1
Изобретение относится к исследованиям физико-механических свойств твердых тел в диапазоне звуковых частот и может быть использовано для изучения зернограничных явлений в конструкционных материалах и композициях и их реологического поведения как при высоких, так и при низких температурах и давлениях.
Известна установка для измерения коэффициента затухания звука, содержащая генератор звуковых волн, электромеханический преобразователь, передающий образцу через нить подвеса энергию возбуждения в виде механических колебаний, пьезоприемник, преобразующий колебания образца в электрические сигналы, усилитель, осциллограф, дискриминаторы верхнего и нижнего порогов, пересчетные устройства, кварц-генератор и декатронный счетчик 1.
С помощью этой установки можно изучать материалы с незначительным коэффициентом затухания звука, например, металлы и их сплавы. Измерение коэффициента затухания звука в материалах с большими значениями последнего, например, в неспеченных керамических массах, невозможно вследствие того, что амплитуда сигнала на выходе слищком мала и не может быть выделена из фона. Следовательно, недостатком установки является ее низкая чувствительность применительно к дисперсным керамическим массам.
Наиболее близкой по технической сущности является установка для измерения модуля упругости, содержащая генератор, подключенный к нему возбудитель колебаний, соединенный гибкой связью через образец с приемником колебаний, включающим пьезоэлемент, который подключен через усилитель и дискриминатор к пересчетному устройству 2.
Недостаток известного устройства состоит в низкой чувствительности.
Целью изобретения является повышение чувствительности установки.
Поставленная цель достигается тем, что в установку введен металлический стержень на призматической опоре, одним концом жестко соединенный с пьезоэлементом, а другим - с гибкой связью.
На чертеже представлена структурная схема установки.
Образец 1 фиксируют на двух гибких связях 2, одна из которых связана с возбудителем колебаний 3 и генератором 4, а другая - с установленным на опоре 5 металлическим стержнем 6, который жестко закреплен с пьезоэлементом 7; последний связан электрической связью с усилителем, состоящим из предусилителя 8 и электронHoro усилителя 9, осциллографом 10, частотомером 11, дискриминатором 12 и пересчетньш устройством 13.
Установка работает следующим образом.
Электрические сигналы звуковой частоты с генератора 4 поступают на возбудитель колебаний 3, преобразующий их в механические колебания образца 1. С другого конца образца затухающие колебания через гибкую связь поступают на металлический стержень 6 приемника колебаний. Отсутствие посторонних механических колебаний в данной установке позволяет получить на пьезоэлементе 7 электрические сигналы с больщой степенью достоверности, которые затем усиливаются предусилителем 8. Чувствительность приемника можно изменять путем изменения положения уиора 5. С выхода приемника колебаний электрические колебания поступают на электронный усилитель 9, а также на осциллограф 10, частотомер 11, откуда далее идут на дискриминатор 12 и пересчетное устройство 13, где рроисходит подсчет количества колебаний от амплитуды AI до Ai/2.
Использование в данной установке металлического стержня, имеющего жесткую связь с пьезоэлементом, позволяет на 1-2 порядка снизить амплитуду заданных колебаний (с до 3-5 мВ), что равнозначно существенному расширению пределов изучения реологических и зернограничных явлений. В результате получена возможность исследования материалов, обладающих недостаточной прочностью и больщим коэффициентом затухания звука.
Формула изобретения
Установка для измерения акустических параметров твердых тел, содержащая генератор, подключенный к нему возбудитель колебаний, соединенный гибкой связью через образец с приемником колебаний, включающим пьезоэлемент, подключенный через усилитель и дискриминатор к пересчетному
устройству, отличающаяся тем, что, с целью повыщения чувствительности установки, в нее введен металлический стержень, установленный на призматической опоре, одним концом жестко соединенный с
пьезоэлементом, а другим - с гибкой связью.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Жаров Ю. Д., Трокин Ю. А., Васильев А. А. и др. Определение внутреннего трения и модуля упругости металлов при малых амплитудах. В сб. «Релаксационные явления в металлах и сплавах, Металлургиздат, 1963, с. 221-225.
2. Кащталян Ю. А. Характеристики упругости материалов при высоких температурах, изд-во «Наукова думка, Киев, 1970, с. 40 (прототип).
