Способ определения типа волны квазигармонического акустического сигнала Советский патент 1990 года по МПК G01H1/00 

Изобретение относится к акустическим измерениям и контроля и может быть использовано для анализа акустических сигналов.

Цель изобретения - расширение области применения за смет обеспечения возможности исследования волн, распространяющихся в различных материалах, путем использования явления изменения параметров сигналов вследствие физической и геометрической дисперсии.

Способ определения гипа волны квазигармонического акустического сигнала заключается в следующем.

Принимают акустический сигнал, выделяют не менее, чем два участка из принятого сигнала, сравнивают их параметры и с учетом их соотношения определяют тип волны принятого CHI нала. В качестве выделяемых участков

I

могут быть использованы полупериоды колебаний, один из которых выбирают на передней части сигнала, другой - не далее середины принятого сигнала. В качестве сравниваемых параметров могут быть использованы длительности выбранных полупериодов Ј, и Сг или модули их крутизны К и К, а тип волны определен в соответствии с зависимостью

С, : Ъг или К4 L Кг - изгибная

волна

Ј, Ъ Ј2 или к л ч продольная

или сдвиговая волна.

В качестве сравниваемых парамет- ров могут быть также приняты амплитуды полупериодов колебаний не менее двух сигналов неравной длины пути распространения, а тип волны определен по изменению отношения этих амплитуд

СЛ

4

со to

Јь СЛ

в зависимости от пройденного сигналом пути.

Способ определения типа волны акустического сигнала осуществляют следу- ющим образом.

Акустический сигнал, распространяющийся в материале изделия, принимают широкополосным электроакустическим приемником и полученный элект- рический сигнал усиливают. Из передней части сигнала посредством временных селекторов выделяют два соседних полупериода колебаний с положительной амплитудой. Длительности по- лупериодов колебаний преобразуют в цифровых кодах, разницу между которыми определяют при помощи реверсивного счетчика с индикатором. Если к прямому входу реверсивного счетчика под- ведены кодирующие импульсы, число которых пропорционально длительности первого выбранного полупериода колебаний, а к входу вычитания - кодирующие импульсы, число которых пропор- ционально длительности второго, последующего положительного полупериода колебаний, то положительный результат на табло счетчика указывает на продольную или поперечную, а отрицатель- ный - на изгибную волну. Сопоставле - ние длительностей полупериодов коле- баний периодического сигнала также можут быть осуществлено на экране электронно-лучевого индикатора методом наложения изображений этих полу- периоцов, причем при наблюдении полупериодов развертку индикатора в смежных периодах развертки запускают с задержкой около периода колебаний в сигнале (необходимой для совмещения сопоставляемых полупериодов вдоль линии развертки). Сигналы сложной формы предварительно фильтруют при помощи полосового фильтра и выделяют сигнал типа радиоимпульса.

Для дополнительного повышения точности идентификации приемник перемещают вдоль поверхности контролируемого изделия по окружности, а соотношения амплитуд контролируют посредством преобразования напряжения - код и аналогичного использования реверсивного счетчика. Если при перемещении приемника показание индикатора счетчика меняется резко, то волна отно- .сится к изгибной, если мало то волна относится к продольной или поперечной. Пля наблюдения изменения соот

0 5 д .

5

0

5

ношений амплитуд полупериодов колебаний в иденцифицируемом сигнале также удобно пользоваться электроннолучевым осциллографом.

При идентификации однократного сигнала неизвестного направления распространения, в целях повышения надежности определения типа волны, сигнал может быть принят в трех взаимно равноудаленных точках, причем взаимно сопоставляются отношения амплитуд выбранных полупериодов принятых колебаний .

Закономерность, позволяющая реализовать предлагаемый способ, получена на основе волнового уравнения и уравнения изгибных колебаний и их решения для полубесконечного синусоидального возбуждающего сигнала. Суть возможности получения такой закономерности заключается в том, что на форму сигнала продольных и поперечных волн основное влияние оказывает физическая дисперсия, а на форму сигнала изгибных волн - геометрическая дисперсия, причем это влияние различно, что позволяет из сопоставления участков сигнала согласно предложенным критериям судить о типе волны.

Формула изобретения

1.Способ определения типа волны кваэнгармонического акустического сигнала, включающий прием акустического сигнала, измерения его параметров и определение типа волны принятого сигнала, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности различения сигналов

с близкими скоростями, измеряют параметры колебаний для не менее двух полупериодов принятого квазигармонического акустического сигнала и с учетом соотношения измеренных параметров определяют тип волны принятого сигнала.

2.Способ по п. 1 , о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что в качестве измеряемых параметров квазигармонического акустического сигнала используют длительности полупериодов Ј, и

Ъг и определяют волну как изгибную, если о , с и как продольную или сдвиговую волну, если Ј, . D

3.Способ по п. отличающийся тем, что в качестве из

меряемых параметров принимают моду-меряемых параметров используют амп- ли крутизны полупериодов К и К литуды полупериодов колебаний не ме- и определяют волну как изгибную, ее-нее двух сигналов неравной длины пули К , -с Кг и как продольную илити распространения и судят о типе сдвиговую волну, если К 1 «2.волны по степени изменения отношения . Способ по п. 1, о т л и ч а -амплитуд полупериодов сигналов в за- ю щ и и с я тем, что в качестве из-висимости от пройденного пути.

Изобретение касается акустических измерений и контроля и может быть использовано для анализа квазигармонических акустических сигналов. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности исследования волн, распространяющихся в различных материалах, путем использования явления изменения параметров сигналов вследствие физической и геометрической дисперсий. Из принятого акустического сигнала выделяют не менее двух участков, например, полупериодов и по соотношению их параметров - длительностей, модулей крутизны, амплитуд определяют тип волны. 3 з.п.ф-лы.