Способ измерения коэффициента затухания ультразвука Советский патент 1985 года по МПК G01N29/00 

tc

О

i4

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА, заключающийся в том, что в исследуемую среду излучают ультразвуковые импульсы с помощью резонансных преобразователей, принимают отраженные эхо-импульсы и по их параметрам определяют коэффициент затухания ультразвука, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерения, в процессе излучения в пределах каждого импульса периодически изменяют частоту заполнения в диапазоне, соответствующем частотной Характеристике преобразователя, а коэффихдаент затухания ультразвука определяют по экстремальным значениям амплитуд эхо-импульсов.

tpuf.l Изобретение относится к неразру тающему контролю и может быть использовано для определения физикомеханических свойств материалов по коэффициенту затухания ультразвука. Целью изобретения является сокр щение времени измерения. На фиг.1 представлена структур-г ная схема устройства; на фиг.2 экспоненциальный сигнал сравнения, совмещенный с экстремальными значениями отраженных эхо-импульсов. Устройство для измерения коэффициента затухания ультразвука включает импульсный передатчик 1, резонансный ультразвуковой преобра зователь 2, исследуемый образец 3, усилитель 4, вход которого подклю- чен к выходу импульсного передатчика- 1 и к резонансному ультразвуковому преобразователю 2, имеющему акустический контакт с исследуе в 1м образцом 3, двухканальный осциллограф 5, генератор 6 экспоненты, синхронизатор 7, первый вход котор го соединен с первым входом импульс ного передатчика 1, второй выход синхронизатора 7 подключен к входу генератора в экспоненты, третий выход синхронизатора 7 соединен с входом двухканального осциллографа 5, вход первого канала осциллограф 5 подключен к выходу усилителя 4, а вход второго канала осциллографа 5 соединен с выходом генератора 6 экспоненты, блок 8 модулирующего напряжения, вход которого подключен к четвертому выходу синхронизатора 7, и частотный модулятор 9, вход которого соеданен с выходом блока 8 модулирующего напряжения, а выход со вторым входом частотного модулятора 9. Способ измерения коэффициента затухания ультразвука осуществляют следующим образом. Высокочастотные радиоимпульсы, вырабатываемые импульсным передатчиком 1 , подаются на резонансный ультразвуковой преобразователь 2, который преобразует их в ультразвуковые волны, распространяется в испытуемом образце 3. Ультразвуково преобразоватепь 2 возбуждают прямоугольным радиоимпульсом, частоту заполнения которохо в пределах им v пульса дополнительно периодически 47 изменяют, например по линейному закону. Максимальная и минимальная частота Заполнения импульса определяется частотами, соответствующими, например, уровню 0,5 частотной характеристики ультразвукового преобразователя. В этом случае в исследуемом образце 3 возбуждают ультразвуковые сигналы, огибакщие которых соответствуют частотной характеристике преобразователя. Ультразвуковые колебания принимаются резонансным ультразвуковым преобразователем 2, Каждый принятый эхо-сигнал, соответствующий ультразвуковому сигналу.соверщивщему двухкратное прохождение через исследуемый образец, также имеет по- добную форму. Частотные характери- стики преобразователей, обычно применяемых для измерения затухания ультразвука в слабопоглощакмдих твердых телах типа монокристаллов, имеют четко выраженные максимумы. Пиковые значения этих максимумов соответствуют резонансной частоте преобразователя, на которой затухание минимально и отсутствует монотонный сдвиг или преобразование спектрального распределения сигнала. Принимаемые ультразвуковые эхо-импульсы преобразуются в электрические сигналы, которые после усиления в усилителе 4 поступают на вход одного из каналов двухканального осциллографа 5 и в виде серии убывающих радиоимпульсов наблюдаются на экране ЭЛТ. На вход второго канала двухканального осциллографа 5 подается калиброванный экспоненциальный сигнал сравнения с генератора 6 экспоненты. Постоянную времени сигнала сравнения подбирают так, чтобы последний совместился с экстремума- ми импульсов серии отражений. По постоянной времени экспоненциального сигнала сравнения судят о затухании ультразвука. Синхронизатор 7 обеспечивает запуск импульсного передат- чика 1, генератора 6 экспоненты, генератора развертки двухканального осциллографа 5 и блока 8 модулируютщего напряжения. Блок 8 модулирующего напряжения вырабатывает соот- ветствуклдее напряжение, например линейно изменяющееся, которое подается на частотный модулятор 9, соединенный с импульсным передатчиком 1. в качестве частотного мо дулятора 9 могут использоваться варикапы, которые подключаются к катушке индуктивности задающего генератора импульсного передатчика О затухании ультразвука в системе склейка-образец судят по постоянно времени экспоненциального сигнала сравнения, совмещенного с экстремальными значениями амплитуд отраж ных эхо-импульсов (фиг.2). При это время измерения коэффициента затухания сокращается до 15-35 с. 747 Таким образом, способ измерения коэффициента затухания ультразвука позволяет сократить время проведения измерений, поскольку при дополни- тельном периодическом изменении частоты заполнения в пределах каждого импульса в диапазоне, соответ- ствук1цем частотной характеристик е преобразователя, и анализе принятых сигналов по экспериментальным значениям амплитуд импульсов отпадает необходимость проводить измерения 5-7 раз и строить график зависимости затухания от частоты.