Способ определения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в материале Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности измерений в двухслойных материалах.

На чертеже представлены схемы распространения ультразвуковых колебаний при измерении со стороны передней (а) и обратной (б) поверхностей исследуемого материала, поясняющие способ.

Способ определения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в материале реализуется следующим образом.

Излучают ультразвуковые колебания через промежуточную среду, например иммерсионную жидкость 1, в направлении передней поверхности 2 плоскопараллельного образца из исследуемого материала со стороны его первого слоя 3. Измеряют величину АО амплитуды сигнала падающих на эту поверхность ультразвуковых колебаний. Принимают отраженные ультразвуковые колебания и измеряют величины AI и А2 амплитуд сигналов, отраженных от передней

О 4 VI СО VI О

поверхности 2 и поверхности 4 раздела слоев материала соответственно ульдразвуко- вых колебаний. Излучают ультразвуковые колебания с амплитудой АО через иммерсионную жидкость 1 в направлении обратной поверхности 5 образца со стороны второго слоя 6. Принимают отраженные ультразвуковые колебания и измеряют величины Аз и Аз амплитуд сигналов, отраженных от поверхности 4 раздела слоев материала и обратной поверхности 5 ультразвуковых колебаний соответственно, Определяют величины «1, ai коэффициентов затухания ультразвуковых колебаний в средах первого и второго слоев соответственно из соотношений

(A%-A3)(A4-Ai)

«1

1

In

:(D

2 И (А2-А1А4)А2

1 tn(AS-d)(Al-A4)tp)

2I2(Al-AiA4)A3

гдк И, z - толщины первого и второго слоев исследуемого материала соответственно.

Величины амплитуд At и Аз, отражен- ныхрт поверхностей 2 и 4 сигналов, связаны с величиной АО сигнала падающих ультразвуковых колебаний соотношениями

Ai A0Ri;(3)

A2 A0Di2R2i 2ai11 ,(4)

где Ri, Di - соответственно коэффициенты отражения и прохождения ультразвуковых колебаний на поверхности 2;

R2 - коэффициент отражения ультразвуковых колебаний на поверхности 4.

Величины амплитуд Аз и А4, отраженных от поверхностей 4 и5 сигналов, связаны с величиной АО аналогичными соотношениями

Ai A0Ra;(5)

A3 A0D32R21J 20 212 ,(6)

где Ra, Оз - соответственно коэффициенты отражения и пропускания ультразвуковых колебаний на обратной поверхности 5 исследуемого материала;

R21 - коэффициент отражения ультразвуковых колебаний на поверхности 4 при их падении со стороны поверхности 5 образца исследуемого материала.

Из выражений (3}-(6) с учетом того, что

D2 1 - Rlf , 03 1 - Rfi , Ri A1/A0 .

R3 A4/Ao . R2 |f - &

, T+R1

Z1 Z0

, 1 +R3

IvT Z2

ZL Z2, Za - соответственно акустические им- педансы слоев 3, 6 и иммерсионной жидкости 1, получают соотношения (1) и (2), позволяющие определить значения коэффициентов а , CQ , Как видно из выражений для коэффициентов отражения, эти величины являются комплексными, поэтому в соотношениях (1) и (2) фигурируют комплексные амплитуды сигналов, т.е. реально измеряют их

модуль и фазу, т.е. знак амплитуды.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в материале, включающий излучение через промежуточную среду в направлении поверхности плоскопараллельного образца исследуемого материала ультразвуковых

колебаний, причем отраженных от поверхностей материала сигналов, измерение величины амплитуды, сигнала дважды прошедших через образец и вышедших через его переднюю поверхность ультразвуковых колебаний и определение с учетом последней искомого-параметра, о т л и ч a torn, и и с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности измерений в двухслойных материалах, измеряют величины А0, AI и Аа амплитуд сигналов падающих на переднюю поверхность, отраженных от этой поверхности л отраженных от поверхности раздела слоев материала ультразвуковых колебаний

соответственно, излучают ультразвуковые колебания через промежуточную среду в направлении обратной поверхности образца исследуемого материала, принимают отраженные сигналы, измеряют величины Аз и

А4 амплитуд сигналов отраженных от поверхности раздела слоев материала и обратной поверхности ультразвуковых колебаний соответственно, а величины «i и аг коэффициентов затухания ультразвуковых

колебаний в первом и втором слоях материала соответственно определяют из соотношений

0

а

«%

1 1„ (A§-A3)(A4-At) (Al-Ai )A2

(А%-А$)(А1-А4)

(A0-Ai A4)A3

2 И

2l2

In

In

55

где И и l2 - толщины первого и второго слоев исследуемого материала соответственно.

S

Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Целью изобретений является расширение области применения за счет обеспечения возможности измерений в двухслойных материалах. Ультразвуковые колебания излучают через промежуточную среду в направлении передней поверхности плоскопараллельного образца из исследуемого материала, измеряют величину амплитуды падающего сигнала. Принимают отраженные от передней поверхности и поверхности раздела слоев материала сигналы и измеряют их амплитуды. Излучают ультразвуковые колебания с той же амплитудой через промежуточную среду в направлении обратной поверхности образца, принимают отраженные от этой поверхности и поверхности раздела слоев материала сигналы и измеряют их амплитуды. Определяют коэффициенты затухания ультразвуковых колебаний в слоях материала с учетом измеренных значений амплитуд падающего и отраженного сигналов. 1 ил. Ј