Способ определения скорости поверхностных акустических волн наклонными преобразователями Советский патент 1986 года по МПК G01H5/00 

Изобрете}1ме. относится к нзмери- технике и может быть использовано для определения скорости по- перхностных акустических волн наклонными преобразователя ш.

Цель изобретения - повышение точности.

Иа чертеже изображено устройство ,

реализующее способ определения скорости поверхностных акустических

золи.

Устройство, реализующее способ определения, скорости новерхностш к акустических волп, содержит излу- чаюигий 1 II прие1-п1ый 2 наклонные преобразователи, звукопровод (первый или AiTopoii) 3, па котором устанавливаются па определенном расстоянии (первог ли втором) друг от друга излучающи 1 и приемный 2 наклонные преобразоваи ели, генератор 4 зонди- РУ О Цих iiN HynhcoB, соединенный с входом излучающего накло П1ого преобразователя 1, последовательно соединеп22/16012

При этом часть энергии гп-тульса поверхпостной волны переходит в энергию импульса продольной , который проходит через контактную

5 среду 13, призму II и воздействует на ньезоэлемент 9 приемного наклонного преобразователя 2. В результате пьезоэлемепт 9 преобразует дошедший до него нмпульс продольной волны в

10 электрический импульс, которыгЧ поступает на второй вход измерителя 7, на первый вход которого поступш импульс с выхода генератора 4 зон- дирукло.их импульсов. Измеритель 7 из15 меряет временной интервал Т мезкду моментом излучения ультразвука и моментом приема для первого располо- жения излучающего наклонного преобразователей и 2 па первом зьуко- нроводе 3, Располагают излучающий 1 и приемный 2 наклонные преобразователи на втором расстоянии друг от друга путем перемещения второго пак- лонного преобразователя 2 на расстоя-

20

30

35

40

L,,(

где L - второе расстояние между излучающим 1 и нриемньг-. 2 наклон ньп-пг преобразователями;

L, - первое расстояние между излучающ1Ш и нриеьшьы 2 наклон ми гфеобразователями, и измерите 7 измеряет временной интервал Т

Проводят все перечисленные оп радии для; второго звукопровода 3 измеряют измерителем 7 временные интервалы Т,,, и при нервом и втором расположении между наклон ми преобразователями 1 и 2,

пые регулируемый элемепт ; задержки-, 25 ниеЛЬ, определяемое выражением которого соединен с выходом гене- ратора 4 зондирующих импульсов, нере- 1с.пючатель 6, BTOpoi i которого соединен с. выходом геператора 4 зон- дируюиигк: Ш Пгульсов и измеритель 7 uper-JOHiUjix интервалов, второй вход, которого соедипен с выходом прием- йоге наклонного преобразователя 2, Предусмотрено выполнение излучаю- . i;i;ero 1 и нриемных 2 наклонных преоб разователей в виде пьезоэлементов 8 и 9 и призь 10 и 1 . Предусмотрена 1 установка наклонных преобразователей 1 и 2 на звукопровод 3 через контактные среды и 13,

Устройство, регшизующее способ определеш-1Я скорости поверхностных акустических волн наклонными нреоб- 5азователями, работает следующим образ оь.

Генератор 4 зондирующих импульсов возбуждает пьезозлемепт 8 излучающего наклонного преобразователя 1 , которь Й излучает в призму 10 импульс продольной волны, который, пройдя через нее и контактную среду 12, пре-. ломляется в импульс поверхностно золны в первом звукопроводе 3. Импульс поверхностной волны, распространяясь 13 первом звукопрозоде 3, доходит до приемного наклонного преобразователя 2, который устанорллен на первом расстоянии от излучающего нак- понпого преобразователя 1,

45

50

55

Временной интервал Т у, , измер ный измерителем 7, определяется жением

m jj 1 1 I t

1 - пи +Чи+ +S:n- Sn

tf-.ji задерл;ка импульса прод . ной волны в призме 10 лучающего наклонного п разователя 1 ;

t-i;, - задержка импульса прод ной волны в контактной де 12 при излучении; задержка импульса прод ной волпы в контактной среде 13 при приеме; fin задержка импульса прод ной волны в призме 1 1 приемного наклонного п образователя .

(Г

меряет временной интервал Т мезкду моментом излучения ультразвука и моментом приема для первого располо- жения излучающего наклонного преобразователей и 2 па первом зьуко- нроводе 3, Располагают излучающий 1 и приемный 2 наклонные преобразователи на втором расстоянии друг от друга путем перемещения второго пак- лонного преобразователя 2 на расстоя-

L,,(1)

где L - второе расстояние между излучающим 1 и нриемньг-. 2 наклон- ньп-пг преобразователями;

L, - первое расстояние между излучающ1Ш и нриеьшьы 2 наклонными гфеобразователями, и измерителем 7 измеряет временной интервал Т, .

Проводят все перечисленные опе- радии для; второго звукопровода 3 и измеряют измерителем 7 временные интервалы Т,,, и при нервом и втором расположении между наклонными преобразователями 1 и 2,

ниеЛЬ, определяемое выражением

5

0

5

Временной интервал Т у, , измеренный измерителем 7, определяется выражением

m jj 1 1 I t

1 - пи +Чи+ +S:n- Sn

tf-.ji задерл;ка импульса продоль- . ной волны в призме 10 излучающего наклонного преобразователя 1 ;

t-i;, - задержка импульса продольной волны в контактной среде 12 при излучении; задержка импульса продольной волпы в контактной среде 13 при приеме; fin задержка импульса продоль- ной волны в призме 1 1 приемного наклонного преобразователя .

