Устройство для ультразвукового исследования вещества Советский патент 1988 года по МПК G01N29/00 

совмещенному преобразователю 8, усиливаются усилителем 9 и наблюдаются на экране осциллографа 10. По калиброванной шкале осциллографа 10 измеряют время ii2, через которое продольные волны в твердом 5 веществе 7 проходят двойное расстояние d. Скорость продольных волн в веществе 7, находящемся в твердом состоянии, определяют по формуле

Г 2d .

.2 Т-

11.2

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для исследования и контроля свойств веществ.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет исследования вещества как в твердом, так и в жидком состояниях.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство для ультразвукового иссле- 10 дования вещества содержит пьезоизлучатель 1, генератор 2 импульсов, к которому подключен пьезоизлучатель 1, камеру 3, внутри которой установлен пьезоизлучатель 1, иммерсионную жидкую среду 4, помещен- ,

ную в камере 3, дополнительную камеру - чателю 1. 5, имеющую общую стенку 6 с камерой 3,

исследуемое вещество 7, помещенное в измерении скорости поперечных

полнительную камеру 5, которое может быть пьезоизлучатель 1, подключенный к ге- в жидком и твердом состояниях, совме- „ератору 2 импульсов, излучает в иммер- щенныи пьезопрербразователь 8, герметич- Q сионную среду 4 продольные ультразвуко- но прикрепленный на стенке измерительной г j г

камеры 5, усилитель 9, соединенный с индикатором 10 и через коммутатор 11 соединенный с совмещенным пьезопреобразоДля возбуждения поперечных волн в твердом веществе 7 отключают генератор 2 от усилителя 9 и совмещенного пьезо- преобразователя 8 с помощью коммутатора 11 и подключают его к пьезоизлувые волны. Плавным вращением пьезо- излучателя 1 вокруг оси угломера (не показан) подбирают такой угол V падения продольных волн на общую стенку камер.

вые волны. Плавным вращением пьезо- излучателя 1 вокруг оси угломера (не показан) подбирают такой угол V падения продольных волн на общую стенку камер.

вателем « продольных и поперечных волн, котором поперечные волны, трансфор- на него под УГЛОМ 45 . а пьезо- - ..-7Л -.

35

падающих на него под углом 45°, а пьезо излучатель 1 установлен с возможностью поворота относительно общей стенки 6 камер 3 и 5.

Устройство работает следующим образом.

При измерении скорости ультразвуковых волн в веществах, находящихся в жидком состоянии, совмещенный пьезопре- образователь 8 подключают к генератору 2 импульсов и к усилителю 9. Совмещенный пьезопреобразователь 8, возбужденный генератором 2 импульсов, излучает в исследуемое вещество 7 импульсы продольных ультразвуковых волн, которые проходят расстояние d и отражаются от противоположной стенки камеры 5, параллельной плоскости совмещенного пьезопреобразова- теля 8, возвращаются обратно к совме- дО щенному пьезопреобразователю 8, усиливаются усилителем 9 и наблюдаются на экране индикатора (осциллографа) 10. По калиброванной шкале осциллографа 10 измеряют время tij через которое импульсы проходят двойное расстояние d. Скорость Сц 45 продольных волн определяют по формуле

Р 2d -,

мирующиеся в твердом теле 7, находящемся в измерительной камере 5, преломляются под углом 45°. В этом случае продольные волны в исследуемом веществе 7 отсутствуют, поэтому поперечные волны, распро- 30 страняющиеся в веществе 7, получают всю энергию преломленных волн. Эти поперечные волны падают на совмещенный пьезопреобразователь 8 под углом 45 принимаются им, усиливаются усилителем 9 и наблюдаются на экране индикатора 10 в виде импульса. При максимальной амплитуде импульса измеряют угол V падения продольных волн, излучаемых пьезоизлучателем 1 с помощью угломера. При известной скорости С ультразвука в иммерсионной жидкости 4 скорость Ст2 поперечных волн, распространяющихся в исследуемом твердом веществе 7, рассчитывают по формуле

