Способ определения скоростиультразвука

Способ определения скоростиультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ )ЗП)37

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.04.78 (21) 2606164/25-28 (51) М.Кл.з 6 01 N 29/00 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет и метрологии (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

УЛ ЬТРАЗ ВУКА

С=

2 т — j И

It; — t J.!

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при исследовании упругих характеристик и структуры материалов ультразвуковым импульсным методом.

Известен способ определения скорости распространения ультразвука, основанный на сравнении времени распространения упругих импульсов в испытуемом образце и эталоне (1).

Однако этот способ . не позволяет полностью исключить систематическую погрешность на дифракцию.

Известен также способ определения скорости ультразвука, заключающийся в том, что в испытуемом образце, помещенном в иммерсионную жидкость, с помощью излучателя возбуждают ультразвуковые импульсы, затем фиксируют моменты времени поступления на приемник эхо-импульсов, прошедших различные расстояния в образце, и в зависимости от толщины образца ,рассчитывают скорость ультразвука по формуле: где d — толщина образца;

/;, /,: — моменты времени поступления на приемник соответственно

i-oIо и j-o)о донных импуль5 сов (2).

Недостатком указанного способа является его невысокая точность нз-за систематической погрешности, вызываемой различным воздействием дифракционных эффектов на

)0 регистрируемые донные эхо-имйульсы прп измерениях.

Целью изобретения является повышение точности при определении скорости распространения ультразвука в исследуемых об)5 разцах.

Поставленная цель достигается тем, что перед фиксированием момента времени поступления на приемник одного из импульсов изменяют расстояние вдоль акустической

20 оси между излучателем (приемником) и образцом на величину, обеспечивающую равное воздействие дифракционного эффекта

»а оба фиксируемых импульса, а скорость рассчитывают по формуле:

С—

25 2 /.",т

t;-- t/

i — j S — S, 1 — 1 С, где С, — скорость ультразвука в иммер30 сионной жидкости (вода);

811!37

4d (5, — S!,, 2 с„

10 — -(15 — — (1 (5!") - - -4а- — S,"!

S!

S! — расстояние от излучателя (приемника) до образца в момент времени прихода первого регистрируемого импульса;

S> — расстояние до образца, на котором располагается излучатель (приемник) перед фиксированием момента времени последующего регистрируемого импульса;

2а,, (2а- +(5",)- — (S )1 (Я" ) +4а )

1 — (1 (S",) - + 4а - — S",) 2 где S"! = S + 2а;.-. S .=

2а — R (S, + 2а- — S, 1 (S, +4a ) К(S - + 4а - ) — S,) 25 а — радиус пьезопластины излучателя (приемника);

C„

С 30 в о

С„, — скорость ультразвука в материале, измеренная без учета дифракционных поправок (2);

С,— скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (дистиллированная вода), известная с высокой степенью точности.

Схема содержит измеритель 1 временных интервалов, генератор 2 импульсов, 40 осциллограф 8, преобразователь 4 (!излучатель и приемник), иммерсионную жидкость

5 и контролируемый образец б.

Способ определения скорости ультразвука заключается в следующем. С генератора 45

2 подают возбуждающий электрический импульс на преобразователь, с помощью которого в контролируемом образце б возбуждают ультразвуковые колебания. Много,кратно отраженные от граней образца дон- 50 ные эхо-импульсы поступают на пьезопреобразователь в момент работы его в качестве приемника. При помощи регулируемой линии задержки !-й отраженный от дна импульс (например третий донный) выставля- 55 ют определенным максимумом гармонической функции заполнения на центральную вертикальную линию сетки экрана осциллографа 8 и производят отсчет времени 1; с помощью измерителя 1. Затем преобразователь перемещают относительно образца на расстояние Sq и при помощи линии задержки j-й донный импульс (иапример 1-й донный) выставляют тем же максимумом гармонической функции заполнения на центральную вертикальную линию сетки экрана осциллографа 8 и производят отсчет времени t; с помощью измерителя 1. Скорость ультразвука в образце вычисляют по формуле (в случае если — 3-й донный и

/ — 1-й донный): где t — время прохождения 3-его донного импульса;

1! — время прохождения 1-го донного импульса.

Формула изобретения

Способ определения скорости распространения ультразвука, заключающийся в том, что в испытуемом образце, помещенном в иммерсионную жидкость, с помощью излучателя возбуждают ультразвуковой импульс, фиксируют моменты времени поступления на приемник импульсов, прошедших различные расстояния в образце, и рассчитывают скорость ультразвука, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, перед фиксированием момента времени поступления на приемник одного из импульсов изменяют расстояние вдоль акустической оси между излучателем (приемником) и образцом на величину, обеспечивающую равное воздействие дифракционного эффекта на оба фиксируемых импульса, а скорость рассчитывают по формуле:

2 !i jl d

С—

i — j S.,— S,(Л где С, — скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (вода);

d — толщина образца;

t;, t- — моменты времени, соответствующие поступлению соответственно i-oro u j-ого донных !импульсов;

$! — расстояние от .излучателя (приемника) до образца в момент времени прихода первого регистрируемого импульса;

S> — расстояние до образца, на котором располагается излучатель (приемник) перед фиксированием момента времени последующего регистрируемого импульса; 2—

2a- — —.,(2 -(.")- - Р,") V(S ")- +4- - 1

811137 где $"1 — — S < + 2d;

2а- з— К (S, + 2а — S,1 (S, - +- 4а- )) 1 1

К(р Я,з- + 4а - — 5,) C„„

С, Составитель А. Косарин

Техред Л. Куклина Корректор И. Осиновская

1 едакзор )К. Рожкова

Заказ 221/224 Изд. № 216 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент а — радиус пьезопластины излучателя (приемника);

C„ — скорость ультразвука в материале, измеренная без учета дифракционных поправок (2);

С,— скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (дистиллированная вода), известная с высокой степенью точности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

10 № 442411, кл. G 01 N 29/00, 1969.

2. Исследование возможности поверки ультразвуковых импульсных толщиномеров без применения контрольных образцов. От15 чет по НИР № Б 542172, Госстандарт СССР

БРЦМ, Минск, 1976 (прототип).