Устройство для измерения анизотропии акустических свойств волокнистых материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

13253

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения физико- химических и физико-механических

ь

свойств анизотропных КОМПОЗИ1Ц ОННЬГК

материалов, в частности для определения разноплотности зтих материалов. Цель изобретения - уменьшение тру

доемкости контроля за счет размещения Q проходящими через центр излучающего

преобразователя 2. При этом углы расположения приемных преобразователей отсчитываются от осей каждого квадранта по часовой стрелке и, в g частности, составляют о, 4 дпя первого в первом квадранте приемного . преобразователя 3; Л 2йа6для первого во втором квадранте приемного преобразователя 4; ЗйеС для перво го в третьем квадранте приемного преобразователя 5; с первого в четвертом квадранте приемного преобразователя 6| 1 5доб для второго в первом квадранте приемного

приемных преобразователей на двух окружностях разных диаметров.

На фиг.1 показано устройство для измерения анизотропии акустических свойств волокнистых материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - размещение излучающего и двух приемных преобразователей, лежащих диаметрально противоположно; на фиг.4 - блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения анизотропии акустических свойств волокнистых материалов состоит из рамы 1, в ценпреобразователя 2. При э расположения приемных пр лей отсчитываются от осе квадранта по часовой стр g частности, составляют о, вого в первом квадранте преобразователя 3; Л 2 вого во втором квадранте преобразователя 4; З го в третьем квадранте п преобразователя 5; с 4 вого в четвертом квадран преобразователя 6| 1 5 рого в первом квадранте

20

тре которой закреплен излучающий пре- 25 преобразователя 7 и т.д. образователь 2, а концентрически вокруг него на двух окружностях разных диаметров.расположены приемные преобразователи в количестве 24 шт.

Ультразвуковые преобразователи 3- 14 установлены на внутренней окружности, а на внешней окружности приемные преобразователи 15-26.

Количество приемных преобразователей может быть различным и определяется по формуле

30

35

Приемные ультразвуков ватели на внешней концен окружности размещены ана разом, образуя пары прие разователей 3-15; 4-16; лежащих на обпщх с излуч разователем 2 диаметрах и внешней окружностей.

Каждый преобразовател в гнездах 27 рамы 1 с во перемещения и поджатия к руемому материсшу (не по мощью пружин 28, что поз изводить измерения в изд волинейньгми поверхностям

п

90

koL

где

Д Л - шаг угла располож(ения приемных преобразователей относительно основы контролируемого материала (не показан) .

В частности, применительно к устройству (фиг.1) выбран шаг, равный 7,5 , поэтому количество приемных преобразователей на каждой из окружностей равно 12 шт.

Разноплотность контролируемого материала (не показан) измеряется на расстоянии л1, равном

Л1

+ Г.

г

- радиус внеганей концентрической окружности, по которой размещены приемные преобразователи 15-26;

г. - радиус, внутренней концентрической окружности, на которой размещены приемные преобразователи 3-14. Приемные преобразователи 3-14 включительно расположены в четырех квадрантах рамы 1, образованных взаимно перпендикулярн,1ми осями симметрии.

проходящими через центр излучающего

преобразователя 2. При этом углы расположения приемных преобразователей отсчитываются от осей каждого квадранта по часовой стрелке и, в частности, составляют о, 4 дпя первого в первом квадранте приемного . преобразователя 3; Л 2йа6для первого во втором квадранте приемного преобразователя 4; ЗйеС для первого в третьем квадранте приемного преобразователя 5; с первого в четвертом квадранте приемного преобразователя 6| 1 5доб для второго в первом квадранте приемного

5 преобразователя 7 и т.д.

0

5

0

5

0

5

Приемные ультразвуковые преобразователи на внешней концентрической окружности размещены аналогичным образом, образуя пары приемных преобразователей 3-15; 4-16; 5-17 и т.д., лежащих на обпщх с излучающим преобразователем 2 диаметрах внутренней и внешней окружностей.

