УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЗВУКА В КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВЕЩЕСТВАХ Советский патент 1970 года по МПК G01P5/24 B06B1/06 

Изобретение относится к определению скорости звука в конденсированных веществах за фронтом, ударной волны.

Известные устройства, содержащие генератор ударной волны, исследуемый образец и регистратор, не обеспечивают высокой точности измерений.

Для достижения высокой точности измерений предлагаемый регистратор выполнен в виде блока пористого металла, установленного контактно с поверхностью исследуемого образца в месте выхода ударной волны, и подсоединен к источнику постоянного тока в направлении движения ударной волны.

На фиг. 1 представлена схема описываемого устройства, где: 1 - образец исследуемого вещества; 2 - ударник (источник ударной волны); 3 - регистратор из пористого металла; 4-источник постоянного тока; 5-осциллограф.

Устройство позволяет определить (х-t координаты точки догона фронта ударной волны волной разгрузки в исследуемом образце.

На фиг. 2 изображена (х-/)-диаграмма, где: 1 - образец исследуемого вещества; 2- ударник; 3 - регистратор из пористого металла; DI-ударная волна в образце исследуемого вещества; Ds - ударная волна в регистраторе пористого металла; Ui + с - скорость распространения головной характеристики

волны разрежения; А - точка догона фронта ударной волны волной разгрузки в образце исследуемого вещества; BI, В - точки догона фронта ударной волны волной разгрузки в регистраторе из пористого металла; HI, HZ - толщины образца исследуемого вещества.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для определения скорости звука в исследуемом образце 1 (см. фиг. 1) на одну из его плоскостей устанавливают регистратор 3, изготовленный из пористого .металла насыпной плотности или отпрессованный из порощка. Ударную волну создают ударом летящей пластины 2 (ударником) по другой поверхности исследуемого образца. Через регистратор в направлении движения ударной волны пропускается постоянный ток от источника 4. Падение напряжения на регистраторе фиксируется

осциллографом 5.

Рассмотрим (х - /)-диаграмму, показанную на фиг. 2. В исследуемом образце / твердого тела создается ударная волна при столкновении ударника 2 с образцом /. При выходе

ударной волны D на контактную границу образца и регистратора 3 из пористого металла происходит распад разрыва, в результате чего по регистратору идет ударная волна Ds. Головная характеристика «i + Ci волны

ударника, догнала бы ударную волну DI при достаточно большой толщине образца 1 в точке Л. Знание координат точки А позволяет определить скорость звука-cj в исследуемом образце. Однако при некоторой толщине HI образца и при наличии регистратора из пористого металла догон происходит в точке BI или в точке BZ при толщине образца Н.

Из (х- )-диаграммы видно, что точка А является определенным положением точек В и расположена на прямой BI В. Таким образом, для определения (х - )-координат точки А достаточно получить координаты точек Si и Бг.

Регистрация (х - /)-координат точек В в регистраторе 5 происходит путем непрерывной

записи скорости ударщой волны в пористом металле. Регистратор из пористого металла, являющийся конгломератом зерен металла, в несжатом состоянии имеет конечное, не равное нулю сопротивление, складывающееся из переходных сопротивлений меледу зернами. При пропускании через регистратор тока сни. маемое напряжение регистрируется осциллографом. При распространении ударной волны по пористому металлу уменьшается толщина несжатой части пористого регистратора, соответственно изменяется его сопротивление и регистрируемая амплитуда напряжения. В

итоге получается в (х - г)-координатах запись, представляющая собой траекторию движения фронта ударной волны в пористом датчике. При постоянстве скорости эта траектория представляет собой прямую линию. При догоне фронта ударной волны волной разгрузки скорость ударной волны уменьщается, и траектория имеет точку перегиба - точку BI на фиг. 2.

При измерении скорости звука в ударносжатых твердых телах с помощью данного устройства (х - О-координаты точка А - догона фронта ударной волны волной разгрузки - находят путем регистрации (х - )-координат аналогичных точек Si в пористом регистраторе.

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости звука в конденсированных веществах, содержащее генератор ударной волны, исследуемый образец и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в нем регистратор

выполнен в виде блока пористого металла, установленного контактно с поверхностью исследуемого образца в месте выхода ударной волны, и подсоединен к источнику постоянного тока в направлении движения ударной волны.

W777777777 . ч У