(Г

Bpe.Mefnioii vnri epnaji Г,| , измеренный измерителем 7, можно вьгразн 1 ь в виде

-ti- . t

V,

где Lj - iiepnoe расстояние между излучающим и приемным 2 наклонными преобразова- телями; ( - скорость распространени51

поверхностной волны в первом звуконроводе 3 . Суммарное время задержки равно

пи Аналогично временные интервалы

- 21 - 22 измеренные измерителем 7, можно выразить в виде

-2. 4- V,

-ti- Ч-С-. V,

+с

V

(3)

(4)

(5)

где L второе расстояние между

излучающи.м I и нрнемнь 2 наклонными нреобразовате- лями;

V. - скорость раснространения но- |верхностной акустической вол ны во второ - звукопроводе 3. Значение суммарного времени i задержки онределяется через измеренные величины временных интервалов Т,, , Т., , Т,, и То, . Зависимость от

12

Т,, ) 21 находится совместным решением уравнений (2), (3) , (4) и (5).

Зaвиcи юcть D от Т,, Т, Т, и имеет вид

-i --2- -I lL2llH.Ufg-)

Т„+ Т,,- Т„-Т„

Значение нервого расстояния L между излучающим 1 и прие -шьм 2 наклонными преобразователями онределяется совместным решением уравнений (2),(3),(А) и (5) с учетом (1).

Зависимость L, от Т,| , Т,2 s Т ,

(7)

Т 1 имеет вид

2(

L AL ,

Устанавливают в регулируемом элементе 5 задержки задержку, онре- деленную по пыра:яению (6) . Возбужв

)

дают генерат ср зондирую;цих и чнуль- COD, которь подает электрический . импульс на ньезоэлемепт 8 излучающего накло пюго преобразонател.ч I

tj и па измеритель 7 ispeMeiiHoro интервала через рег улируемый элe ;eн г 5 заце{1жки и переключатель 6. Сигнал на Н лходе pi e jHoro наклот-юго преоб- разова-теля 2 подается на 1 змеритель

0 /, которьп 15ыраОаты1И)1ет имнульс, .иьност., -:оторого соответствует вре енному П ер1залу (Т,, - t ) , равному разности между временным интервалом Т (исследуемым является нерJ5 вый зиуконровод) и суг-марным npei-ie- нем ь задержки.

скорость HOuepxHOCTiioi t волны определяется из вы.ражония

20

где Vj - скорость поверхностной акус- тическо во. I исследуемом (первом) звукопроводе;

25Тц временной нгтервал между

-fo ieHTOM излу тения и приема шсусти- еского сигнала для исследуемого (первого) з;1укопрОБОда при первом расстол.иии ме/лду излучающи i; .

30

11р;:(: :--пп,1м ..; нгпслоииы Ц преобразователями,

Ф о р м у j; а изобретения

Способ ог.ред.елення скорости ио35 верхнос ыплх акустических волн наклон нpeoбpaзoвaтe., заклгачаюи.ий- ся в том, что устанавливают на nep-i liOM ,;io из.чучаю. дий И Нрием- . ijbnl иаклоп 1 :1е преобразовлл ели на

определеш.ом расстоянии друг от друга, излучают и прИ П1мают прошедший че)ез первьп ЗБукопро ю,1; импульс поверхнос-4 Hoii акуст1г-1ескоГ волны i: из:- еряют вреиенпо П1тервал ме:.:чЦУ

MOMeirroM излучения и приема акустического и ;nyльca, о т л и ч а ю - ц и и с я те;-, что j с це. iiieniiH точ} ости, устанавливают излу- , И нриемн лй наклонные преоб 50 разователи на другом расстоя НН друг от д.руга, нр(:и о;;я ) излучение, прие. - и из ;ерепие 1; К: шнно1 о шггервала :-:е;аду ; O ;eH-iTiMH излучения и приема акустическог о иг- ну.льса, проводят

55 все переч-исленн1 :е операции ;1,г.я второго звукопровода для тех же расстояний :-деж;1у излучаю цим и н тиемным преобразователями и по измеренЕ1ым

512246016

временньм интервалам между момента- ний между излучающим и приемным ми излучения и приема акустического наклонными преобразователями опреде- импульса с учетом разности расстоя- . ляют искомый параметр.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости поверхностных акустических волн наклонными преобразователями. Целью изобретения является повышение точности измерений. Излучающий и при- ,емный наклонные преобразователи ус- ;танавливают на первом звукопроводе на определенном расстоянии друг от друга. Измеряют временной интервал меж,цу моментами возбуждения и прием ма ультразвука. Располагают излучающий и приемньй наклонные преобразователи на другом расстоянии друг от друга и измерителем измеряют соответствующий 1феменной интервал. Устанавливают излучающий и приемный наклонные преобразователи на втором звукопроводе и проводят все. вьппепе- речисленные операции, измеряя временные интервалы для первого и второго расстояний между наклонными преобразователями. Определяют суммарное время з адержки в призмах излучающего и приемного преобразователей и в контактных слоях при из- лучении и приеме колебаний. Скорость поверхностных акустических волн определяют с учетом разности расстояний между излучающим и приемным преобразователями и измеренных интервалов времени. 1 ил. ( 3 €Л

I I

lpf.-/1

/

а., . . ., .. -. т.г