выбираются из условия

< — - - Т

r> 2 а где I — амплитуда импульса тока;

U — напряжение;

С вЂ” длительность импульса;

5 1653182

6 г - радиус площадки электрическо а - удельная температуропроводго контакта объекта с элект- ность материала объекта; родом, Т - температура нагрева материала

3 — удельная теплопроводность ма5 объекта от начальной

У териала объекта; соответствующая первому фазовому переходу.

Составитель С.Юдин

Редактор И.Сегляник Техред Л.Олийнык Корректор Н.Ревская

Заказ 1781 Тираж 393 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.Ужгород, ул. Гагарина, 101