Способ определения акустического сопротивления твердых сред с неровной поверхностью без нарушения ее целостности

Способ определения акустического сопротивления твердых сред с неровной поверхностью без нарушения ее целостности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к акустическим методам определения параметров твердых сред. Целью изобретения является обеспечение возможности определения акустического сопротивления сред без их контакта с воздухом вследствие использцвания жидкостей в качестве промежуточных сред. Между неровной поверхностью среды и плоской поверхностью эталонного материала осуществляют физический контакт с расположением в зазорах первой жидкости и измеряют коэффициент отражения ультразвуковых (УЗ) колебаний от границы. Затем осуществляют такой же контакт с расположением в зазорах второй жидкости с отличным от первой акустическим сопротивлением и также измеряют коэффициент отражения. После этого поочередно осуществляют контакт плоской поверхности эталонного материала с первой и второй жидкостями и измеряют коэффициенты отражения УЗ-колебаний от границы раздела. С помощью измеренных коэффициентов отражения и известного акустического сопротивления эталонного материала определяют акустическое сопротивление исследуемой твердой среды,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕ1+ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4656529/28 (22) 28.02.89 (46) 07.06.93. Бюл. Рв 21 (71) Научно-исследовательский институтфизической и органической химии при Ростовском государственном университете (72) П.О.Липовко-Половинец (56) Физическая акустика./Под ред. У.Мэзофа, т.1А, М.: Мир, 1966, с.329-330.

Авторское свидетельство. СССР

М 1397822, кл, G 01 и 29/00, 1988. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ СРЕД С НЕРОВНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

БЕЗ НАРУШЕНИЯ ЕЕ ЦЕЛОСТНОСТИ (57) Изобретение относится к акустическим методам определения параметров твердых сред. Целью изобретения является обеспечение возможности определения акустического сопротивления сред без их контакта с воздухом вследствие использования жидкоИзобретение относится к акустическим исследованиям твердых сред беэ. нарушения их целостности и может быть.использовано при. определении акустического сопротивления твердых однородных материалов естес венного или акустического происхождения.

Целью изобретения является обеспечение возможности onðåäåïåíèÿ акустического сопротивления сред без из контакта с воздухом за счет использования в качестве применяемых при измерениях промежуточных сред жидкостей с различным акустическим сопротивлением.

Сущность способа определения акустического сопротивления твердых сред с неÄÄ5U ÄÄ 1820316 А1 стей в качестве промежуточных сред. Между неровной поверхностью среды и плоской поверхностью эталонного материала осуществляют физический контакт с расположением в зазорах первой жидкости и измеряют коэффициент отражения ультразвуковых (УЗ) колебаний от границы. Затем осуществляют такой же контакт с расположением в зазорах второй жидкости с отличным от первой акустическим сопротивлением и также измеряют коэффициент отражения.

После этого поочередно осуществляют контакт плоской поверхности эталонного материала с первой и второй жидкостями и измеряют коэффициенты отражения УЗ-колебаний от границы раздела. С помощью измеренных коэффициентов отражения и известного акустического сопротивления эталонного материала определяют акустическое сопротивление исследуемой твердой среды, 0О ровной поверхностью без нарушения ее целостности заключается в следующем. Меж- . О ду .неровной поверхностью. исследуемой среды и плоской поверхностью эталонного материала с акустическим сопротивлением Zo © осуществляют физический контакт при расположении в зазорах первой промежуточной среды, в качестве которой используют жид-кость с акустическим сопротивлением Zt.

В направлении границы контакта излучают

УЗ-колебания. Отраженные границей колебания принимают .и измеряют коэффициент й1 отражения УЗ-колебаний о границы, Затем между неровной поверхностью исследуемой среды и плоской поверхностью эталонного материала с акустическим со1820316 противлением Zo осуществляют физический контакт при расположении в зазорах второй промежуточной среды, в качестве которой используют жидкость с акустическим сопротивлеиием Zz(Z1 Ф 22), и измеряют аналогично 5 коэффициент Rz отражения УЗ-колебаний от новой границы. После этого поочередно осуществляют контакт плоской поверхности эталонного материала с первой и второй промежуточными средами и аналогично из- 10 меряют коэффициент Вз отражения УЗ-колебаний от границы раздела эталонный материал — жидкость с акустическим сопротивлением Z< и коэффициент Rp отражения

УЗ-колебаний от границы раздела эталон- 15 ный материал — жидкость с акустическим сопротивлением Zz. Акустическое сопротивление 2х твердой среды определяют из формулы

+"1 (1)

Способ определения акустического сопротивления твердых сред с неровной поверхностью без нарушения ее целостности реализуется следующим образом.

