Способ контроля качества материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N29/00 

. 1

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле качества материалов с помощью ультразвука.

Известен способ определения прочности, например бетона, по скорости распространения в нем ультразвуковых колебаний. Скорость определяется по времени распространения фронта импульса и, следовательно, не зависит от частоты ультразвуковых колебаний. Частота ультразвуковых колебаний влияет лишь на точность измерений скорости (крутизна фронта импульса функция частоты). Физически прочность материала и скорость распространения упругих сигналов непосредственно не связаны, а установленные экспериментально связи носят корреляционный характер. Они лучше или хуже выполняются в зависимости от объекта контроля 13.

Однако на прочность и другие конструкционные характеристики композитных материалов оказывают существенное влияние их строение, адгезия связукндего их наполнителя, свойства компонентов и т.д., которые при использовании известного ультразвукового метода контроля практически не контролируются.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, Согласно которому в исследуе10мом образце возбуждают ультразвуковые колебания, принимают по крайней мере один прошедший через образец импульс, измеряют время распространения звука в образце и вычис15ляют скорости звука, соответствующие фронту импульса и фазовой скорости, по соотношению которых судят о качестве материала 2 .

20

Недостатком известного способа является невозможность использования его для исследования материалов с сильной дисперсией. . ,, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа за счет получения дополнительной ин формации о степени дисперсности материала. Поставленная цель достигается тем что измеряют время задержки между синфазными точками возбуждающего и прошедшего через образец импульса, измерения повторяют до достижения стационарного значения этого времени, определяют временной интервал, равный разности времен задержек, соответствующих стационарному значению и фронту импульса, по которому судят о качестве материала. На фиг. 1 представлена блокг-схема устройства, поясняю1цего методику измерения скоростей; на фиг. 2 - схема определения времени распространения звука в образце; на фиг. 3 и k - зависимости скорости звука -в различных образцах от времени начала действия ультразвукового импульса. Устройство состоит из синхронизатора I, генератора 2 радиоимпульсов, излучателя 3 образца 4, приемника 5 усилителя 6, блока 7 задержки, осциллографа 8 и измерителя 9 интервалов времени. Способ осуществляется слейующим образом. Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульс, поступающий на генератор 2 и блок 7 задержки. Генератор вырабатывает радиоимпульс, поступающий на излучатель 3, ультразвуковой импульс с излучателя проходит через образец и поступает на приемник 5 и далее на усилитель 6. Запуск осцилло графа осуществляется с помощью блока задержки, а соответствующее время измеряется измерителем 9 временных интервалов. На фиг. 2 представлена схема изме рения времени между импульсом ультра звука (а), прошедшим из излучателя в приемник без образца между ними и импульсом, прошедшим через образец (S). Измерение времени, проводится между синфазными точками имульса. Значение времени t. соответствует ск рости распространения фронта импульса Сф; IK - время, соответствующее скорости Сц распространения произвольной точки импульса; t время, соответствующее фазовой скорости рас пространения сигнала. 1 Эксперименталь но это время соответствует моменту. 0 когда рассчитанное значение скорости к т;; Д® длина образца, которая перестает зависеть от t и достигает некоторого стационарного для данной частоты значения, характерного для исследуемого материала. Измерения Гц. проводятся до тех пор, .пока tv, - t не достигнет порядка ошибки эксперимента. Соотношение указанных скоростей и времени Т -, где f - частота ультразвуковых колебаний, а п - число периодов в ультразвуковом импульсе, в течение которых ц становится равным tj,, характеризуют внутреннее строение исследуемых материалов. Слеует отметить, что Т является как ункцией свойств материала, так и ункцией формы радиоимпульса, поэтоУ для однозначности результатов используется радиоимпульс прямоугольной формы. Указанное различие скоростей характерно для сред, обладающих дисперсией. К таким средам могут быть отнесены стеклопластики, бетоны и другие композиционные материалы. Как видно из зависимостей (фиг.З и ) скорости звука от времени начала ультразвукового импульса в различных образцах стеклопластиков, снятых на различных частотах, вреМя изменения скорости не зависит от частоты ультразвуковых колебаний, а определяется лишь свойствами исследуемого материала. Формула изобретения Способ контроля качества материалов, заключающийся в том, что в исследуемом образце возбуждают ультразвуковые импульсные колебания, принимают по крайней мере .один прошедший через образец импульс, оценивают время распространения звука в обрэ,зце и вычисляют скорости звука, соответствующие фронту импульса и фазовой скорости, отли чающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа За счет получения дополнительной информации о степени дисперсности материала, измеряют время задержки между синфазными точками возбуждающего и прошедшего через образец им590пульса, измерения noBTopfliQT до до- стижения стационарного значения этого времени, определяют временной интервал, равный разности времен задержек, соответствующих стационарному значению и фронту импульса, по которому судят о качестве материала. 0 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 N 29/00, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 6329 8, кл. G 01 М 29/00, 1977 (прототип).

Mffme/fua 2-26

,8нГц +--«/,

6 //A/