Визуализатор ультразвукового поля в плоскопараллельных изделиях Советский патент 1989 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано при исследовании физико-механических свойств материалов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности визуального наблюдения и дополнительного измерения угла поворота плоскости поляризации и амплитуд составляющих эллиптически поляризованной поперечной ультразвуковой волны путем использования второго приемного канала, измерякщего интенсивность ультразвуковых колебаний п направлении, перпендикулярном направлению чувствительности первого приемного канала.

На фиг.1 приведена блок-схема ви- зуапизатора ультразвукового поля на фиг.2 - изображение эллиптической траектории движения элементов объема среды, наблнздаемое на экране осциллографа; на фиг.З - расположение передающего и приемных электроакустических преобразователей на образце материала (стрелками показаны направления упругих колебаний, генерируемых и принимаемых преобразователями) .

Визуапизатор содержит генератор 1 высокочастотных сигналов, передающий электроакустический преобразователь 2 расположенный на торце плоскопарал- лельного образца 3, первый 4 и второй 5 приемные электроакустические преобразователи, расположенные рядом на противоположном торце образца, первый 6 и второй 7 усилители, осциллограф 8, первый генератор 9 импульсов, и второй генератор 10 импульсов .

Бизуализатор работает следующим образом.

Радиоимпульсы с выхода генератора 1 длительностью, меньшей удвоенно го времени распространения ультразвука в образце, и частотой повторения, меньшей обратного времени затухания серии отраженных эхоимпуль - сов, поступают на передающий электроакустический преобразователь 2 и трансформируются в поперечине (линейно поляризованные) упругие колебания Если образец 3 обладает анизотропией упругих свойств, например собственной, связанной с кристаллографией, либо наведенной внешним магнитным по0

5

5

лем, то ультразвуковые колебания переносятся в образце нормальными модами, имеклдими различные фазовые екорости и различное затухание. В результате этих различий колебания, достигшие противоположного торца образца, на котором расположены приемные преобразователи 4 и 5, происходят по эллиптической траектории,причем большая ось эллипса наклонена к направлению колебаний, заданному передающим преобразователем, на угол

(f - угол поворота плоскости поляризации. Приемные электроакустические преобразователи 4 и 5 воспринимают проекции ультразвуковых колебаний в двух перпендикулярных направлениях, преобразуют их в электрические сиг- 0 налы, которые усиливаются усилителями 6 и 7 и поступают на входы вертикального и горизонтального лучей осциллографа 8, Поскольку ультразвуковые импульсы успевают неоднократно отразиться от торцов образца и каждый импульс имеет свою степень эллиптичности и свое значение угла поворота if , то для исключения неоднозначности необходимо осциллограф запу скать лишь на время действия одного из серии отраженных эхоимпульсов, но каждый раз одного и того же в каждой серии. Для этого на вход модуляции яркости луча (Z-входа осциллографа Вис выхода второго генератора 10 импульсов,синхронизованного с первым генератором 9 импульсов,подается импульс прямоугольной формы, дпительностьюравный длительности радиоимпульсов и задержанный относительно зондирующего радиоимпульса на время распространения выбранного эхоим- пульса в образце. В результате этого на экране осциллографа 8 воспроизводится в общем случае эллиптическая траектория ультразвуковых колебаний, происходящих в плоскости, где расположеШ) электроакустические преобразователи. По изменении упругих свойств, например, под действием магнитного попя или в результате изменения температуры угол поворота плоскости поляризации и степень эллиптичности могут изменять0

5

0

5

0

ся, что и можно наблюдать на экране осциллографа.

Формула изобретения Визуализатор ультразвукового поля в плоскопараллельных изделиях.

515

содержащий генератор высокочастотных сигналов, подключенный к нему передающий электроакустический преобразователь, предназначенный для установки на поверхности изделия,последовательно соединенные первый приемный электроакустический преобразователь, предназначенный для установки на противоположной поверхности изделия, осциллограф, вход вертикального отклонения луча которого соединен с выходом усилителя, и первый генератор импульсов, выход которого соединен с входом генератора вы сокочастотных сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных зозможнос- тей за счет измерения также и угла поворота плоскости поляризации и

16952

амплитуд составляющих эллиптически поляризованной поперечной ультразвуковой волны, он снабжен последовательно соединенными вторым приемным электроакустическим преобразователем, предназначенным для установки на поверхности изделия рядом с первым приемным электроакустическим преобразо- 0 вателем, с углом между направлением чувствительности первого и второго приемнь Х электроакустических преобразователей составляющим 90°, и вторым усилителем, выход которого соединен 15 с входом горизонтального отклонения

луча осциллографа, и вторым генератором импульсов, выход которого соединен с выходом модуляции яркости луча осциллографа, а вход соединен с 20 выходом первого генератора импульсов.

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается за счет возможности дополнительного измерения угла поворота плоскости поляризации и амплитуд составляющих эллиптически поляризованной поперечной ультразвуковой волны /УЗВ/ путем использования второго приемного канала, измеряющего интенсивность ультразвуковых колебаний в направлении, перпендикулярном направлению чувствительности первого приемного канала. Ультразвуковая волна, возбуждаемая в образце 3 передающим электроакустическим преобразователем 2, который питается генератором 1 высокочастотных сигналов, генерирует в приемных электроакустических преобразователях 4 и 5 колебания в перпендикулярных направлениях. Выходной сигнал с преобразователей 4 и 5, пропорциональный интенсивности составляющих УЗВ, подается на отклоняющие пластины осциллографа 8. Об угле поворота плоскости поляризации, амплитуде УЗВ и амплитудах составляющих УЗВ судят по размерам эллипса, формирующегося на экране осциллографа 8. 3 ил.

фие.2