Способ определения собственной формы колебаний объекта Советский патент 1991 года по МПК G01H1/00 

Изобретение относится к виброметрии, а именно к способу определения формы колебаний объекта, находящегося в жидкости, в частности излучающей пластины гидроакустического устройства.

Целью изобретения является повышение достоверности при исследовании объекта, находящегося в жидкости.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Способ заключается в ел дующем.

В сосуде 1, заполненном подвергающейся электролизу жидкостью 2, размещают исследуемый объект 3, поверхность 4 которого, служащую одним электродом, подключают к одному из полюсов регулируемого источником 5 постоянного тока (если объект 3 изготовлен из неэлектропроводного материала, то его поверхность металлизируется), другой полюс которого соединяют с вторым электродом 6, который устанавливают эквидистантно поверхности 4 объекта 3 так, чтобы он полностью пере- юывал ее, для обеспечения одинаковой пг юности тока в различных точках поверхности 4. Второй электрод 6 может быть выполнен сплошным (в этом случае он должен быть убирающимся) или в виде сетки или решетки с ячейками, обеспечивающими наблюдения поверхности 4 с помощью оптического устройства 8. Если жидкость 2 не является.электролитом, в нее вводят химические добавки, превращающие ее в электмвсь&

о ю ы ы

ю го

ролит. Так, например, пресная вода превращается в электролит путем добавки в нее хлористого натрия.

Затем производят электролиз жидкости для создания на поверхности 4 однородного слоя газовых пузырьков 7, Если поверхность 4 служит катодом, то на ней создается слой пузырьков водорода, а если анодом, то создается слой пузырьков кислорода с хлором (при электролизе воды с добавкой хлористого натрия). Образование слоя газовых пузырьков 7 прекращают с началом отрыва их от поверхности 4. Отрыв пузырька от покоящейся поверхности возможен при достижении определенного объема. До достижения этого объема пузырьки будут удерживаться на поверхности, так как сила сцепления пузырька с поверхностью превышает действующую на него выталкивающую силу.

Затем с помощью генератора 9 возбуждают резонансные упругие колебания объекта 3. Величина вибрационной силы, действующей на пузырек 7, пропорциональна виброускорению в месте сцепления данного пузырька с поверхностью 4. Вследствие этого в местах с максимальнбй амплитудой колебаний пузырьки 7 отрываются от поверхности 4 и всплывают, а в местах с нулевой амплитудой (или близкой к нулевой) они остаются на поверхности. Наблюдение или регистрация (например, с помощью фотоаппарата) распределения газовых пузырьков на колеблющейся поверхности позволяет найти линии пучностей и узлов исследуемой формы колебаний.

Изобретение повышает достоверность определения собственной формы колебаний объекта, находящегося в жидкости, так как в случае создания слоя индикаторных частиц из песка или подобной мелкодисперсной среды, как это имеет место в известном способе, частицы смачиваются и прилипают одна к другой, вследствие чего наблюдаемая картина распределения частиц не соответствует действительному положению линий узлов и пучностей колебаний. В случае же определения известным способом формы колебаний объекта в воздухе необходим пересчет, учитывающий различие условий колебаний в жидкости и воздухе (в частности, различие волновых сопротивлений среды).

Пример 1. Определялись собственные формы колебаний прямоугольной металлической пластины размером 24,5 х 15,0 см. Пластину погружали в подсоленую воду (25 г NaCI на 1 л воды) так, чтобы она располагалась горизонтально К исследуемой пластине подключали отрицательный полюс источника постоянного тока ТЕС-38, положительный полюс которого соединяли с вторым электродом в виде металлической

пластины таких же, что и исследуемая, размеров. Электролиз проводили при токе 0,8 А. В течение 25 с на исследуемой пластине образовался однородный слой пузырьков водорода диаметром ,2 мм. После этого

второй электрод удаляли. Возбуждение колебаний пластины осуществлялось на различных ее резонансных частотах, лежащих в диапазоне 0...10 кГц.

Пример 2. Определялись собственные формы колебаний круглой пластины пьезоизлучателя, диаметр которой 4,6 см, в таком же, что и в примере 1, электролите. Эту пластину подключали к положительному полюсу источника постоянного тока, а

второй электрод - к отрицательному. Электролиз проводили при токе 0,04 А. Через 30 с, когда газовые пузырьки достигли такого размера, что начался их отрыв от поверхности пластины, процесс электролиза прекращали, второй электрод удаляли и возбуждали резонансные колебания пластины пьезоизлучателя путем подачи на него переменного напряжения частотой 15,6 кГц (рабочая частота резонансного пьезоизлучателя),

В приведенных примерах формы колебаний достаточно четко выявлялись по распределению газовых пузырьков.

Формула изобретения

1. Способ определения собственной формы колебаний объекта, по которому предварительно на поверхности объекта создают однородный слой индикаторных частиц, возбуждают резонансные упругие

колебания объекта и по определению частиц на поверхности находят линии пучностей и узлов исследуемой формы колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности при исследовании объекта, находящегося вжидкости,слой индикаторных частиц создают в виде газовых пузырьков, которые получают путем электролиза жидкости, используя в качестве одного из электродов поверхность объекта,

на которой создают слой газовых пузырьков, и полностью перекрывая эту поверхность эквидистантно устанавливаемым вторым электродом, при этом процесс электролиза прекращают с началом отрыва гтузырьков от поверхности,

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что после образования слоя газовых пузырьков второй электрод удаляют.

Изобретение относится к виброметрии и обеспечивает повышение достоверности определения собственной формы колебаний объекта, находящегося в жидкости. Линии узлов и пучностей исследуемой формы колебаний находят по распределению индикаторных частиц на поверхности объекта, в котором возбуждаются резонансные упругие колебания. Однородный слой индикаторных частиц на поверхности объекта создают в виде газовых пузырьков, которые получают путем электролиза жидкости, используя поверхность объекта в качестве одного из электродов. Второй электрод устанавливают эквидистантно этой поверхности так, чтобы он полностью перекрывал ее, Процесс электролиза прекращают с на: чалом отрыва пузырьков от поверхности. После образования слоя газовых пузырьков второй электрод удаляют. Изобретение позволяет определять собственные формы колебаний объекта, например излучающей пластины гидроакустического устройства, в условиях, соответствующих эксплуатационным. 1 з.п.ф-лы, 1 ил