Способ измерения скорости ультразвуковых волн Советский патент 1991 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля свойств материалов изделий на основе измерения скорости ультразвука в них

Цель изобретения - повышение точности измерения путем обеспечения меньшего перепада амплитуд принятых сигналов.

На фиг.1 приведен пример устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.2, 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит ванну 1 с иммерсионной жидкостью, в которую помещается изделие 2, два электроакустических преобразователя 3 и 4, расположенные в ванне 1 соосно на известном расстоянии, генератор 5, выход которого соединен с преобразователем 3 и 4, два усилителя б и 7 импульсов, входы которых соединены с преобразователями 3 и 4, а выходы - с коммутатором 8, селектор 9, в закрытом состоянии не пропускающий только

OS Јъ

первый, следующий за зондирующим, импульс, причем вход селектора 9 соединен с выходом коммутатора 8 и измеритель 10 временных интервалов, один вход которого соединен с выходом се- лекторч 9, а другой - с синхровыходом генератора 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Генератор 5 одновременно возбуждает преобразователи 3 и 4, которые излучают продольные ультразвуковые волны ограниченной длительности. В режиме приема каждый из преобразователей сначала принимает импульс, отраженный от внешней поверхности изделия (фиг.2, 3, сигнал I и II), затем импульс, однс .ратно прошедший через изделие (фиг.2, 3, сигнал III). Усилители 6 и 7 усиливают и детектируют имлульсы для последующей регистрации. С помощью коммутатора 8 через селектор 9 к измерителю 10 временных интервалов подключают сначала канал преобразователя 3 (фиг.2), затем канал преобразователя 4 (фиг.З). Измеритель 10 временных интервалов измеряет время между зондирующим импульсом и следующим импульсом, пришедшим с селектора 9. Время t, и tg измеряется при открытом селекторе, время t-j - при закрытом селекторе.

Скорость продольных ультразвуковых волн в ИЗДРЛИИ с учетом известных зависимостей определяют по формуле

Ся 2b-Z 9oiHJ ± Ј2j 2t5- (t, + t2) где L, - расстояние между преобразователями;

С.- скорость ультразвука в иммерсионной жидкости; t,- временной интервал между зондирующим импульсом и отраженным импульсом, принимаемым с одного преобразователя;

t,- временной интервал между зондирующим иипульсом и отраженным импульсом, принимаемым с другого преобразователя;

t - временной интерв-in зондирующим импульсом и импульсом, однократно прошедшим через изделие. В связи с тем, что в предлагаемом способе для измерения скорости ульт- 0 развука используются импульсы, однократно отраженные от внешних поверхностей изделия, и импульсы, однократно4, прошедшие через изделие, которые обладают большой интенсивностью и 5 регистрируются надежно, ошибка, связанная с растягиванием переднего фронта импульсов, уменьшается в 4- 5 раз по сравнению с известным способом. Измерений величины акустической 0 базы изделия для определения скорости ультразвука в материале изделия при этом не требуется, что также способствует повышению точности измерения.

Формула изобретения

Способ измерения скорости ультразвуковых волн, заключающийся в излучении ультразвуковых волн нормально

0 к поверхности изделия, находящегося в ванне с иммерсионной жидкостью, приеме однократно прошедших через изделие продольных ультразвуковых волн и измерении временных интервалов меж5 ДУ импульсами, по которым определяют скорость ультразвука в материале изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, ультразвуковые волны

0 излучают одновременно во встречных направлениях, принимают импульсы ультразвуковых волн, отраженные от внешних поверхностей изделия, временные интервалы измеряют между зонди5 рующим импульсом и принятыми импульсами, по измеренным временным интервалам определяют размер изделия и время распространения ультразвуковых волн в изделии, по которым вычисля0 ют скорость ультразвука в материале изделия.

//

///

Измерение относится к измерительной технике и может оыть использовано для контроля свойств материалов на основе измерения скорости ультразвука в них. Цель изобретения - повышение точности измерения путем использования импульсов большей амплитуды с Ьолее крутыми фронтами. Одновременно возбуждают электроакустические преобразователи, которые излучают продольные ультразвуковые волны ограниченной длительности нормально к поверхности изделия, расположенного в ванне с иммерсионной жидкостью, с противоположных сторон относительно этого изделия. В режиме приема каждый из преобразователей сначала принимает импульс, отраженный от внешней поверхности изделия, затем импульс, однократно прошедший через изделие. Измеряют временные интервалы между зондирующим импульсом и принятыми импульсами, по которым определяют скорость Cg ультразвука в материале изделия Cg 2L - С0(с( + + с2)/2сэ-и + tt), где L - расстояние между преобразователями; CQ - скорость ультразвука в иммерсионной жидкости; t ( - временной интервал между зондирующим и отраженным импульсом, принимаемым с одного преобразователя; t- - временной интервал между зондирующим импульсом и отраженным импульсом, принимаемым с другого преобразователя; с - временной интервал между зондирующим импульсом и импульсом, однократно прошедшим через изделие. 3 ил. Ј3 & Cfc