Устройство для контроля качества строительных материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N29/00 

//, ////// Ф.

За счет крегитения волновода 1 в ev центре масс при помощи прижимных винтов 7 втулки 6,, закрепленной на 5, создают условия для распро ранения поперечных колебаний с наи меньшим затуханием. Следовательно, действие продольных и поперечных волн строго разграничивают. Кроме тогд, для разделения действия эти волн применяют специальный приемни 4 колебаний, преобразующий механич кие колебания в неременное электри ческое напряжение,,

Приемник 4 выполнен в виде пьез электрической биморфной прямоуголь ной пластины, закрепленной по типу

10

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества искусственных строительных конгломератов (иск) с вязкоупруг1-п И свойствами, HanpiiMep асфальтобетона 5 дорожных покрытий и лабораторных образцов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет повышения информативности контроля .

На фиг. I представлена схема устройства для контроля качества строительных материалов; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит акустический волновод 1, на верхнем торце которого неподвижно установлен возбудитель 2 колебаний, выполненный в виде крьшь-20 сапфировая игла, имеющая точечный

консоли, работающей на изгиб„ На свободном конце консоли закреплена

чатки, Пьезоэлементы 3 закреплены на лопастях крыльчатки, при этом плоскости лопастей параллельны оси ее вращения. На другом конце волновода 1 установлен приемник 4 колебаний с возможностью перемеще1П1Я вдоль волновода 1 и имеюищй с ним точечный контакт,

Для предотвращения опрокидыва1-шя волновода I при его установке используют металлическую раму 5, При помощи крепежного механизма, состоящего из втулки 6, жестко прикрепленной к металлической раме 5, и прижимных винтов 7, осуществляют крепление волновода 1 в его центре масс. При этом приемник 4 колебаний прикреплен к метатЕлической раме 5 и соединен со стрелочным индикатором 8, например милливольтметром. ГТьезоэлементы 3 соединены с генератором 9, подключеш- ным к частотомеру 10„ Волновод 1 установлен на исследуемом материале 1 1 „

Устройство работает следующим образом. , .

С помощью генератора 9 подают гармоническое напряжение на пьезоэле-- менты 3 возбудителя 2 колебаний и в свободном от исследуемого материала

11 волноводе 1 возбуждают синусоидальные продольные и поперечные

(крутильные) колебания. Путем изменения частоты генератора 9 достигают резонанса стоячих волн в волноводе 1.

контакт с волноводом 1. Приемник 4 чувствителен только к смещениям, которые направлены перпендикулярно плоскости пьезоэлектрической биморфной

25 плас Еины. Если приемник 4 колебаний установлен так, что плоскость пьезо- пластинь перпендикулярна оси волновода 1, то он чувствителен только к продольным колебаниям. Если плоскость

30 пьезопластины параллельна оси волновода Г, то приемник 4 чувствителен только к поперечным колебаниям.

Приемник 4 колебаний устанавливают в определенном положении в зависимо35 сти от того, какое измеряют акустическое сопротивление: при сжатии (растяжении) или нри сдвиге исследуемого материала 1. При необходимости устанавливают два приемника, чув40 ствительных к разным типам волн, и получают информацию от них поочередно.

Определяют амплитуду колебаний волновода 1 при помощи стрелочного

45 индикатора 8, на который поступают сигналы приемника 4 колебаний. В момент резонанса отклонение стрелки индикатора 8 достигает максимума. По показаниям частотомера 10 регист50 рируют резонансную частоту f, .

Вводят волновод I в соприкосновение с исследуемым материалом 1I и, изменяя частоту генератора 9, произ- Так как скорости распространения про- gg водят повторную настройку системы в дольных и поперечных волн в материа-резонанс стоячих волн. При этом раболе различны, то волновод может иметьчую частоту устройства выбирают в зана основных тонах два резонанса, от-висимости от требуемой глубины исслеличающихся друг от друга по частоте.дуемой зоны материала. Регистрируют

394422

За счет крегитения волновода 1 в evo центре масс при помощи прижимных винтов 7 втулки 6,, закрепленной на 5, создают условия для распространения поперечных колебаний с наименьшим затуханием. Следовательно, действие продольных и поперечных волн строго разграничивают. Кроме тогд, для разделения действия этих волн применяют специальный приемник 4 колебаний, преобразующий механические колебания в неременное электрическое напряжение,,

Приемник 4 выполнен в виде пьезоэлектрической биморфной прямоугольной пластины, закрепленной по типу

10

.

