Способ измерения скорости ультразвука при исследовании характеристик материалов

Способ измерения скорости ультразвука при исследовании характеристик материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмя

Соцквлкстнческка

Республик

Ф ()911312 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.04.80 (21 ) 2906950/25-28 (51)M. 9(л.

G 01 и 29/00 с присоединением заявки .%—

1Ъеуларетияный квинтет

CCCP яо ленам язабретеннй и еткрытнй (28) Приоритет—

Опубликовано 07.03 82- Бюллетень № 9 (53) УДК 620.179. .16:534.6 (088.8) Дата опубликования описания 07.03.82 (72) Авторы изобретения

Э. Л. Пилецкас и Ю. Г. Шмаков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

НРИ ИССЛЕДОВАНИИ XAPAfCTEPHCTHK МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерительной тех нике и может быть использовано для исследования характеристик материалов.

Известен способ измерения скорости ультразвука в материалах, заключающийся в прозвучивании образца и регистрации параметров принятых сигналов (11.

Недостатком этого способа является низкая точность и помехоустойчивость контроля, связанная с дифракционными явлениями и многократными переотражениями ультразвуковых колебаний.

Наиболее .близким по технической сущности к изобретению является способ измерения скорости ультразвука прн исследовании характеристик материалов, заключающийся в том, что прозвучивают контролируемый образец материала и по параметрам принятых ультразвуковых сигналов определяют скорость ультразвука в нем (2).

Недостатком этого способа является низкая помехоустойчивость, связанная с многократным, переотражением ультразвуковых колебаний и дифракционными явлениями., Цель изобретения — повышение помехозащиты при исследованиях.

Эта цель достигается тем, что прием ультразвуковых сигналов осуществляют в нескольких эквидистантных точках на прямой, рас положенной под углом а к фронту ультразвуковых колебаний, выбранном в пределах

0 < а < 90, а в качестве параметра используют усредненную по всем последовательным парам точек приема разность времен прихода сигналов.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ измерения скорости ультразвука при исследовании ха15 рактеристик материалов.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, излучатель 2. многоэлементную решетку 3 пьезопреобраэователей, блок 4 управляемых временных задержек, 20 сумматор 5, индикатор 6 выходного сигнала, блок 7 формирования управляющего напряжения, выход которого соединен со вторым входом блока 4 управляемых временных

1312

ВНИИПИ Заказ l 111/30 Тираж 883 Подписное

Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная,4

3 91 задержек. 1!озицией 8 обозначен образец материала.

Способ измерения скорости ультразвука при исследовании характеристик материалов заключается в том, что генератор 1 возбуждает излучатель 2, который излучает в образец

8 материала ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания принимаются пьезоэлементами многоэлементной решетки 3, расположенной под углом а к фронту ультразвуковых колебаний, выбранном в пределах

0 < а < 90 . Благодаря такому расположению, отраженные от.поверхности многоэлементной решетки 3 ультразвуковые колебания направляются в сторону и поглощаются. Таким образом создается режим бегущей волны между излучателем 2 и многоэлементной решеткой 3. Временной сдвиг между электрическими сигналами, снимаемыми с пьезоэлементов многоэлементной решетки 3, обратно пропорционален скорости ультразвука в материале образца 8. Для компенсации этих временных сдвигов сигналы подаются на блок 4 управляемых временных задержек. Сигналы, снятые с выхода блока 4 управляемых временных задержек, суммируются в сумматоре 5. Путем регулировки величины временных сдвигов добиваются максимального значения на индикаторе 6 выходного сигнала. Этот сигнал поступает на вход блока 7 формирования управляющего напряжения, а величину скорости ультразвука отсчитывают по показаниям шкалы управления блоком 4 управляемых временных задержек, проградуированном в значениях скорости ультразвука. Для исключения влияния явлений дифракции на измерения в каждом канале дополнительно устанавливают фиксированную величину задержки, относитеЛьно которой производят варьирование задержек.

Для обеспечения автоматизации в такт с каждым импульсом генератора 1 фиксированФ но изменяют временные межэлементные задержки до достижения максимума суммарного сигнала. Величину скорости отсчитывают по количеству временных дискретов и. Время измерения определяется иэ выражения тизм, = n Ь t, где И вЂ” выбранный масштаб нарастания временных задержек. Прием ультразвуковых сигналов в нескольких точках на прямой, расположенной под углом к фронту ультразвуковых колебаний, и определение ско. рости ультразвука по усредненной по всем последовательным парам точек приема разности времен прихода сигналов позволяют повысить помехозащиту при измерениях, 15

Формула изобретения

Способ. измерения скорости ультразвука при исследовании характеристик материалов, заключающийся в том, что прозвучивают контролируемый образец материала и по параметрам принятых ультразвуковых сигналов определяют скорость ультразвука в нем, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повыше25 ния помехозащит при исследованиях, прием ультразвуковых сигналов осуществляют в нескольких эквидистантных точках на прямой, расположенной под утлом а к фронту ультразвуковых колебаний, выбранном в пределах

30 0 < а < 90, а в качестве параметра используют усредненную по всем последовательным парам точек приема разность времен прихода сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колесников А. Е. Ультразвуковые измерения. М., Изд-во стандартов, 1970, с. 55 — 90.

2. Бражников Н, И. и др. Импульсно-фазовые методы исследования скорости ультразвука. РЖ "Физика", 1968, N 12, с. 657 (прототип).