Устройство для измерения скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвука Советский патент 1975 года по МПК G01P3/66 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

1

Г Изобретение относится к технике иамё рения акустических параметров материалов например в полимерных пленках, волокнах и т, п.

Известно устройство для измерения ско рости распространения и затухания ультразвука, содержащее измерительную схему и два закрепленных с помощью стоек приемных преобразователя и один передающий, включающих в себя прижимное устройство, пьезопреобразователи, демпферы и волноводы.

Цель изобретения - повысить точность измерения скорости и поглащения ультразвука.

Это достигается тем, что волновод передающего преобразователя выполнен в виде экспоненциального полуволнового конценратора, плавно переходящего своим узким концом в четвертьволновые согласователи, образованные от сечения прямого усеченного конуса двумя взаимно перпендикулярными, касательными к окружности большего основания усеченного конуса секущими плоскостями, линия пересечения которых совI падает с диаметром меньшего осно&аыия концентраторов.

На фиг. 1 схематически изображено i предлагаемое измерительное устройство, I на фиг. 2 - конструкция передающего волновода,j Устройство содержит измерительную ; схему 1, приемные преобразователи 2, излучающий преобразователь 3, стаканы 4 для поджатая демпферов 5 к преобразова- телям 6 и волноводам 7, прижимное устройство 8, образец 9, основание 10 со стойками, экспоненциальный полувшшовой конденсатор 11 и четвертьволновые согласрватели 12,

Устройство работает следующим образом.

Измерительная схема 1 вырабатывает последовательность коротких возбуждающих импульсов, поступающих на передающий преобразователь 3, где они преобразуются в упругие колебания, которые, распространяясь в обе стороны от передающего преобразователя вдоль исследуемого с бразца 9, достигают приемных преобразователей 2,

Здесь происходит преобразование акустического сигнала в электрический. Далее электрические импульсы с приемных преобразователей поступают в измерительную схему, которая вырабйтьгоает и регистриру- 5 ет напряжение, пропорциональное акустической задержке в образце 9.

Измерение коэффициента поглощения ультразвука производится параллельно измерению скорости. Измерение осуществля- 10 ется путем сравнения амплитудных значений сигналов, прошедших различное расстсяние вдоль образца 9.

Благодаря конструкции четвертьволновых согласователей 12 акустическая энер- 15 гия, поступающая из первой ступени волновода 7, излучающего преобразователя, расшепляется на два пучка одинаковой интенсивности, причем здесь происходит даль-, нейшая концентрация акустической энергии. 20

Угол между плоскостями четвертьволновых согласователей 12 волновода передающего преобразователя равен 9О°, следовательно острые углы между осью концентра-, тора и этими плоскостями и острые углы ; 25 между плоскостями согласователей 12 и образцом 9 равны 45°.

Точное измерение коэффициента погло- , щения предполагает равенство энергий|

акустических колебаний, распространяю- 30

щихся вдоль образца 9 в двух направлениях от передающего преобразователя 3. Эта

задана решена с помощью описанной конструкции волнсжода передающего преобразователя. Поскольку приемные преобразователи 2 идентичны, то на их выходе будут сигналы, зависящие от коэффициента поглощения в исследуемом материале образца,

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвука в твердых материалах, например в полимерных пленках, содержащее из мерительную схему, два закрепленных с помощью стоек приемных преобразователя и один передающий, включающих в себя прижимное устройство, пьезопреобразователи, демпферы и волноводы, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повыще.нйЯ точности измерения, волновод передающетч) преобразоваюеля выполнен в виде экспоненциального Полуволнового концентратора, плавно переходящего своим узким концом в четвертьволновые согласователи, образованные от сечения прямого усеченного конуса двумя взаимно перпендикулярными, касательными к окружности большого основания усеченного конуса секушими плоско- ;стями, линия пересечения кот)рых совпадает с диаметром меньшего основания концентратора.

«м