Ультразвуковой способ контроля физикохимических свойств протяженных изделий Советский патент 1980 года по МПК G01N29/00 

1

Изобретение относится к области неразрушающих измерений тонких протяженных изделий (волокно, провелока, нитевидные кристаллы и пр.) и может быть использовано при прецизионном неразрушающем ультразвуковом контроле массы и упругих характеристик малого участка изделия в наиболее перспективном диапазоне их поперечных размеров от единиц микрон до долей миллиметра.

Известен ультразвуковой способ контроля физико-химических свойств протяженных изделий, заключающийся в том, что в изделии с боковой его поверхности возбуждают три типа нормальных волн : нулевые симметричную, антисимметричную и крутильную моды, измеряют частоты их акустических резонансов на контролируемом участк изделия и по соотношению акустических резонансов, количеству полуволн разных типов волн не контролируемом участке изделия и декременту затуха ния антисимметричной моды судят о свойствах материала участка изделия 1 .

Недостатком известного способа яляется невозможность определения

массы малого участка (единицы и доли мм) тонких протяженных изделий неразрушающим методом, что сужает область применения способа.

Целью изобретения является расширение области применения и возможность определения массы участка.

Эта цель достигается за счет того, что прикладывают к изделию дефо1«1ирующую силу скручивания на участке изделия, вк.лючающем контролируемый участок, измеряют крутящий момент при заданном угле закручивания изделия (или угол закручивания при заданном моменте), а массу рассчитывают с учетом крутящего момента.

Массу участка определяют по формуле :

s.,

.4)Vf-o)V4) z

V-Ty

где mg - масса контролируемого участка;

EOвеличина контролируемого участка;

величина участка, подвергаLO емого скручиванию;

(fe %J v V (f-o NCJ значения частот акустичес . кихрезонансов и номера их

гармоник соответственно для симметричной, антисимметричной и крутильных мод;. Ч угол закручивания участка

изделия величины ) К - -;g-А-поправочный коэффициент; д - максимальный логарифмический декремент затухания антисимметричной моды в функций от частоты;

М крутящий момент, На чертеже представлена схема релизации способа.

Схема содержит генератор 1 вынужающих колебаний, передающий и прийНы преобразователи 2, 3, широкоолосный усилитель 4, индикатор 5, астройки на резонанс, индикатор 6 астот резонансОв, контролируемое зделие 7.

Способ заключается в следующем. К боковой поверхности изделия приимают ультразвуковые преобразоваели 2, 3, прикладывают к изделию дельное давление, не приводящее к снятию. С помощью генератора 1 вынуждающих колебаний и преобразователя 2 возбуждают механические коле бания на контролируемом участке изделия. .

При совпадении значений частот вынуждающих, и собственных механических колебаний контролируелюго участк:а изделия на гармонике одного из трёх типов волн наступает явление механического резонанса. Настройку на резонанс проводят с помощью индикатора 5 варьированием частоты генератора 1. Значение резонансных час тот определяют по индикатору 6 частоты. Измеряют резонансы различных типов волн и число полуволн, укладываемых на контролируемом участке и декремент затухания антисимметричной моды. Аналогичным образом находят все резонансные частоты. По окончании измерения частот акустических резонансов мод нор 1альных волн отключают генератор J. и производят измерение крутящего «омента М., путем закручивания издеЯия н заданный угол Ч одним из изрестных способов. :

Значение массы контролируемого учаатка изделия определяют по фор- .

-(8МЙН

муле:

ge Гор массга йШ-г йирУембго участка;

0 - величин контролируемого участка;

Рвеличина участка, подвергаемого скручиванию;

V V «о NC,,) (

значения частот акустических резонансов и номера их гармоник сЬответственно для

симметричной, антисимметричtiofi и крутильной мод; Ч угол закручивания участка изделия величины Ьо ЕО i

. поправочный коэффициент; г - максимальный логарифмический декремент затухания антисимметричной моды в функции от частоты;

Mvx- крутящий момент.

.

Формула изобретения

1.Ультразвуковой .способ контроля физико-химйческий свойств протяженных изделий заключающийся в том, что в изделии с боковой его поверхности возбуждают три типа нормальных волн; нулевые симметричную, антисимметричную и крутяльную моды, измеряют частоты их акустических резонансов на . контролируемом участке изделия и по соотношению акустических резонансов, количеству полуволн разных .типов вол на контролируемом участке изделия

и декременту затухания антисимметричной моды судят о свойствах материала изделия,.отличающий с я тем, что, с целью расширения области применения и-возможности определения массы участка, прикладывают к изделию деформирующую силу ,. скручивания на участке изделия, включающем контролируемый участок измеряют крутящий момент при заданном угле закручивания изделия (или угол закручивания при заданном мо менте), а массу рассчитывают с учето крутящего момента.

2.Ультразвуковой способ по п.1, отли чаю щи и с я тем, что массу участка определяют по формуле

/f- Y/Na,YfNc

I o M oM C,

mj

.

VH контролируемого учагде m - масса стка;

BO - величина контролируемого участка;

ЬЕ,- величина участка, подвергаемого скручиванию;

NCO) (fsj cv «с)

Со

значения частот акустически резонансов и номера их гармоник соответственно для симметричной, антисимметричной и крутильной мод; Ц - угол закручивания участка

изделия „величины L о поправочный коэффициент; . (i - максимальный логарифмический декремент затухания антисимметричной моды в функции от частоты; крутящий момент.

Источники информации, прииятьгеВО внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 24б3574/25-28, кл. G 01 N 29/00, 1977 (прототип).

/

/ / / f / /

i: