СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В СРЕДАХ Советский патент 1970 года по МПК B06B1/06 

Изобретение относится к области импульсной техники.

Известные способы измерения скорости ультразвука с иомощыо калибровочной развертки или путем наложеиия калибровочного высокочастотного напряжения на принятый имиульс не удовлетворяют требованиям точности измерения.

Предлагаемый способ измерение скоросги и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в средах отличается от известных тем, что аппроксимируют форму переднего фронта принятого сигнала изменением частоты и амплитуды эталонного напряжения, определяют параметры формы аппроксимируюш,его напряжения, например синусоидального, по величипе разности интервала времени от момента посылки зондирующего импульса до характерной точки на аппроксимирующем сигнале и четверти иериода аппроксимирующего наиряжения определяют скорость ультразвуковых колебаний и ио величине отношения разности периодов аипроксимирующего нанряжения на двух базах измерения к разности баз определяют коэффициент затухания, что позволяет повысить точность измерения и средах с большим затуханием.

На фиг. 1 представлена диаграмма, поясняющая предлагаемый способ; на фиг. 2-блоксхема устройства, реализующего его.

Сущность предлагаемого сиособа заключается в следующем. Форму переднего фронта принятого сигнала, прощедщего через исследуемую среду, аппрокснмируют эталонным напряжением, например синусоидальным, путем изменения частоты и амплитуды эталонного напряжения. Точность аппроксимации, т. е. восироизведения формы нереднего фронта принятого сигнала контролируют путем наложения с помощью двухлучевого индикатора эталонного напряжения на принятый сигнал (фиг. 1). Определяют период Т аппроксимирующего эталонного напряжения и время i от момента посылки зондирующего импульса О до характерной точки К. аппроксимирующего эталонного напряження, расположенной на

уровне -у , где Л - амплитуда первой полуволны принятого сигнала, прощедшего через исследуемы материал. Интервал времен ot момента вступления нринятого сигнала X (фиг. 1), до характерной К легко определяется как четверть периода Т аппрокс ширу ощего нанряжения, и скорость ультразвуковых колебаний определяют по величине разности интервала времен t от момента посылки зондирующего импульса до характерной точки йа апИрокси пру ощем сиглале и четверти периода Г аппрокспмиру ощего напряжения.

Для определения коэффициента затухания используют «расплыв импульса, т. е. зависимость величины периода Г аппроксимирующего напряжения от базы измерения. Принимая, например, эту зависимость линейной, коэффициент затухания определяют по величине отношения разности периодов аппроксимирующего напряжения на двух базах измерения к разности баз измерения.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый импульснопараметровый способ пзмерепия скорости и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний.

Устройство содержит прибор / для возбуждения и приема ультразвуковых колебаний и измерения интервалов времени; делитель частоты 2 с импульсным трансформатором; генератор 3 синусоидальных электрических колебаний; двухлучевой осциллограф 4; частотомер 5.

Устройство работает следующим образом. Задающий генератор ирпбора / вырабатывает короткие импульсы для запуска cxeMiii ступенчатой и плавной задержек развертки луча, используемых для отсчета времени, через линию задержки генератора УЗК. Синхронизация задающего генератора осуществляется синусоидальными электрическими колебаниями генератора 3 через делитель частоты 2 и импульсный трансформатор. Электрические импульсы генератора УЗК прибора / возбуждают пьезоэлектрический излучатель, который преобразовывает их в механические колебания и через контактный слой вводит в исследуемый материал. Прошедшие через материал ультразвуковые колебания поступают на приемный пьезоэлектрический датчик, преобразовываются им в электрические колебанр Я и поступают на вход усилителя прибора 1. После усилепия принятые ультразвуковые колебания подаются на вертикально-отклоняющие пластины осциллографического индикатора прибора 1 и параллельно на один из лучей двухлучевого осциллографа 4 для визуального наблюдения. Одновременно на второй луч двухлучевого осциллографа 4 подается синусоидальпое напряжение, вырабатываемое генератором 3 синусоидальных электрических колебаний. Пилообразное напряжение, вырабатываемое генератором ждущей развертки прибора /, подается на горизонтально-отклоняющие пластины электроннолучеБЫх трубок прибора / и двухлучевого осциллографа 4 . Частота (или период) сипусоидальных колсбапий, вырабатываемых генератором 3, определяется частотомером 5.

Предмет изобретения

Способ измерения скорости и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в средах путем наложения с иомощью дву.хлучевого индикатора эталонного папряжепия на принятый сигпал, прошедший через исследуемую

среду, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в средах с большим затуханием, аппроксимируют форму переднего фронта принятого сигнала изменением частоты и амплитуды эталонного напряжония, определяют параметры формы аппроксимирующего напряжения, например синусоидального, по величине разности интервала времени от момента посылки зондирующего имиульса до характерной точки на аппроксимирующем сигнале и четверти периода аппроксимирующего напряжения определяют скорость ультразвуковых колебаний и по величине отношения разности нериодов аппроксимирующего напряжения на двух базах измерения к разности баз определяют коэффициент затухания.

..- epeЗнuu ..

J /