Способ определения акустических характеристик образца Советский патент 1990 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для исследования, локальных акустических свойств образца путем определения коэффициентов отражения и прохождения ультразвуковой волны при различных углах падения.

Целью изобретения является повышение точности измерений коэффициента отражения в области углов падения.

меньших 45, возможность определения акустических характеристик анизотропных образцов и повышение информативности за счет определения коэффициента прохождения.

На черт еже представлена структурная схема Устройства для реализации способа определения акустических характеристик образца.

Устройство выполнено на основе канирующего акустического микроскоа и содержит - электроакустический злучатель в виде сфери ческого пье- окерамического фокусирующего излуателя 1, возбуждаемого генератором когерентных радиоим пульсов,иммерсионную среду 3, образец 4,приемные лектроакустические преобразователи 5 -и 6,выполненные с цилиндpичecки- ми поверхностями, причем образуюище цилиндрических поверхностей параллельны поверхности образца,приемное устройство 8, к которому подводятся сигналы приемных преобразователей и выход которого соед}П1еп с устройством 9 обработки и регистрации сигнала,

-Способ определения акустических характеристик образца осуществляется следующим образом.

Последовательность когерентных радиоимпульсов от генератора 2 подводится к фокусирующему излучателю 1 , который излучает в иммерсионную среду продольную сферическую ультразвуковую волну. Эта волна падает на .исследуемый участок образца 4,частично отражается, а частично проходит через него. Отраженная и прошед- щая волны принимаются преобразователями 5 и 6 соответственно, которые перемещаются равномерно вдоль поверхности образца механизмом 7 сканирования. Падающая сферическая волна представляет собой суперпозицию плоских волн с различными направлениями распространения, образующих угловой спектр падающей волны. После отражения (прохождения) эти плоские волны меняют амплитуду и фазу в соответствии cf коэффициентом отражения (прохождения) образца.

Из-за того, что преобразователи 5 и б являются цилиндрическими, они чувствительны лищь к тем плоским волнам, волновые вектора которых лежат в плоскости, перпендикулярной образующей, цилиндрической поверхности.

Благодаря тому, что приемные преобразователи являются движущимися, они принимают каждую из плоских волн на своей частоте f, сдвинутой относительно частоты излучаемой волны на величину допплеровского сдвига;

п

..f-.I-f -.- sin9,

f. с

5

0

где V - скорость аеремещения приемного преобразователя; с - скорость звука в иммерсионной среде;

0 - угол падения соответствующей плоской волны. Электрический сигнал с приемных преобразователей подвергается обработке в приемном устройстве 8 - осуществляется его выделение на фоне помех и сигналов переотражения.Устройство обработки и регистрации сигнала производит спектральный анализ принимаемого сигнала, на основе чего определяются зависимости коэффициентов отражения и прохождения от угла падения.

Необходимые сведения об угловом спектре подающей волны получают путем калибровки на образцах с известными коэффициентами отражения и прохождения.

25 Формула изобретения

1. Способ определения акустических характеристик образца, заключающийся в том, что возбуждают в иммерсионной среде продольную ультразвуковую волну, фокусируют ее на поверхности образ1 ;а, принимают электроакустическим преобразователем в процессе его перемещения отраженную от поверхности образца волну, по спектральным характеристикам которой определяют коэффициент отражения, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений коэффициента отражения в области углов падения, меньших 45°, и возможности определения акустических характеристик анизотропных образцов,перемещение приёмного электроакустического преобразователя осуществляют вдоль поверхности образца, а в качестве преобразователя используют датчик, чувствительный к волнам, волновые векторы которых лежат в одной плоскости, перпендикулярной поверхности образца.

0

5

0

5

50

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в качестве датчика используется пьезоэлемент с цилиндрической рабочей поверхностью.

3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, ЧТО , с целью повьше- ния информативности за счет опреде516104276

ления коэффициента прохождения,допол- кого преобразо-вателя осуществляют нительно принимают прошедшую через вдоль поверхности образца с проти- образец волну, а перемещение прием- воположной его стороны.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для исследования локальных акустических свойств образца путем определения коэффициентов отражения и прохождения ультразвуковой волны при различных углах падения. Целью изобретения является повышение точности измерений в области углов падения, меньших 45° и определение акустических характеристик анизотропных образцов. Согласно способу определения акустических характеристик образца направляют на поверхность образца сфокусированную продольную ультразвуковую волну, измеряют спектральные характеристики отраженной и прошедшей волн, по которым определяют коэффициенты отражения и прохождения для разных углов падения. Прием отраженной и прошедшей волн осуществляют электроакустическими преобразователями, движущимися равномерно вдоль поверхности образца и, кроме того, чувствительными лишь к волнам, волновые векторы которых лежат в одной плоскости, перпендикулярной поверхности образца. В качестве таких электроакустических преобразователей может быть использован цилиндрический пьезоэлемент. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.