Каждый преобразователь установлен в гнездах 27 рамы 1 с возможностью перемещения и поджатия к контролируемому материсшу (не показан) с помощью пружин 28, что позволяет про- изводить измерения в изделиях с кри- волинейньгми поверхностями.

Блок-схема устройства (фиг.4) содержит генератор 29 ультразвуковых колебаний, соединенный с излучающим преобразователем 2 и приемными преобразователями 3-26, подключенные к приемным преобразователям 3-26 коммутаторы 30, соединенные с ними измерители 31 и 32 скорости ультразвуковых колебаний, блоки 33, 34 усреднения, арифметический блок 35 отношений, блок 36 управления и индикатор 37.

Устройство для измерения анизотропии акустических свойств волокнистых материалов работает следуюш;им образом.

Перед началом измерения устройство устанавливается на контролируемое изделие (не показано) из волокнистых материалов так, чтобы размещенные на

раме 1 излучающий преобразователь 2 и приемные преобразователи 3-26, вставленные в гнезда 27, вопши в контакт с анизотропным контролируемым материалом за счет поджатия с помощью пружин 28. Одновременно генератор 29 ультразвуковых колебаний соединяется с излучающим преобразователем 2 и с приемны ш преобразователями 3-26. После включения в работу генератор 29 подает в излучающий преобразователь электрический сигнал, который трансформируется им и вводится в испытуемый материал (не показан). Приемные преобразователи 3-26 принимают прошедшие по различным направлениям в материале ультразвуковые колебания и трансформируют их в электрические сигналы, которые подаются на коммута- торы 30. Порядок работы всего устройства устанавливается командами с блока 36 управления.

Коммутаторы 30 подключают синхронно одноименные преобразователи к измерителям 31 и 32 скорости, с выхода которых сигналы поступают на блоки 33 и 34 усреднения, где происходит вычисление средней скорости ультразвука в материале. Сигналы с блоков 33 и 34 усреднения поступают в арифметический блок 35 отношений, с выхода которого информационньш сигнал поступает на индикатор 37. Синхронное управление работой устрой- ства осуществляет блок 36 управления.

Формула изобретения

Устройство для измерения анизотропии акустических свойств волокнистых материалов, содержащее раму, в центре которой установлен излучающий преобразователь, а на равном расстоянии от него по кругу размещены приемные преобразователи поочередно в разных квадрантах круга с равномерно увеличивающимися углами относительно осей, образующих квадранты, на шаг иfld, определяемый соотношением

&d

2uv k

где av - заданная погрешность измерения скорости ультразвука; k -коэффициент, характеризующий максимальную крутизну характеристики изменения скорости ультразвука в зависимости от направления распространения ультразвуковых колебаний в контролируемом материале, отличающееся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости измерения, приемные преобразовате пи размещены на двух окружностях разных диаметров так, что приемные преобразователи образуют пары, лежащие Диаметрально противоположно относительно излучающего преобразователя на ра ньрс окружностях.

Фиг.З

Vuz.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике для определения анизотропии акустических свойств волокнистых материалов. Цель изобретения - уменьшение трудоемкое- - ти контроля за счет размещения приемных преобразователей на двух окружностях разных диаметров вокруг излучающего ультразвукового преобразователя . Устройство содержит раму 1, в центре которой закреплен излучающий преобразователь 2, а концентрически вокруг него на двух окружностях разного диаметра установлены приемные преобразователи в равном количестве на каждой окружности. Каждому приемному преобразователю одной окружности соответствует преобразователь ,- другой окружности, лежащей диаметрально противоположно относительно излучающего преобразователя. Приемные преобразователи установлены относительно осей, образующих квадранты круга с увеличивающимися углами на шаг А ot. В процессе измерения генератор ультразвуковых колебаний пода- ет излучающий сигнал на излучающий преобразователь 2, который принимается приемными преобразователями 3-26 и подается на коммутаторы и далее на индикатор. 4 ил. § (/) ТкВаврант /5

Редактор Н.Козориз

Составитель Л.Блохин

Техред Л.Сердюкова .Корректор В.Бутята

Заказ 3043/38Тираж 776Подписное

.ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4