ь-20 сапфировая игла, имеющая точечный

сапфировая игла, имеющая точечный

консоли, работающей на изгиб„ На свободном конце консоли закреплена

контакт с волноводом 1. Приемник 4 чувствителен только к смещениям, которые направлены перпендикулярно плоскости пьезоэлектрической биморфной

плас Еины. Если приемник 4 колебаний установлен так, что плоскость пьезо- пластинь перпендикулярна оси волновода 1, то он чувствителен только к продольным колебаниям. Если плоскость

пьезопластины параллельна оси волновода Г, то приемник 4 чувствителен только к поперечным колебаниям.

Приемник 4 колебаний устанавливают в определенном положении в зависимости от того, какое измеряют акустическое сопротивление: при сжатии (растяжении) или нри сдвиге исследуемого материала 1. При необходимости устанавливают два приемника, чувствительных к разным типам волн, и получают информацию от них поочередно.

Определяют амплитуду колебаний волновода 1 при помощи стрелочного

индикатора 8, на который поступают сигналы приемника 4 колебаний. В момент резонанса отклонение стрелки индикатора 8 достигает максимума. По показаниям частотомера 10 регистрируют резонансную частоту f, .

резонансную частоту t при повторном ,резонансе.

Полное акустическое сопротивление исследуемого материала 11 как при растяжении (сжатии), так и при сдвиге вычисляют по выражению

Z.

(2п-1 )f, 2

где

и

-входное акустическое сопротивление материала;

-волновое сопротивление волновода;

-резонансная частота волновода без соприкосновения с исследуемым материалом;:

-резонансная частота волновода при соприкосновении с материалом;

-ширина резонансной кривой при соприкосновении с материалом;

-номер гармоники.

За один цикл измерений определяют одно значение акустического сопротивления ИСК при сжатии (растяжении) или сдвиге. Для получения комплексной характеристики материала проводят два измерения. Определив акустическое сопротивление ИСК при продольных колебаниях, оценивают его прочность при сжатии (растяжении), а при поперечных колебаниях - прочность при

af

п

39442

сдвиге. Чем выше значение акустического сопротивления, тем большей прочностью обладает материал. Сравнивая полученные величины сопротивлений с выбранными критериями прочности, характеризуют качество ИСК.

Таким образом, использование устройства для контроля качества строительных материалов обеспечивает получение комплексной характеристики качества при продольном и поперечном нагружениях в динамическом режиме, что расширяет его функциональные возможности. .

10

15

0

5

0

Формула изобретения

Устройство для контроля качества строительных материалов, содержащее акустический волновод, на одном конце которого неподвижно установлен возбудитель колебаний с пьезоэлемен- тами, на другом установлен приемник колебаний с возможностью перемещения вдоль акустического волновода и механизм крепления волновода, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, возбудитель колебаний выполнен в виде крыльчатки, пьезозлементы жестко закреплены на лопастях крыльчатки, а точка крепления акустическог-о волновода расположена в его центре масс.

35

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля качества искусственных строительных конгломератов (иск) с вязкрупругими свойствами. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет повышения информативности контроля. Согласно изобретению в устройстве для контроля качества строительных материалов возбудитель 2 колебаний, установленный на одном конце акустического волновода 1, выполнен в виде крыльчатки. Пьезозлементы 3 жестко закреплены на лопастях крыльчатки.. Точка крепления акустического волновода 1 расположена в .его центре масс. Определив акустическое сопротивление ИСК при продольных колебаниях волновода 1, оценивают его прочность при сжатии (растяжении), а при поперечных колебаниях - прочность при сдвиге. ГЛ Сравнивая полученные величины сопро- а, тивлений с выбранными критериями проч- - ности, определяют качество ИСК. 2 ил. - AL. 05 со со 4 4;: Ю

Составитель И. Ардашева Редактор И. Шулла Техред М.Ходанич Корректор М. Демчик

Заказ 4213/13 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Произл1 ;|.г гненно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.2