Способ измерения коэффициента затухания ультразвука в материале Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исползовано для контроля физико-механических свойств материала Р1зделий по затуханию ультразвуковых колебаний.

Целью изобретения является повышение точности измерения в материалах с малым поглощением ультразву- ка за счет устранения дифракционных эффектов.

Способ измерения коэффициента затухания ультразвука в материале осуществляется следующим образом,

Перед началом измерений изменяют температуру боковой поверхности плоскопараллельного образца на величину:

4Т , 0,72 с- /f OV , где с - скорость ультразвука в материале;/i - температурньш коэффициент

скорости ультразвука; f - частота ультразвука; D - диаметр пьезопреобразовател В этот образец по нормали к его поверхности вводят зондирующий ультразвуковой импульс. При изменении температуры боковой поверхности образца создается градиент скорости ультразвука в образце, направленный перпендикулярно распространяющемуся ультразвуковому импульсу. Из-за созданного градиента скорости ультразвуковой импульс распространяется в центральной части образца, не расширяясь и не попадая на боковую поверхность в центральной части образца.

Необходимое изменение температуры боковой поверхности исследуемого образца связано с созданием температурного фронта, поверхность которого обеспечивает полное отражение ультразвуковой волны из-за изменения акустического сопротивления среды. Период, следования зондирующих ультразвуковых импульсов устанавливают больше длительности серии эхо- импульсов для того,чтобы избежать наложения эхо-импульсов от разлш - ньгх зондирующих сигналов.

Принимают серию многократно отраженных от торцов контролируемого образца ультразвуковых импульсов, Измеряют амплитуды этих импульсов. Причем измерение амплитуд эхо-им

. 10

15

20

102

пульсов проводят в течение промежутка времени

0,0 dVa,

где а - коэффициент температуропроводности;

d - поперечный размер образца. Это связано с тем, что при изменении температурь на боковой поверхности внутри образца, имеющего, например, форму цилиндра, нарушается тепловое равновесие и начинается перестройка температурного поля. Граница температурного фронта имеет вид коаксиального цилиндра постепенно сужающегося радиуса. Таким образом, градиент температуры, а вместе с этим и градиент упругих модулей s направленный перпендикулярно распространяющему ультразвуковому пучку, сохраняются-ограниченное времяJ в течение которого и должно быть проведено измерение амплитуд эхо-импульсов. В дальнейшем по относительной величине этих амплитуд определяют коэффициент затухания ультразвука.

25

ЗОФорг- ула изобретения

Способ измерения коэффициента затухания ультразвука в материале, заключающийся в том, что в плоскопар л- лельном образце из исследуемого материала возбуждают им:яульс ультразвуковых колебаний, принимают серию многократно отраженных эхо-импульсов, измеряют их амплитуды и по относительной величине этих амплитуд определяют коэффициент затухания ультразвука, отличающийся

тем, что, с целью повьшения точности измерения в материалах с малым поглощением ультразвука за счет устранения дифракционных эффектов, предварительно изменяют температуру боковой поверхности образца на величину

50

а Т

f

где с - скорость ультразвука в материале;

А температурный коэффициент скорости ультразвука;

f - частота ультразвука;

диаметр пьезолреобразова- теля,

D

31345110

а измерение амплитуд эхо-импульсов где а - коэффициент температуро- проводят в течение промежутка вре-проводности;

. d поперечный размер образца,

2,5 момента достижения хзаданной темпе|,.0,01 d /а,ратуры боковой поверхности образца.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля физико- механических свойств материала изделий по затуханию ультразвуковых колебаний. Целью изобретения является повышение точности измерения в материалах с малым поглощением ультразвука за счет устранения дифракционных дефектов. Согласно способу измерения коэффициента затухания ультразвука в материалах изменяют температуру боковой поверхности плоскопараллельного образца на величину ЛТ ,0,72 /3 ,где С - скорость ультразвука в материале; /з - температурный коэффициент скорости ультразвука; f - частота ультразвука; D - диаметр пьезопреобразовате- ля. Затем в образец по нормали к его торцовой поверхности вводят импульс . Принимают серию многократно отраженных от торцов контролируемого образца ультразвуковых импульсов, измеряют их амплитуду и по относительной величине этих амплитуд определяют коэффициент затухания ультразвука. Причем измерение амплитуд эхо-сигналов проводят в течение промежутка времени С 0,01 d /а, где а - коэффициент температуропроводности; d - поперечный размер образца. (Л fco 1 ел