СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ АКУСТИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ Российский патент 1995 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано в гидроакустике, физике воздушных и твердых тел при определении плотности материалов.

Известен способ определения скорости ультразвука, заключающийся в том, что в контролируемой среде возбуждают непрерывные акустические колебания, принимают прошедшие сквозь среду колебания и по полученной разности частоты двух колебаний определяют скорость звука в среде, по величине которой судят о параметрах среды [1]
Недостаток этого способа заключается в низкой помехозащищенности измерения, поскольку на вход приемного устройства могут поступать звуковые волны помех.

Наиболее близким к изобретению является способ, который заключается в том, что прозвучивают жидкость ультразвуковыми колебаниями в двух взаимно перпендикулярных направлениях, принимают прошедшие отраженные колебания, измеряют время их прихода, по которому определяют несплошности потока жидкости [2]
Этот способ не позволяет проводить исследования материалов из-за низкой помехозащищенности от возможных звуковых помех на входе приемников звуковых колебаний.

Задача изобретения повышение помехоустойчивости изменения при исследовании свойств материалов.

Это достигается тем, что акустические колебания направляют на исследуемый материал посредством волноводов под различными углами, измеряют мощность излучения акустических колебаний, по крайней мере, одного из источников акустических колебаний, сравнивают измеренную N_из мощность излучения с эталонной мощностью излучения N_эт, определяют текущее значение приращения Δ N, по величине sgn (Δ N) определяют параметры исследуемого материала.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа.

Устройство состоит из генераторов 1, 6 сигналов, измерителя 2 мощности излучения, волноводов 3,5 исследуемого материала 4.

Устройство работает следующим образом.

Генераторы-источники колебаний возбуждают акустические волны, которые проходят через звуковые волноводы под различными углами относительно друг друга на исследуемый образец (на чертеже они подводятся с диаметрально противоположных сторон под углом 180^о). Измеритель мощности излучения производит измерение излученной мощности генератора сигнала. Колебания от источника 6 переизлучаются материалом в направлении источника, при этом в волноводе 3 возникают колебания, препятствующие распространению колебаний от генератора сигналов. Измеритель мощности излучения регистрирует изменение мощности излучения. По знаку и величине sgn (Δ N), таким образом, определяются параметры исследуемого материала.

Генераторы сигналов могут быть выполнены в виде генератора электрических колебаний, соединенных с преобразователем-пьезодатчиком или динамиком, либо в виде механического вибратора.

Измеритель мощности излучения может быть выполнен в виде микрофона, пьезодатчика, соединенного с регистратором электрических колебаний, либо в виде измерителя электрической мощности (вольтметры), измеряющего электрическую мощность, выделяемую и на резисторе, включенном последовательно с динамиком к выходам генератора электрических колебаний. Частоты излучения генераторов сигналов 1 и 6 выбираются соответственно f₁ и f₂, фазы сигналов на выходе могут совпадать или сдвинуты относительно друг друга.

Значение и знак приращения Δ N определяют по формуле
sgn (Δ N) N_из N_эт, где Δ N приращение мощности излучения;
N_эт эталонная мощность излучения;
N_из измеренная мощность излучения.

Поскольку измерение параметров материалов проводится на основе излучаемой энергии определенной частоты на точность измерения в меньшей степени влияют внешние помехи, при этом повышена помехоустойчивость измерения.

Способ исследования материалов аккустическими коллебаниями с высокой помехозащищенностью измерения при исследовании свойств материалов за счет измерения мощности излучения источника акустических клебаний в исследуемый материал. Акустические колебания генератора 1 направляются посредством волновода 3 на исследуемый материал 4,от второго генератора 6 волноводом 5 направляют акустические колебания на исследуемый материал 4. Измеритель мощности излучения 2 производит измерение мощности излучения генератора, по величине которого определяют параметры исследуемого материала. 1 ил.

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ АКУСТИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ, заключающийся в том, что исследуемый материал прозвучивают двумя потоками акустических колебаний от двух источников, отличающийся тем, что акустические колебания соответствующих частот f₁ и f₂ от источников колебаний направляют на исследуемый материал под различными углами посредством волноводов, измеряют мощность излучения акустических колебаний N_щ по крайней мере одного из источников акустических колебаний, сравнивают измеренную мощность излучения с эталонной мощностью излучения N_эт, определяют текущее значение приращения мощности излучения ΔN по величине sgn (ΔN) определяют параметры исследуемого материала.