Способ определения спектрального коэффициента поглощения упругих колебаний в материалах Советский патент 1989 года по МПК G01N29/00 

-чи

ft 4

г 6

70

Од

00

Изобретение относится к ак,усти- ческим исследованиям физических свойств твердых тел и может быть ис; пользовано для определения механических свойств горных пород. Цель изобретения - увеличение точности измереНИИ, расширение диапазона частот и повьшение разрешающей способности по частоте. Образец исследуемого мате- ;риала размещают между двумя твердотельными волноводами, акустически контактирующими с образцом, в торец одного из волноводов излучают акустический видеоимпульс, приемником, расположенным на этом волноводе, фиксируют идущий к образцу и отраженный от него импульсы, приемником, расположенным на другой волноводе, фиксируют импульс, прошедший через образец. Определяют спектральные плотности этих импульсов и рассчитывают спектральный коэффициент затухания по приведенной формуле. 1 ил. о $ (Л

; Изобретение относится к акусти- еским исследованиям физических рвойств твердых тел и может быть использовано для определения Механических свойств материалов.

Цель изобретения - увеличение точности измерений, расширение .частотного диапазона и повышение разрешающей способности по частоте.

На чертеже представлена блок-схе- йа устройства, реализующего способ Определения коэффициента поглощения пругих колебаний в материалах, ; Устройство содержит излучатель 1, твердотельные волноводы 2 и 3, при- фмники 4-6 упругих колебаний, уси- фители 7 - 9 и регистратор 10. Кроме foro, на чертеже показан образец 11 фсследуемого материала. Твердотельны фолноводы 2 и 3 находятся в акусти- tecKOM контакте с образцом 11 иссле- Йуемого материала. Приемники 4 и 6 упругих колебаний установлены на вол Йоводе 2, приемник 5 упругих колеба- 1ий установлен на волноводе 3. Выхо- ф;ы приемников 4-6 упругих колебани Ьоединены соответственно со входами усилителей 7 - 9, выходы которых Подключены ко входам регистратора 10,

Сущность предлагаемого способа заключается в спектральном анализе излученного, прошедшего через образец и отраженного от границы волновод /.исследуемый материал импульсов упругих колебаний.

Орразец 11 исследуемого материала размещают между двумя твердотельными волноводами 2 и 3, акустически контактирующими с образцом, в одном из волноводов возбуждают видеоимпуль упругих колебаний (ударом), при этом приемником 4, расположенным на этом волноводе, фиксируют,идущий к образцу, и отраж енньй от него импульсы, а приемником 5, расположенным на второ волноводе, фиксируют импульс, про- шедщий через образец. Спектральный коэффициент поглощения упругих колебаний рассчитывают по формуле:о

- In

Sr(cj). suTul

S(Q)

где CO - угловая частота акустических

колебаний, h - длина образца.

0

5

Q 5

5

400

.ju t

30

35

0

5

J.)tJ ()i(t)e dt - спектральная

-do

плотность импульса оС(t),

. +00,

Sri(to) I p(t)e dt - спектральная

-00

плотность импульса /3 (t) ,

400

J-jCOL r(t)edt - спектральная

-00

плотность импульса r(t); t - время;

ciCt) - импульс, идущий к образцу;

r(t) - импульс, отраженный от образца;

fj(t) - импульс, прошедший через образец.

Способ осуществляют следующим образом.

Излучатель 1 возбуждает механический импульс в нижнем торце волновода 2, Импульс на своем пути к образцу 11 проходит последовательно места крепления приемников 6 и 4, Сигнал приемника 6, пройдя усилитель 9, запускает развертку регистратора 10, находившегося в ждущем режиме. Механический импульс, дошедший до границы волновода 2 с образцом 11, частично отражается. Отраженная ча.сть импульса движется по волноводу 2 в обратном направлении. Проходя приемник 4, отраженньй импульс возбуждает . в нем сигнал, который через усилитель 7 подается на первый канал регистратора 10. Механический импульс, прошедший в образец 11, частично поступает в волновод 3, претерпевая отражение на их границе, Распространяясь далее, механический импульс, прошедший образец, возбуждает сигнал в приемнике 5, который через усилитель 8 подается на второй канал регистратора 10,

Для исключения влияния характеристик волноводов и измерительной аппаратуры на результаты измерений образец удаляют и проводят две тарщЛэвки установки: на отражение - с разомкнутыми волноводами и на проход - с сомкнутыми волноводами. Полученные две пары импульсов дают возможность полностью исключить акустические и электрические характеристики установки.

Формула изобретений

Способ определения спектрального коэффициента поглощения упругих колебаний в материалах, основанный на возбуждении в образце исследуемого материала импульса oi упругих колебаний, приеме импульса л после прохождения через -образец, измерении спектров излученного и принятого импульсов и определении с их учетом спектрального коэффициента поглощения упругих колебаний в материалах, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, расширения частотного диапазона и повышения разрешанядей способности по частоте, образец исследуемого материала помещают между двумя твердо- тельными волноводами, акустически контактирующими с образцом, в одном из волноводов возбуждают видеоимпуль упругих колебаний, дополнительно измеряют спектр импульса г, отраженно-

го от границы этого волновода с образцом, а спек ральньй коэффициент поглощения упругих колебаний в материалах L(co) определяют по формуле

где h - длина образца, S(u), So(,(w) и SnCu) - спектральные плотности соответственно