Устройство для возбуждения и приема акустических колебаний в стержневых образцах Советский патент 1988 года по МПК G01N29/00 

4 СО Ч

ч

фаг.1

Изобретение относится к технике определения физических и механических параметров на основании акустических измерений в стержневых образцах, нап- ример образцах тросов, полимерных волокон, нитей в химической и легкой промышленностях.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет :обеспечения возможности работы как наряду с крутильными, так и с продольными и изгибными колебаниями.

На фиг„ 1 представлено схематически устройство для возбуждения приема акустических колебаний в стержневых образцах, общий вид; нафиг.7.- :разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для возбуждения и.при- i ема акустических колебаний в стерж- 1невых образцах содержит основание 1 с держателями 2, наружная поверхность ;которых проградуирована в угловых

градусах и образует указатель 3 угла поворота, и Корпус 4 с гайками 5 и с нанесенной на наружной поверхности риской 6. Устройство,также включает

.два идентичных пьезоэлемента 7 продольных колебаний с токоподводами 8 и упругий элемент 9. Позицией 10

:обозначена контролируемая нить. Пье- зоэлементы 7 жестко закреплены в

:корпусе 4 так, что их акустические

оси параллельны. Корпус 4 установлен

в основании 1 с возможностью поворот и фиксации вокруг оси, перпендику- ;лярной акустическим осям пьезоэлемен тов 7, и взаимодействует с указателе 3 угла поворота. Упругий элемент 9 установлен между держателем 2 и одно из стенок основания 1. В ходе работ контролируемая нить 10 располагается между пьезоэлементами 7.

Устройство для возбуждения и приема акустических колебаний в стерж- невых образцах работает следующим образом.

При необходимости возбуждения в нити 10 одновременно изгибных колебаний .амплитудой AT и продольных коле-

баний амплитудой А ,2. Р заданном соотношении отношения амплитуд . размещают нить 10 между пьезоэлементами 7 так, чтобы ее ось лежала в плоскости, перпендикулярной плоское- ти, проходящей через акустические ос пьезоэлементов 7, поворачивает корпу 4 до тех пор,пока риска 6 не совместится С делением шкалы указателя 3

угла полорота, соответствующего значению 0 , определяемому из выражения ot/ arctg() , и фиксируют корпус 4 гайками 5 в этом положении. 1ерез токоподводы 8 подают на пьезоэле- менты 7 синфазно электрическое напряжение одинаковой амплитуды.. Благодаря установленному углу с между акустическими осями пьезоэлементов 7 и осью нити 10 в последней одновременно возбуждаются изгибные и продольные колебания с заданным соотношением амплитуд. Упругий элемент 9 обеспечивает зажим нити 10 между боковыми поверхностями пьезоэлементов 7. При (/ 90, т.е„ при расположении оси нити 10 перпендикулярно плоскости акустических осей пьезоэлементов 7, в нити возбуждаются только изгибные колебания. При с/ о, т.е. при расположении оси нити 10 в одной плоскости с акустическими осями пьезоэлементов 7, в нити возбуждаются только продольные колебания. Прием акустических колебаний нити 10 осуществляется аналогичным образом.

При необходимости возбуж,п;ения в нити 10 крутильных колебаний ось нити 10 располагают перпендикулярно акустическим осям пьезоэлементов 7 и подают на них переменное э.лектри- ческое напряжение в противофазе. Изгибные и продольные колебания в нити 10 при этом не возбуждаются.

Осуществляя одновременные излучение и прием продольных и изгибных акустических колебаний, определяют модуль Е упругости образца по выражению

F Л Ь 6l2lf

где 6 - механическое напряжение образца;

С - скорость распространения продольных волн в образце; 1 - расстояние по образцу между

излучателем и приемником; f - резонансная частота изгибных

колебаний.

Определение модуля Е упругости, таким образом, исключает необходимость использования табличных данных о плотности материала, что повышает точность измерений, поскольку плотность материала в значительной степе:;ii : ависит от технологических режимов получения волокон и нитей.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения и приема акустических колебаний в стержневых образцах, содержащее корпус и два идентичных пьезоэлемента продольных колебаний, жестко закрепленных в корпусе так, что их акустические оси параллельны, отличающееся

тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения работы наряду как с крутильными, так и с продольными и изгибными колебаними, оно снабжено основанием и закрепленным на нем указателем угла поворота, а корпус установлен в основании с возможностью поворота и фиксации вокруг оси, перпендикулярной акустическим осям пьезоэле- ментов, и взаимодействует с указателем угла поворота.

Изобретение относится к области определения физических и механических параметров на основании акустических измерений в стержневых образцах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы наряду как с кругибными колебаниями благодаря возможности поворота пьезоэлемеитоп отпек, тельно оси контролируемого образца и фиксации их в заданном положении. Нить 10 размещают в плоскости, перпендикулярной осям пьезоэлементов 7, между ними. Корпус 4 поворачивают относительно основания 1 до тех пор, пока риска 6 не совместится с делением шкалы указателя 3 угла поворота, соответствующим необходимому углу между осями пьезозлементов 7 и нити 10. В этом положении корпус 4 фиксируют гайками 5. Синфазно подают на пьезоэлементы 7 переменное электрическое напряженней возб ждаютв нити 10 изгибные и продольные колебания,соотношение амплитуд которых определяется установленным углом поворота. 2 ил. If) (Л

(риг. 2