с С

V2linV Формула изобретения

Устройство для ультразвукового исследования вещества, содержащее генератор

При превращении вещества 7 из жидкого 50 импульсов, камеру с иммерсионной жид- в твердое состояние, кроме продольных кой средой, пьезоизлучатель, установленный в камере с возможностью поворота, угломер поворота пьезоизлучателя, пьезо- приемник и последовательно соединенные

, ...... ,усилитель и индикатор, отличающееся тем,

образователем 8, также проходят расстоя- что с целью расширения функциональных ние d и отражаются от противоположной возможностей за счет исследования вещеультразвуковых волн, могут распространяться также и поперечные ультразвуковые волны. В этом случае продольные волны, излучаемые совмещенным пьезопрестенки камеры 5, параллельной плоскости преобразователя 8, возвращаются обратно к

ства также и в жидком состоянии, оно снабжено предназначенной для исследуемого

совмещенному преобразователю 8, усиливаются усилителем 9 и наблюдаются на экране осциллографа 10. По калиброванной шкале осциллографа 10 измеряют время ii2, через которое продольные волны в твердом веществе 7 проходят двойное расстояние d. Скорость продольных волн в веществе 7, находящемся в твердом состоянии, определяют по формуле

Г 2d .

.2 Т-

,

11.2

,

чателю 1.

Для возбуждения поперечных волн в твердом веществе 7 отключают генератор 2 от усилителя 9 и совмещенного пьезо- преобразователя 8 с помощью коммутатора 11 и подключают его к пьезоизлу пьезоизлучатель 1, подключенный к ге- „ератору 2 импульсов, излучает в иммер- сионную среду 4 продольные ультразвуко- г j г

вые волны. Плавным вращением пьезо- излучателя 1 вокруг оси угломера (не показан) подбирают такой угол V падения продольных волн на общую стенку камер.

котором поперечные волны, трансфор- ..-7Л -.

котором поперечные волны, трансфор- ..-7Л -.

мирующиеся в твердом теле 7, находящемся в измерительной камере 5, преломляются под углом 45°. В этом случае продольные волны в исследуемом веществе 7 отсутствуют, поэтому поперечные волны, распро- страняющиеся в веществе 7, получают всю энергию преломленных волн. Эти поперечные волны падают на совмещенный пьезопреобразователь 8 под углом 45 принимаются им, усиливаются усилителем 9 и наблюдаются на экране индикатора 10 в виде импульса. При максимальной амплитуде импульса измеряют угол V падения продольных волн, излучаемых пьезоизлучателем 1 с помощью угломера. При известной скорости С ультразвука в иммерсионной жидкости 4 скорость Ст2 поперечных волн, распространяющихся в исследуемом твердом веществе 7, рассчитывают по формуле

с С

V2linV Формула изобретения

что с целью расширения функциональных возможностей за счет исследования вещества также и в жидком состоянии, оно снабжено предназначенной для исследуемого

1401368 34

вещества дополнительной камерой в видета относительно общей стенки, а в качестпараллелепипеда, имеющей общую стенку све пьезоприемника использован совмещеносновной камерой, и коммутатором, связан-ный пьезопреобразователь продольных волн,

ным с выходом генератора, входом усили-падающих на него под углом 45°, и установтеля, пьезоприемником и пьезоизлучателем,лен в стенке дополнительной камеры,

который установлен с возможностью поворо-смежной с общей стенкой.

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для исследования и контроля свойств вещества. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет исследования вещества как в твердом, так и в жидком состояниях. Скорость продольных волн в жид- ко.м и твердом телах измеряется эхоимпульс- ным методом с помощью совмещенного ньезопреобразователя 8, генератора 2 импульсов, усилителя 9 и индикатора 10 (осциллографа). Скорость поперечных волн в твердом теле определяют, изменяя угол в падения продольных волн, излучаемых излучателем 1 на границу раздела иммерсионная жидкость - образец таким образом, чтобы принятый сигнал имел максимальную а.мплитуду. При этом угол падения поперечных волн на совмещенный пьезопре- образователь 8 составляет 45° и скорость рассчитывается по известной формуле. 1 ил. i (Л оо О5 00