Ультразвуковое устройство для возбуждения и приема поперечных колебаний Советский патент 1984 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано, в устройствах для ульт развуковых исследований, например, при измерениях скорости распространения поперечных колебаний. Известно ультразвуковое устройст во для возбуждения и приема попереч ных колебаний, содержащее пьезоквар у -среза и акустически связанный с ним гладкий буферный стержень СП . Р1едостатками этого устройства являются низкая точность измерений, обусловленная наличием паразитных продольных колебаний, и неширокая область применения, обусловленная несогласованностью элементов акусти ческого тракта: буферного стержня, твердого контактного слоя и объекта исследований, Наиболее близким к изобретению является ультразвуковое устройство для возбуждения и приема поперечных колебаний, содержащее преобразователь и акустически связанный с ним буферный стержень с боковой ребристой поверхностью, отношение диаметра которого к длине волны распространяющихся в нем продольных колебаний равно 0,45-0,63 С21. Недостатком этого устройства является неширокая область применения что вызвано как несогласованностью элементов акустического тракта: буферного стержня, твердого контактно го слоя и объекта исследований так и трудностями при исследованиях влажных материалов. Цель изобретения - расширение об ласти применения устройства. Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковое устройство для возбуждения и приема поперечных колебаний, содержащее преобразователь и акустически связанный с ним буферный стержень с боковой ребристой поверхностью, отношение диаметра которого к длине волны распространяющихся в нем продольных колебаний равно 0,45-0,63, снабжено кри огенным блоком, расположенным коаксиально буферному стержню, выполнен ному в виде формообразующей оболочк заполненной наполнителем с каналами предназначенньили для заполнения жид костью, а оболочка со стороны преобразователя герметична. На чертеже представлено ультразвуковое устройство для возбуждения и приема поперечных колебаний. Устройство содержит преобразователь 1, акустически связанный с ним буферный стержень 2 и криогенный блок 3, расположенный коаксиально с буферным стержнем 2. Буферный стержень 2 выполнен в виде формообт разующей обологгки 4, заполненной наполнителем 5 с каналами 6, предназначенными для заполнения жидкостью. Формообразующая оболочка 4 является охлаждающим элементом.криогенного блока 3 и обеспечивает буферному стержню 2 боковую ребристую поверхность и отношение диаметра к длине волны распространяющихся в нем продольных колебаний, равное 0,45-0,63. Формообразующая оболочка 4 со стороны преобразователя 1 герметична, а с противоположной стороны в ней выполнено отверстие 7. Устройство работает следующим образом. Выбирают вид наполнителя 5 с каналами 6, жидкость для заполнения каналов 6 и их количество таким образом, чтобы акустическое сопротивление композиционного буферного стержня 2 было равно акустическому сопротивлению объекта 8 исследований. При выборе используют следующие зависимости: . , pof.j..Ci-J.-JJO; : Со Ci JJ t- Сз . где , -Ог И PJ - плотность соответственно буферного стержня 2, формообразующей оболочки 4, наполнителя 5 и замороженной жидкости; скорость распространения ультразвуковых колебаний соответственно в буферном стержне 2, формообразующей оболочке 4, наполнителе 5 и замороженной жидкости; - относительное объемJ 2 ное содержание в буферном стержне 2 материала формообразующей оболочки 4 и нанаполнителя 5. Затем устанавливают устройство так, чтобы ось буферного стержня 2 была вертикальна и вверху находилось отверстие 7.Вставляют через отверстие 7 в., формообразующую оболочку 4 наполнитель 5,например стеклоткань,свернутую в рулон, и заливают в нее жидкость, например воду. Включают криогенный блок 3 и формируют буферный стержень 2 в виде армированного ледяного сердечника. После этого размещают на поверхности объекта исследования 8 пропитанный водой армирующий материал контактного слоя (не показан) и устанавливают на него буферный стержень 2, охлажденный до отрицательной температуры, заданной с учетом температуры объекта 8 исследования и окружающей среды. В результате формируется акустический тракт, у которого согласованы акустические сопротив3 11137334

ления всех элементов. Измерительныйстержень, обладает широкой областью

прибор (не показан) возбуждает вприменения благодаря тому, что оно

преобразователе 1 ультразвуковыеснабжено криогенным блоком, располоколебания, которые в виде попереч-женным коаксиально с буферным стержных волнпроходят сформированныйнем, который выполнен композиционакустический тракт и несут информа-5 ным, так как устройство позволяет

цию о свойствах объекта 8 исследова-создать согласованный измерительный

НИИ.акустический тракт и исследовать .

Таким образом, описанное ультра-ности и как при положительных, так

звуковое устройство для возбуждения10 и при отрицательных температурах

и приема поперечных колебаний, со-объекта исследований и окружающей

держащее преобразователь и буферныйсреды.

влажные материалы при любой их влаж

УЛЬТВАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ; ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ПРИЕМА ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащее преобразователь и акустически связанный с ним буферный стержень с боковой ребристой поверхностью,отношение диаметра .которого к длине волны распростра нянвдихся в нем продольных колебаний равно 0,45-0,63, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, оно снабжено криогенным блоком, расположенным коаксиально буферному стержню, вьтолненному в виде формообразующей оболочки, заполненной наполнителем с каналами, предназначенными для заполнения жидкостью, а оболочка со стороны g преобразователя герметична. iMEanK) СО vj W СО