Способ измерения скорости поперечных акустических волн Советский патент 1989 года по МПК G01N29/00 G01H5/00 

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при исследовании и контроле свойств материалов с больгаим коэффициентом поглощения поперечных волн.

Цель изобретения - повьпление чувствительности и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена схема для осуществления предлагаемого способа.

Пьезоизлучатель 1 и образец 2 исследуемого материала, на поверхность которого установлен пьезо- приемник 4, помещены в иммерсионную жидкость 3.

Сущность изобретения состоит в том, что при измерении скорости поперечных волн в исследуемом материале отсутствуют продольные волны, благодаря чему вся энергия, вводимая в исследуемую среду падающими волнами, преобразуется в рабочие поперечные волны. Таким образом повьппается достоверность и чувствительность измерений.

Кроме того, измерение скорости поперечных волн может быть проведено и без приема поперечных волн, ограничиваясь обнаружением момента исчезновения продольных волн в исследуемом материале. Это дает возможность исследовать поперечные волны малой интенсивности, так как их скорость определяется косвенным

разом. Это позволяет измерить скорость поперечных волн в материалах с большим коэффициентом поглощения поперечных волн.

Способ осуществляют следующим образом,

Подключенный к генератору импульсов пьезоизлучатель 1 излучает продольные акустические волны в жидкость 3, которые падают под углом oi на исследуемую среду 2, отчасти отражаются под углом о в жидкости 3 о т границы раздела ее с исследуемой средой 2 и отчасти преломляются под углом /5, в среду 2 в виде продольных волн и под углом виде поперечных волн. При плавном увеличении угла падения di увеличиваются также и углы , Продольные волны при всех углах падения об принимаются пьезоприемником 4, так как путь этих волн является радиусом R цилиндра, Когда угол падения достигает такой величины, при которой угол преломления поперечных волн ft 5°, в этот момент преломленные продольные волны в исследуемой среде отсутствуют, а их энергия Переходит поперечным волнам, распространяющимся в среде 2,

Таким образом, при угле преломления ftr 5 поперечные волны являются наиболее интенсивными, Пьезо- приемник 4 принимает только продольные волны, преломленные в среде 2, Поэтому при угле преломления поперечных волн й 45 пьезоприемник 4 не принимает продольных волн. В зто время пьезоизлучатель 1, подключенный на режим приема волн, принимает максимальный импульс продольных волн в жидкости, так как поперечные волны отражаются от поверхности цилиндра, на границе с жидкостью трансформи- руются в продольные волны, распространяющиеся обратно на пьезоизлуча- тель 1, который и принимает наибольший сигнал импульсных волн, который показывается на экране приемника при работе пьезопреобразователя 1 в ре- . жиме приема.

Таким образом, плавным изменением угла падения об достигается момент,

527570

при котором

10

15

20

25

30

35

40

45

50

продольные волны в твердой среде 2 отсутствуют, а поперечные волны являются наиболее интенсивными. В этот момент измеряют угол ,jt падения или sin oi x/R, Так как R - радиус окружности вращения преобразователя, являющийся известной постоянной величиной, следует измерить только величину X, Это позвоУ ляет измерение автоматизировать.

Вначале определяют соотношение (С/С) по формуле

С/С X 2/R, где С - скорость ультразвука в жидко&ти 3;

X - расстояние в направлении, параллельном поверхности исследуемой среды 2 между положением пьезо- излучателя в данный момент и его положением при нормальном падении волн на исследуемую среду.

Затем при известном значении скорости ультразвука в жидкости С определяют скорость поперечных волн С-г в исследуемой среде.

Формула изобретения

Способ измерения скорости поперечных акустических волн, заключающийся в том, что образец исследуемого материала помещают в иммерсионную жидкость, излучают с помощью пьезо- измерителя акустические колебания, последовательно изменяют угол падения акустических колебаний на поверхность образца, принимают с помощью пьезоприемника прошедшие через образец акустические колебания, измеряют угол падения, с учетом которого определяют скорость поперечных волн, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности и расширения функциональных возможностей, образец исследуемого материала выполняют в виде, половины цилиндра, ось вращения которого совмещают с осью вращения пьезоизлучателя, а угол падения акустических колебаний измеряют, когда интенсивность принятых акустических колебаний минимальна.

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при исследовании и контроле свойств материалов с большим коэффициентом поглощения поперечных волн. Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение функциональных возможностей. При измерении скорости поперечных волн в исследуемом материале отсутствуют продольные волны, благодаря чему вся энергия, вводимая в исследуемую среду падающими волнами, преобразуется в рабочие поперечные волны. Таким образом повышается достоверность и чувствительность измерений. Измерение скорости поперечных волн может быть проведено и без приема поперечных волн, ограничиваясь обнаружением момента и исчезновения продольных волн в исследуемом материале. 1 ил.