Устройство для определения физико-механических свойств поверхностей материалов

Устройство для определения физико-механических свойств поверхностей материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18. 03. 80 (21} 2894709/25-10 с присоединением заявки И9 (23) Приоритет

Опубликовано 071131. Бюллетень М9 41

Дата опубликования описания 07. 11. 81

G 01 N 29/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534. 232 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. A. Ломовской, Ю. С. Балашов, A. В. Чернышов, A.Н. Иванов и А.Я. Винник (7! ) Заявитель

Воронежский политехнический институт (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТЕЙ МАТЕРИАЛОВ

Известно устройство для исследо- 0 вания поверхностного слоя материала без его разрушения, содержащее излучающий и приемный преобразователи, механизм перемещения этих преобразователей, измеритель угла наклона 15 преобразователей и подложку иэ исследуемого материала. Излучающий и приемный преобразователи расположены на каретках, имеющих воэможность перемещения по выпуклой части блока 2{3 передачи ультразвуковых колебаний,а плоская часть этого блока прикладывается к исследуемому материалу. Возбужденная излучающим преобразователем объемная ультразвуковая волна про- 25 ходит через каретку, на которой закреплен этот преобразователь и блок передачи ультразвуковых колебаний, и, дойдя до поверхности исследуемого материала,- трансФормируется в по- 30

Изобретение предназначено для определения физико-механических свойств поверхностей материалов при различных температурах и может быть использовано в радиотехнической и авиационной промышленностях, производства стекла и керамики, а также в научных исследованиях. верхностную волну, идущую по поверхности этого материала под плоской частью блока передачи ультразвуковых колебаний, далее волна принимается приемным преобразователем, пройдя опять через блок передачи ультразвуковых колебаний и каретку, с закрепленным на ней приемным преобразователем. Информацию о физико-механических свойствах поверхностей материалов получают по скорости распространения поверхностей акустической волны и по разнице амплитуд этой волны на входе и выходе данного устройства. Угол наклона излучающего и приемного преобразователей к поверх ности исследуемого материала берется из соотношения скоростей распространения объемных ультразвуковых волн в материале блока передачи ультразву.— ковых колебаний, каретки и исследуемом материале (1).

Недостатком данного устройства является паразитное затухание полезного сигнала в материале блока передачи ультразвуковых колебаний, которое изменяется при изменении температуры исследования свойств поверхности материала, наличие отраженных от сопри;

879443 касающихся частей блока передачи ультразвуковых колебаний объемных волн, вносящих значительные погрешности в результаты измерения степени затухания полезного сигнала, и, кроме того, неточность в определении скорости распространения понерхностной акустической нолны при различных температурах, вызванная изме- нением геометрических размерон блока передачи ультразвуковых колебаний.

Наиболее олизким техническим решением по своей сущности является устройство для определения фиэикомеханических свойств поверхности материалов, содержащее корпус,размещенные в нем держатель образца, 15 излучающий и приемный преобразователи, закрепленные на механизмах перемещения, измерители угла наклона преобразователей, генератор зондирующих импульсов, подключенный к излучаю- gQ щему преобразователю, усилитель,подключенный к приемному преобразователю, и регистрирующее устройство, к которому подключены ныходы генератора зондирующих импульсон и усилителя f2 ).

Недостаток известного устройства состоит в низкой чочности измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что механизмы перемещения выполнены в виде сегментных червячных колес, совмещенных с червяками, а держатель образца подпру>кинен с воэможностью вертикального перемещения, причем преобразователи закреплены на секущих плоскостях сегментных червячных колес.

Работа устройства для определения снойств поверхностей материалов пояс- 4ц няется чертежом.

Устройство состоит из корпуса 1, высокочастотных разъемов ввода 2 сигнала и вывода 3 сигнала,держателя 4 образца, подпружиненного пружиной 5, штока 6 вертикального перемещения с ручкой 7 перемещения, кронштейнов излучающей 8 и приемной

9 акустических систем, червяков

10 и 11, сегментных червячных колес

12 и 13, преобразователей 14 и 15, исследуемого материала 16, измерителей 17 угла наклона излучающего и приемного 18 преобразователей, гене,ратора 19 зондирующих импульсов, усилителя 20 регистрирукщего устройст 5 ва, состоящего из последовательно соединенных генераторов 21 счетных импульсов, ключа 22, и счетчика 23.

Работает устройство следующим образом. 66

Сигнал с генератора зондирующих импульсов 19 поступает на ключ 22 и через высокочастотный разъем 2 на излучающий преобразователь 14,где преобразуется в поверхностные аку- у стические волны, распространяющиеся по поверхности исследуемого материала 16. Ключ 22 открывает прохождение импульсов генератора счета 21 на счетчик 23. Через определенный промежуток времен поверхностная нолна достигает приемного преобразователя 15, где преобразуется в электромагнитный сигнал и через высокочастотный разъем 3 и усилитель 20 поступает на ключ 22 и закрывает прохождение счетных импульсов с генератора 21, таким образом, счетчик 23 зафиксирует время прохождения поверхностной волны по исследуемому материалу 16,а усилитель 20 — степень ослабления этого сигнала. При изменении температуры исследования материала скорость распространения акустической волны в материале изменяется, это влечет за собой изменение угла наклона излучающего 14 и приемного 15 преобразователей посредством вращения червяков 10 и 11 и сегментных червячных колес 12,13, что можно производить в ходе температурных исследований свойств поверхностей материала 16. Наличие держателя образца 4 создает надежный акустический контакт преобразователей 14 и 15 непосредственно с материалом 16 при любых углах наклона этих преобразователей к поверхности этого материала.

Таким образом, отсутствие блока передачи ультразвуковых колебаний и наличие акустической системы, обеспечивающей непосредственный контакт иэлучакщего и приемного преобразователей, позволяет повысить точность определения физико-механических свойств поверхностей материалов.

4>ормула изобретения

Устройство для определения физико-механических свойств поверхностей материалов, содержащее корпус,размещенные в нем держатель образца, излучающий и приемный преобразователи, закрепленные на механизмах перемещения, измерители угла наклона преобразователей, генератор зондирующих импульсов, подключенный к излучающему преобразователю, усилитель,подключенный к приемному преобразователю, и регистрирующее устройство, к которому подключены выходы генератора зондирующих импульсов и усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, механизмы перемещения выполнены в виде сегментных червячных колес, совмещенных с червяками, а держатель образца подпружинен с возможностью вертикального перемещения, причем преобразователи закреплены на секущих плоскостях сегментных червячных колес.

879443

Составитель В. Валуев.

Техред С.Беца Корректор С. Шекмар

Редактор T. Кузнецова

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эаказ 9708/12 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIUA Р 4038865, кл. 73-б7.7, 1977.

2. Колесников A. E. Ультразвуковые измерения, М., Издательство стандартов, 1970, с. 80-82 (прототип).