Исследуемый твердый. материал с не- . ровной поверхностью приводят в соприкосновение с плоской поверхностью твердого эталонного материала через слой первой, контактной жидкости. При этом исследуемый материал либо полностью погружен в жидкость, либо контактная жидкость покрывает только его поверхность .: При плотном соприкосновенйи вышеуказаййых поверхностей формируетвя граница акустического контакта между исследуемым и эталонным материалами; Часть этой границызанимают . участкй непосредственйого контакта твердых тел, а часть — участки; заполненные жидкостью, С помощью УЗ-преобразователя . через эталонный материал в направлении созданной границы контакта излучают УЗколебания и им же . принимают отражен- "5 ные от границы ситналы,. Измеряют амплйтуду Ав сигнала, подающего на границу, и амплитуду А> сигнала, отрвженйого от йее. Последняя величина является сумМой вкладов амплйтуд А> и А сигналов, отра- 0 женных от участков соприкосновения твердых твл и от участков поверхности эталонного мвтерйаяа; контактирующего с жидкостью, соответствейио: .55

A) à А11+(1"-а) А1 1, (2) где а- удельная площадь соприкосновения твердых материалов.

В результате деления выражения (2) на

Ао получают эквивалентное уравнение для коэффициента отражения УЗ-колебаний:. R1= а Rx+(1 à) йз, (3) Rz= a х+(1 a) R4 °, После этого определяют значения коэффициентов йз и Rq отражения УЗ от участков грайицы эталонного материала с первой и второй жидкостями соответственно. Определение проводят расчетным путем, если изаестны табличные значения соответству-. ющих акустических сопротивлений, или экспериментальйо. Последний путь дает большую точйоеть и реализуется, как следует из ураюевйий (3) и (4), проведением измерений: при удалении исследуемого материала (a =.Î), Поскольку йх = (Ех — Z0)/{ -х + Zo), то с помощью уравнений (3) и (4) получают формулу (1); по которой находят искомый параметр Z" акустического сопротивления исследуемого материала;

Даннйй способ определения акустического сопротивления твердых сред с неровной поверхностью без нарушения ее целостности не требует для своего осуществления новой аппаратуры и может быть реализован на серийном оборудовании, например импульсных УЗ-дефектоскопах.

Формула изобретения

Способ определения акустического сопротивления твердых сред с неровной поверхностью без нарушения ее целостности, где Rx — коэффициент отражения границы эталонный материал — исследуемый материал.

Затем исследуемый твердый материал с неровной поверхностью приводят в соприкосновение с плоской поверхностью твердого эталонного материала через слой второй контактной жидкости. Вторая контактная жидкость может быть получена путем изменения акустического сопротивления первой жидко- сти. Это изменение можно осуществить разными способами, например при использовании магнитной жидкости изменением приложенного к ней магнитного поля или при использовании жидкости.с электрострикционными свойствами изменением приложенного к ней электрического поля, После замены жидкости при сохранении остальных акустических условий определяют суммарный коэффициент R2 отражения, для которого выполняется соотношение

1820316

Составитель В, Гондаревский

Техред М.Моргентал Корректор Н. Милюкова

Редактор

Заказ 2027 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303S; Москва, Ж-36, Раушская наб., 4/6

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 заключающийся в том, что осуществляют физический контакт между неровной поверхностью исследуемой среды и плоской поверхностью эталонного материала с акустическим сопротивлением Zp при распо- 5 ложении в зазорах первой. промежуточной среды, излучают в направлении границы контакта ультразвуковые колебания. принимают

6траженные границей колебания, измеряют коэффициент R< отражения ультразвуковых 10 колебаний от границы, осуществляют физический контакт между неровной поверхностью исследуемой среды и плоской поверхностью тогоже эталонного материала-при расположе- . нии в,зазорах второй промежуточной среды, 15 аналогичным образом измеряют коэффициент

Йг отражения ультразвуковых колебаний от новой границы; осуществляют контакт плоской поверхности. эталонного материала с, первой промежуточной средой, измеряют 20 аналогичным образом коэффициент йз отражения ультразвуковых колебаний от границы раздела эталонный материал — первая промежуточная среда и определяют акустическое сопротивление твердой среды.с помощью измеренных. параметров, о т л и ч а юшийся твм, что, с целью обеспечения определения акустического сопротивления сред без их контакта с воздухом, дополнительно осуществляют контакт плоской поверхности эталонного материала со второй промежуточной средой; измеряют аналогичным образом коэффициент 84 отражения ультразвуковых колебаний от границы раздела эталонный материал — вторая промежуточная среда, в качестве первой и второй промежуточных сред используют жидкости с различным акустическим сопротивлением, а аустическоа сопротивление, Z< твердой средй определяют из формулы