Способ измерения скорости ультразвука в материалах Советский патент 1989 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано при контроле качества материалов.

Цель изобретения - повьппение точности измерений,

На чертеже изображена схема проведения измерений.

На чертеже обозначены первый и второй излучаю1тд1е преобразователи 1 и 2, приемный преобразователь 3, высокочастотный генератор 4, фазовращатель 5, измеритель 6 амплитуды, измеритель 7 времени распространения и исследуем.1Й материап 8. Входы фазовращателя 5 второго излучающего преобрнзов-чтеля 2 и первый вход измерителя 7 времени подключены к выходу генератора 4, вход первого из- лучлю чг преобразователя I подключен к выходу фазовращателя 5, выход приемного преобразователя 3 соединен с вторым входом измерителя 7 времени и с входом измерителя 6 амплитуды, В контролируемом материапе возбуждают в двух точках, расположенньЬс с одной стороны материала, ультразвуковые колебания одной и той же частоты со сдвигом фаз между ними, при- нямают их в точке, расположенной на противоположной стороне материала со- осно с одной из точек возбуждения ультразвуковых колебаний, а скорость ультразвука определяют по формуле

4

СО

со

00

(I)

- скорость распространения ультразвука в материале;

1 - расстояние между точкам ; возбуждения ультразвуковых колебаний;f частота возбуждаеьых ультра-

звуковых колебаний; I/ - сдвиг фаз ультразвуковых колебаний в точках возбуждения t - время распространения ультразвука в материале, опреде- ляемое по максимуму амплитуды ультразвуковых .колебаний в точке приема.

При этом расстояние между точками возбуждения ультразвуковых колебаний для сдвига фаз Г) / выбирается из условия

-

(2)

20

средняя скорость распространения продольных ультразвуковых волн в данном материале; разность между максимальной и минимальной скоростями распространения продольных ульт-

развуковых волн в данном материале.

Способ измерения скорости ультразвука в материалах осуществляется следующим образом.

На исследуемый материал 8 в точке возбуждения и приема ультразвуковых колебаний с противоположных сторон устанавливают преобразователи 1-3.- В исследуемый материал преобразователями 1 и 2 излучают ультразвуковые колебаний частоты-f и принимают их после прохождения через материал преобразователем 3, Согласно (2) излучаемые преобразователями 1 и 2 ульт- развуковые колебания синфазно суммируются на акустической оси, смещенной относительно нормали к середине расстояния 1 между преобразователями на угол б, т.е. максимум излучения ультразвуковых колебаний, создаваемых преобразователями 1 и 2 направлен вдоль акустической оси, при этом

с

sin

е

If

с - скорость распространения ультразвуковых колебаний в материале;

f - частота возбуждаег 1Х ультразвуковых колебаний; 1 - расстояние между преобразователями 1 и 2;

(-f - сдвиг фаз между колебаниями, излучаемыми преобразователями 1 и 2, С другой стороны

3in б --i ,

где t - время распространения ультразвуковых колебаний в материале,

отсюда

с 1

При измерении скорости ультразву- к; в материале фазовращателем 5 изменяют фазу с/колебаний, поступающих на преобразователь 1 до тех пор, пока измеритель 6 амплитуды, подключенный к преобразователю 3, не покажет максимум амплитуды принятых ультразвуковых колебаний, после чего по показанию измерителя 7 времени распространения ультразвуковых колебаний отсчитывают время.t и определяют скорость ультразвука в материале по форму- ле (I).

Формула изобретения

Способ измерения скорости ультразвука в -l aTepHanax,основанный на излучении ультразвуковых колебаний частоты f в исследуеьый материал двумя излучающими преобразователями, приеме ультразвуковых колебаний, прошедших через исследуе1 1Й материал, приемным преобразователем, измерении параметров принятых колебаний и определении с учетом измеренных параметров и расстояния 1 между излучающими преобразователями скорости ультра.звука в исследуемом материале, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, излучающие и приемный преобразователи .устанавливают с противоположных сторон .исследуемого материала, совмещают акустические оси приемного и одного из излучающих преобразователей, расстояние 1 между излучающими преобразователя выбирают из условия v

1 у л

2./lv-f , где V - средняя скорость ультразвука

в исследуемом материале; AV - разность между максимальным и минимальным воз.ножными значениями скорости ультразвука в исследуемом материале,

изменяют в процессе излучения разность фаз нзлучаемзгх колебаний, измеряют амплитуду принимаемых колебаний, измеряют разность Лаз Л Ц излучаемых колебаний и время t.рагпространения ультразвуковых колебаний, соответстть

4991306

вующие максимуму амплитуды гтринимяс: мых колебаний, а скорость с ультразвука в исследуемом матери,1ле определяют по формуле

ПгТ

1

Изобретение касается акустических измерений и может быть использовано при контроле качества материалов. Цель изобретения - повышение точности измерений. На одной из поверхностей материала на расстоянии друг от друга определяемом в зависимости от средней скорости продольной волны в исследуемом материале, от интервала между ее крайними значениями и от частоты прозвучивания, устанавливают излучатели ультразвука. На противоположной поверхности материала устанавливают приемник. Изменяют разность фаз излучаемых колебаний, измеряют разность фаз, соответсвующую максимуму принимаемых колебаний, и с учетом ее определяют по расчетной формуле скорость ультразвука в исследуемом материале. 1 ил.