Способ измерения скорости ультразвука в твердых телах Советский патент 1980 года по МПК G01H5/00 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА Изобретение относится к ультразвуковым измерениям и может быть использовано при исследованиях и контроле физикомеханических свойств твердых материалов. Известен способ измерения скорости ультразвука в твердых телах, заключающийся в том, что устанавливают положение преобразователя в иммерсионной жидкости так, чтобы преломленные продольные или поперечные волны в исследуемом твердом теле, в виде параллелепипеда, отражались от его прямого угла и возвращались этим же путем к преобразователю, измеряют параметры положения, определяемые углами падения и отражения от исследуемого тела и по измеренным параметрам вычисляют по формуле скорости ультразвука в нем 1. Недостатком указанного способа является небольщая точность измерения скоростей ультразвука, обуславливаемая трудностями точного измерения угловых величин и необходимостью проведения в процессе измерения расчетов тригонометрических функций. Цель изобретения повыщение точности измерений. В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ Указанная цель достигается тем, что в качестве параметра выбирают расстояния Х| и XT в направлении, параллельном передней грани отражения исследуемого твердого тела между положениями преобразователя в момент отражения волн от прямого угла и при нормальном падении волн на исследуемое тело, и по измеренным расстояниям XL и Х вычисляют скорости продольных и поперечных ультразвуковых волн по формуле. р N -L,T - 1Г,,у / Со - cVopocTb ультразвука в жидкости; R - радиус окружности вращения преобразователя;а - толщина исследуемого тела; а - расстояние точки ввода ультразвукового пучка от края исследуемого тела. На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ. Устройство содержит генератор 1 импульсов, усилитель 2, подключенный к генератору 1 импульсов, индикатор 3, подключенный к усилителю 2, преобразователь 4, сое ;i vi 2,

: .ibii .: ДК : -.1 i; JiC ч;;. .МОГ

. V. i n KIll; i; ; iOK.i.) по.лож(. : i4ii;i.Lu),iH i. ii i;;pa iлcl iloгo под . :,-;-M ат ii)ii и:- мерепии скорехчи поперсчi: .14 иоли. a также n;i ip;ii-;.;ieMne при нормаль:;.;:.; падеил;- волн.

Способ измерения скорости ультразвука И твердых телах заключается в том, что устаказливают положение преобразоваTtMfi 4 в иммерсионной жидкости 5 так, чтобы преломленные продольные или поперечные волны в исследуемом твердом теле 6, в виде параллелепипеда, отражались от его прямого угла и возвращались этим же путем к преобразователю, измеряют параметры положения, определяемые углами падения и отражения от исследуемого тела. В качестве параметра выбирают расстояния Х.1. и XT в направлении, параллельном передней грани отражения исследуемого твердого тела, между положениями преобразователя в момент отражения волн от прямого угла и при нормальном падении волн на исследуемое тело и по измеренным расстояниям У и вычисляют скорости продольных и поперечных ультразвуковых

волн по формуле с

-L.T - .

где М -.М,

,.. VHW/a)i

GO - скорость ультразвука в жидкостиг

R радиус окружности вращения преобразователя;

а - толщина исследуемого тела; а расстояние точки ввода ультразвукового пучка от края исследуемого тел а.

При измерении скорости продольных волн устанавливают такой угол-i падения волн, чтобы продольные волны, преломленные в исследуемом твердом теле 6, отражались от прямого угла образца и возвраща.чись обратно к преобразователю 4. Этот момепт фиксируют по появлению наибольшего иика на экране осциллографа индикатора 3. В это.м положении преобразоватСоТя измеряют расстояние в направлении, параллельном поверхности твердого тела 6 между положением преобразователя 4 в данпый момент и его положением при нормальном падении волн на исследуемое твердое тело 6.

При измерении скорости поперечных волн устанавливают такой угол d. падения волн.

чтобы поперечные волны, прело.млеинь;е ь твердом теле 6, отражались от его прямого угла и возвращались обратно к преобразователю 4, измеряют расстояние X.J- преобразователя 4 от его положения при нормальном падении волн на твердое тело 6.

Важным преимуществом описываемого способа является то, что для определения скоростей CL, Су не требуется расчетов тригонометрических функций, а измерения можно автоматизировать ввиду того, что скорость обратно пропорциональна расстоянию.

Формула изобретения

Способ измерения скорости ультразвука в твердых телах, заключающийся в том, что устанавливают положение преобразователя в иммерсионной жидкости так, чтобы преломленные продольные или поперечные волны в исследуемом твердом теле, в виде параллелепипеда, отражались от его прямого угла и возвращались этим же путем к преобразователю, измеряют параметры положения, определяемые углами падения и отражения от исследуемого тела и по измеренным параметрам вычисляют по формуле скорости ультразвука в нем, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений, в качестве параметра выбирают расстояния X1 и XT в направлении, параллельном передней грани отражения исследуемого твердого тела между положениями преобразователя в момент отражения волн от прямого угла и при нормальном падении волн на исследуемое тело, и по измеренным расстояниям Xj и Х вычисляют скорости продольных и поперечных ультразвуковых волн по формуле С, .

ь,т

CoR

М ,,

„Vi()z.

Со-скорость ультразвука в жидкости;

R - радиус окружности вращения преобразователя;

а-толщина исследуемого тела;

а - расстояние точки ввода ультразвукового пучка от края исследуемого тела.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 402396, кл. В 06 1/06, 1973.

а.

CL,Cr