Способ измерения скорости и затухания акустических волн в материале Советский патент 1991 года по МПК G01H5/00 G01H3/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для акустической диагностики механических свойств конструкционных материалов и горных пород.

Цель изобретения - повышение точности измерения скорости и затухания акустических волн за счет уменьшения ошибок, связанных с отклонением исследуемой волны от идеально плоской волны.

На фиг. 1 показана схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 возбуждения продольных колебаний с частотой ш, возбудитель 2 колебаний в исследуемом материале 3. преобразователи 4-6 перемещений, аналого-цифровые преобразователи 7-9, блоки 10-12 задержки, три специализированных вычислительных блока 13-15, реализующих функцию

О 01

д -1М + 2 УИ yk2 cos а) А

А|с - V«

«in . Л

sin «ыА

(1)

и два специализированных вычислительных блока 16, 17, реализующих соответственно, расчет выражений

(2)

v arccos

f AI уз + Аз УII )А2

2 А Аз У21

о

со

-i

AJjxMJ,) 1 Ai V 1

f

Ai

X1

,n (« +) XI (xl + 2НН

(3)

где ук1, Ук2 - ординаты колебаний, соответственно, для первого и второго моментов времени для контролируемых точек К 1,2,3;

А - время между первым и вторым измерениями;

h - расстояние между контролируемыми точками;

xi - расстояние от точки ввода исследуемой акустической волны в образец материала до первой контролируемой точки поверхности образца.

Сущность способа измерения скорости и затухания акустических волн в материале заключается в том, что на поверхности материала в трех равноотстоящих точках в направлении распространения волны дважды измеряют смещение в волне, измеряют расстояние от точки ввода акустической волны в материал до ближайшей из контролируемых точек поверхности, в которых измеряют смещение, расстояние между контролируемыми точками выбирают меньше длины исследуемой волны, а интервал времени между первым и вторым измерениями смещений устанавливают меньше периода исследуемой волны, определяют амплитуды колебаний в каждой из контролируемых точек и разность фаз колебаний для двух соседних контролируемых точек, которые учитывают при определении скорости и затухания акустической волны.

Способ реализуют следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает электрические гармонические колебания, возбудитель 2 преобразует их в механические гармонические колебания, которые, пройдя через материал 3, фиксируются преобразователями 4-6, преобразующими механические колебания в электрические. Аналого- цифровые преобразователи 7-9 осуществляют дискретизацию принятых датчиками сигналов. Блоки 10-12 задержки задерживают поступающие на их входы сигналы на время А . Специализированные вычислительные блоки 13-15 реализуют операцию вычисления по формуле (1), а блоки 16, 17 - по формулам (2) и (3), соответственно.

Изобретение обеспечивает учет отклонений реальной исследуемой волны от идеально плоской волны, что приводит к повышению точности измерений скорости и затухания акустической волны в материале.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ измерения скорости и затухания акустических волн в материале, заключающийся в том, что на поверхности материала в трех равноотстоящих точках в

направлении распространения волны дважды измеряют смещение в волне, по которым судят о скорости и затухании акустической волны, отличающийся тем. что. с целью повышения точности измерения за счет

уменьшения ошибок, связанных с отклонением исследуемой волны от идеально плоской волны, измеряют расстояние от точки ввода акустической волны в материал до ближайшей из контролируемых точек поверхности, в которых измеряют смещения, расстояние между контролируемыми точками выбирают меньше длины исследуемой волны, а интервал времени между первым и вторым измерениями смещений устанэвливают меньше периода исследуемой волны и определяют амплитуды колебаний в каждой из контролируемой точек и разность фаз колебаний для двух соседних контролируемых точек, которые учитывают при опрёделении скорости и затухания акустической волны.

shv-b ErsififiMtp+t)

Фиг.2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для акустической диагностики механических свойств конструкционных материалов и горных пород. Целью изобретения является повышение точности измерения скорости и за- тухания акустических волн за счет уменьшения ошибок, связанных с отклонением исследуемой волны от идеально плоской волны. В материале возбуждают продольную акустическую волну и измеряют в два момента бремени смещения в волне в трех равноотстоящих точках в направлении-распространения волны, измеряют расстояние от точки ввода акустической волны в материал до одной из точек, в которых измеряют смещение, расстояние между точками, в которых проводят измерения, выбирают меньше половины периода волны. По измеренным параметрам расчитывают амплитуды колебаний в каждой из трех точек и сдвиг фаз, по которым судят о скорости волны и ее затухании. 2 ил. w ё