Способ контроля качества материалов

Способ контроля качества материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

;72) Авторы изобретения

M.Á. Гитис, А,Г. Копанский, А.Б. Тар

И.И. Ларицкий, В.Н. Ривкинд и (7!) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле качества материалов с помощью ультразвука.

Известен способ определения проч- ности, например бетона, по скорости распространения в нем ультразвуковых колебаний. Скорость определяется по времени распространения фронта импульса и, следовательно, не зависит от частоты ультразвуковых колебаний.

Частота ультразвуковых колебаний влияет лишь на точность измерений скорости (крутизна фронта импульса функция частоты). Физически прочность материала и скорость распространения упругих сигналов непосредственно не связаны, а установленные экспериментально связи носят корреляционный характер. Они лучше »и хуже выполняются в зависимости от объекта контроля t.13, Однако на прочность и другие конструкционные характеристики композитных материалов оказывают существенное влияние их строение, адгезия связующего их наполнителя, свойства компонентов и т.д., которые при использовании известного ультразвукового метода контроля практически не контролируются.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, Согласно которому в исследуе10 мом образце возбуждают ультразвуковые колебания, принимают по крайней.мере один прошедший через образец импульс, измеряют время распространения звука в образце и вычис15 ляют скорости звука, соответствующие фронту импульса и фазовой скорости, по соотношению которых судят о качестве материала E2l.

Недостатком известного способа является невозможность использования его для исследования материалов с сильной дисперсией.

3 90

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа за счет получения дополнительной информации о степени дисперсности материала.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют время задержки между синфазными точками возбуждающего и прошедшего через образец импульса, измерения повторяют до достижения стационарного значения этого времени, определяют временной интерва л равный разности времен задержек coi ответствующих стационарному значению и фронту импульса, по которому судят о качестве материала.

На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства, поясняющего методику измерения скоростей; на фиг. 2 - схема определения времени распространения звука в образце; на фиг. 3 и 4 - зависимости скорости звука .в различных образцах от времени начала действия ультразвукового импульса. . Устройство состоит из синхронизатора 1, генератора 2 радиоимпульсов, излучателя 3, образца 4, приемника 5, усилителя 6, блока 7 задержки, осциллографа 8 и измерителя 9 интерва.лов времени.

Способ осуществляется слеДующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульс, поступающий на генератор 2 и блок 7 задержки. Генератор вырабатывает радиоимпульс, поступающий на излучатель 3, ультразвуковой импульс с излучателя проходит через образец и поступает на приемник 5 и далее на усилитель 6. Запуск осцилло" графа осуществляется с помощью блока задержки, а соответствующее время измеряется измерителем 9 временных интервалов, На фиг. 2 представлена схема измерения времени между импульсом ультразвука (а), прошедшим из излучателя в приемник без образца между ними и импульсом, прошедшим через образец (b). Измерение времени, проводится между синфазными точками имульса.

Значение времени t соответствует ско4 рости распространения фронта импульса С, йк - время, соответствующее скорости С„ распространения произвольной точки импульса; t„ — время, соответствующее фазовой скорости распространения сигнала., Эксперименталь-. но это время соответствует моменту, 3760

40

5

20 д рассчитанное значение скорости

С где - длина образца, которая перестает зависеть от t и дости к которого стационарного для дан ной частоты значения, характерного для исследуемого материала. Измерения „ проводятся до тех пор, пока йк не достигнет порядка ошибки эксперимента.

Соотношение указанных скоростей и времени E =>, где F - частота ультразвуковых колебаний, à n - число периодов в ультразвуковом импульсе, в течение которых t< становится равным t» характеризуют внутреннее строение исследуемых материалов. Следует отметить, что t является как

\ функцией свойств материала, так и функцией формы радиоимпульса, поэтому для однозначности результатов используется радиоимпульс прямоугольной Формы.

Укаэанное различие скоростей характерно для сред, обладающих дисперсией. К таким средам могут быть отнесены стеклопластики, бетоны и другие композиционные материалы.

Как видно из зависимостей (фиг.3 и 4) скорости звука от времени начала ультразвукового импульса в различных образцах стеклопластиков, снятых на различных частотах, время изменения скорости не зависит от частоты ультразвуковых колебаний, à определяется лишь свойствами исследуемого материала.

Формула изобретения

Способ контроля качества материалов, заключающийся в том, что в исследуемом образце возбуждают ультразвуковые импульсные колебания, принимают по крайней мере .один прошедший через образец импульс, оценивают время распространения звука в образце и вычисляют скорости звука, соответствующие фронту импульса и фазовой скорости, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа за счет получения дополнительной информации о степени дисперсности материала, измеряют время задержки между синфазными точками возбуждающего и прошедшего через образец им5 903 пульса, измерения повторяют до до-. стижения стационарного значения этого времени, определяют временной . интервал, равный разности времен задержек, соответствующих стационарному значению и фронту импульса, по которому судят о качестве материала.

760 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 340957, кл. С 01 и 29/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

11 632948, кл. 6 О1 М 29/00, 1977 (прототип).

903760 фиг.,У

Составитель Н. Бурбело

Редактор P. Цицика ТехредЛ.Пекарь Корректор О. билак

Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 102/25

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,