Способ измерения времени распространения поперечных волн Советский патент 1986 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении физико-механических свойств твердых тел.

Цель изобретения повышение точности

На чертеже схематично изображено устройство, реализующее способ измерения времени распространения поперечных волн о

Устройство, реализующее способ измерения времени распространения поперечных волн, содержит излучающий преобразователь 1 предназначенный для подключения к генератору (на чертеже не показан), излучамций продольные и поперечные ультразвуковые колебания в исследуемую среду 2 приемный преобразователь 3 с волново дом 4„ Ось А -А , приемного преобразователя 3 расположена перпендикулярно линии, соединяющей точки излучения и приема излучающего и соответственно приемного преобразователей 1 и 3. Точка приема расположена на конце волновода 4, длину которого выбирают из условия одновременного приема продольной и поперечной волн.

Устройство, реализзтощее способ измерения времени распространения поперечных волн, работает следующим образом.

Излучающий преобразователь 1 возбуждает в исследуемую среду 2 ультразвуковые колебания, диаграмма направленности которых изображена на чертежео Причем максимум амплитуды продольных волн распространяется вдоль оси акустической симметрии излучающего преобразователя 1, а поперечных волн- под углом в к этой оси. Для большинства материалов этот угол составляет 45 . Таким образом, вдоль линии распространения максимума амплитуд поперечных колебаний можно принять как продольные, так и поперечные волны.

Для вьоделения поперечных колебаний (для сравнительно небольших без прозвучивания) ось приемного преобразователя 3 располагают перпендикулярно линии, связывающей точку В. излучения и точку А приема, т.е. совмещают ось преобразователя 3 с направлением вектора колебательной скорости поперечных волн. При этом произойдет взаимная трансформация сос2215812

тавляющих ультразвуковых колебаний, обусловленная тем, что точка приема под действием продольных и поперечных волн совершает сложные колебания,

5 6 оторые воспринимаются волноводом 4. Причем, колебания точки А под действием продольных волн передаются в волновод 4 как поперечные волны, а под действием поперечных в волноводе 4

IQ распространяются продольные волны. И хотя продольньй импульс начинает распространяться в волноводе 4 позже поперечного, но он обладает большей скоростью, позтому можно подобрать

и .такое расстояние L от точки приема А до приемного преобразователя 3, т.е. длину волновода 4, на котором продольный импульс совместится и опередит поперечный, А время tg

2g распространения поперечных волн легко определяется из формулы

Ц.1--,

где i

временной интервал между моментом возбуждения и приема ультразвуковых колебанийJ L - длина волновода 4 С; - скорость распространения продольных волн в волноводе 4.

Формула изобретения

Способ измерения времени распространения поперечных волн, заключающийся в том, что в исследуемой среде располагают излучающий и приемньй преобразователь под углом друг к друГУ, возбз ждают и принимают продольные и поперечные ультразвуковые колебания, о тлич ающий ся тем, что, с целью повьшения точности, ось приемного преобразователя располагают перпендикулярно линии, соединяющей точки излучения и приема излучающего и соответственно приемного преобразователей, а точку приема располагают на конце волновода приемнего преобразователя, длину которого выби1)ают из условия одновременного приема продольной и поперечной

55

волн5 и измеряют временной интервал м(2дцу моментом излучения и приема ультразвуковых колебаний, а искомый параметр определяют из соотношения

ь- -Г.

где i - временной интервал между моментом возбуждения и приема ультразвуковых колебанийi L - длина волновода;

С- - скорость распространения

продольных волн в волноводе,

LJ - время распространения поперечных волн.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении физико-меха- нических свойств твердых теЛо Целью изобретения является повышение точности. В способе измерения времени распространения поперечных волн излучающий преобразователь возбуждает в исследуемой среде ультразвуковые колебания Причем максимум амплитуды продольных волн распространяется вдоль оси акустической симметрии излучающего преобразователя, а поперечных волн - под углом S к этой оси. Для большинства материалов этот угол составляет 45 . Таким образом, вдоль линии распространения максимума амплитуд поперечных колебаний можно принять так продольные, так и поперечные волны,, Для выделения поперечных колебаний ось приемного преобразователя располагают перпендикулярно линии, связывающей точку излучения и точку приема При этом происходит взаимная трансформация составляющих ультразвуковых колебаний, обусловленная тем, что точка приема под действием продольных и поперечных волн совершает сложные колебания, которые воспринимаются волноводом Причем колебания под действием продольных волн передаются в волновод, как поперечные волны под действием поперечных в волноводе распространяются продольные волны. Длину волн.овода выбирают исходя из то- то, что импульс продольной волны приходит на приемный преобразователь одновременно с импульсом поперечной волны , время Ig распрост - ранения поперечных волн определяют из формулы 1, Ч«е СЛ S где i - временной интервал межцу моментом возбуждения и приема ультразвуковых колебаний; Ь - длина волновода; -ц - скорость распространения продольных волн в 1 ил. волноводе.

Редактор М.Дыльш

Заказ 1607/51Тирйж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д„ 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, уЛоПроектная, 4

Составитель ГоРыжакова

Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга