Способ измерения коэффициента поглощения ультразвуковых волн Советский патент 1979 года по МПК G01N29/00 

Достигается это гем, что излучение производят из двух точек, расположенных по обе стороны от точек приема на проходящей через них прямой, при этом проз вувдвание в пвух противоположных направлениях осуществляют последовательно а коэффициент поглощения определяют по формуле (VV где т отношение амплитуд сигналов в точках приема с координатами X, и Х- при излучении со сторо ны точки Х ; отношение амплитуд сигналов в точках приема с координатами. Х и Х при излучении со стороны точки Х } о, ,-Х„).(Хз-Х2)., ., .. fV TV rj - Xj- соответственно координаты точек излучения-приема; О О; -0,5 и-1,0 соответственно для плоской волны, сферической и цилинд рической. Действительно, пусть первый приемник имеющий чувствительность , , расположен на исследуемом образце в точке с координатой X.J , второй приемник с чувствитепьностью у расположен в точке ,,, а образец характеризуется коэффициентом поглощения . Излучим из точки Xj.X ультразвуковую волну с начальной амплитудой AQ , тогд в точке Х амплитуда волны может быть представлена в виде ), rne(X,j-Xjj) - функция, учитывающая расхож иение фронта волны: для плоской волны il для сферической волны гг -1,0, для 2-мерного случая цилиндрической волны М.5-0,5, а амплитуда электрического сиг нала на выходе первого приемника равна Ч.c,,-x„)e-.-x,Г. Амплитуда волны в точке Х2 представляется в виде А А /X -X х p-otf i-x.) 2 о а амплитуда сигнала на выходе второго приемника , () Найдем отношение амплитуды электрического сигнала, полученного в точке приема близлежащей к точке излучения, к амплитуде электрического сигнала во второй точке . ,- т,Н1.1;.1Ух,у х 2 Г2 f.-xj Для случая излучения ультразвуковой олны из точки с координатой получим, соответственно . (х,-х/ Перемножив полученные величины, имеем .m. ( . 12п-к -f(x -x/ix -x,) откуда следует iр /ч П 1: - -27Г в случае отсутствия расширения фронта волны (плоская волна) п 0 и тогда ) Для обеспечения возможности пренебрежения расширением фронта волны расстояния между точками приема и точками излучения следует выбирать много большими расстояния между точками приема. На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Устройство содержит генератор колебаний 1, с помощью переключателя 2 подсоединяющийся к одному из 2-х электро-акустических излучателей 3 и 4, систему из 2-х электроакустических приемников 5 и 6, с помощью переключателя 7подключаемых к приемно-измерительному тракту, состоящему из усилителя 8 и измерителя уровня 9 вход которого соединен с выходом усилителя. Излучатели 3, 4 и приемники 5, 6 расположены на исследуемом образце 10 на одной прямой таким образом, чтобы расстояние от точек излучения до б/шжайших точек приема было много больше расстояния между точками приема, На первом этапе измерения сигнал от генератора 1 через переключатель 2 подается на излучатель 3. Вход усилителя 8с помощью переключателя 7 соединяется с выходом приемника 5 и по показаниям измерителя уровня 9 измеряется амплитуда сигнала, снимаемого с приемника 5. Затем переключатель 7 переводится во второе положение и с помощью приемно-измерительного тракта измеряется амплитуда сигнала, снимаемого с приемника 6, Офеделяется величина т , предсгавляюшая собой отношение амплитуды сигнала, принятого близлежащим к точк:е излучения приемником 5 к амплитуде сигнала, принятого другим ириеьтником 6. На втором этапе измерения сигнал с выхода генератора 1 с помощью переклк чагеля 2 подается на излучатель 4. Сно ва измеряются амплитуды сигналов, принятых приемниками 5 и 6. Определяется величина т2 , равная отношению амплитуды сигнала, принятого близлежащим к точке излучения приемником (в данном случае пpиe никoм б), к амплитуде сигнала, принятого приемником 5. Определение величины коэффициента поглощения производится в соответствии с выражением ); гдедХ- расстояние между приемниками 5 и 6. Использование такого способа измерения коэффициента поглощения позволяет исключить составляющую ошибки измерения, обусловленную найдентичносгью характеристик используемых приемников. В результате этого оказывается возможным использовать для измерений приемники без предварительного подбора их по чувс вительности, что приводит к повышению технико-экономической эффективности исследований. Формула изобретения Способ измерения коэффициента поглощения ультразвуковых волн, основанный на измерении отношения амплитуд сигналов, полученных в двух точках исследуемого образца при его прозвучивании в двух проти1юположных направлениях, о тличаюшийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, излучение производят из двух точек, расположенных по обе стороны от точек приема на проходяшей через них прямой, при этом прозвучивание в двух противоположных направлениях ссушествляют последовательно, а коэффициент поглсяцения определяют по формуле i о f, nfcnR Ш1)(фд где т - отношение акгалвтуд сигналов в точках приема с координатами Х и Xj ггря излучении со стороны точки Х,, ; отношение амплитуд сигналов в точках приема с координатами Х, и Х при излучении со стороны точки X, , () fX -X fXj-X,) f гдеХд, Х , Х , X, , - соответственно координаты точек излучения-приема; П 0; -0,5 и -1,О соответственно для плоской волны, сферической и цилиндрической. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Колесников А. Е. Ультразвуковые измерения. -М: Стандарт, 1970, с. 104105. 2.Авторское свидетельство СССР 350585, кл. G 01 N 29/О4, 1968.