Устройство для определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных изделиях

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕЁАНИЙ- В ЭЛАСТИЧНЫХ ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЯХ , содержащее корпус, жесткозакрепленный на нем концентратор ультразвуковых колебаний, соединенные с :Ним демпфирующие прокладки и пьезопреобразователь , электрически соединенный с последним измерительный блок и узел прижима эластичных протяженных изделий к концентратору ультразвуковых колебаний, отличающеес я тем, что, с целью повышения производительности и точности определения скорости, оно снабжено связанными с корпусом направляющими, закрепленным на корпусе с возможностью перемещения по направляющим кронштейном, жестко закрепленным на корпусе электромагнитом с кинематически взаимодействующим с кронштейном толкателем и регулируемым упругим элементом, прижимающим кронштейн к корпусу, а (g узел прижима выполнен в виде двух (Л жестко закрепленных на кронштейне призм, симметрично расположенных относительно концентратора. г 1 Х VJ 00 « О) со tpift. / L J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШ 6 01М 29 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3447073/25-28 (22) 28.05.82 (46) 07.04.84. Бюл. 9 13 (72) Б.Х.Юнусов, Б.Д.Рысюк и М.П.Носов (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. В.A.Ãðå÷èøêèí"Исследование релаксационных процессов и структурных особенностей ПЭТ". Канд.mccepтация ° Воронеж, ВПИ, 1973, с.40-45.

2. Авторское свидетельство СССР

У 355567, кл. Ci 01 Р 3/66,. 1970 (прототип) ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ЭЛАСТИЧНЫХ ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЯХ, содержащее корпус, жестко закрепленный на нем концентратор ультразвуковых колебаний, соединенные с

11

- „„SU„„1084669 ним демпфирующие прокладки и пьезопреобразователь, электрически соединенный с последним измерительный блок и узел прижима эластичных протяженных иэделий к концентратору ультразвуковых колебаний, о т л и ч а ю щ е е— c я тем, что, с целью повышения производительности и точности определения скорости, оно снабжено связанными с корпусом направляющими, закрепленным на корпусе с воэможностью перемещения по направляющим кронштейном, жестко закрепленным на корпусе электромагнитом с кинематически взаимодействующим с кронштейном толкателем и регулируемым упругим элементом, прижимающим кронштейн к корпусу, а э узел прижима выполнен в виде двух жестко закрепленных на кронштейне призм, симметрично расположенных относительно концентратора.

1084669

Изобретение относится к испытательной технике, а именно, к устройствам для определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных изделиях, в частности, в волокнах, нитях и пленках при исследовании их физико-механических свойств.

Известно устройство для возбуждения и приема ультразвуковых колебаний 10 в нитях и пленках, содержащее корпус, размещенный в экранирующем корпусе пьезопреобразователь, демпфирующие прокладки, токоподводы, волновод-концентратор, контактирующий 15 с исследуемым образцом, и прижим (1)..

Недостатком этого устройства является ненадежный акустический контакт между рабочей гранью концентратора и исследуемым образцом, обусловленный конструкцией прижима, выполненного в виде подпружиненной пластины, воздействующей на образец в точке его контакта с рабочей гранью концентратора. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных изделиях, содержащее корпус, жестко закрепленный на нем концентратор ультразвуковых колебаний, соединенные с ним демпфирующие прокладки и пьезопреобразователь, электрически соединенный с последним измерительный блок и узел прижима эластичных протяженных изделий к концентратору ультразвуковых колебаний (2).

Недостатком указанного устройства являются недостаточные производительность и точность определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний, обусловленные конструкцией узла при- 45 жима, которая создает трудности закрепления эластичных протяженных изделий в устройстве и не обеспечивает дозированное нагружение эластичных протяженных изделий в процессе конт- 50 р оля, Цель изобретения — повышение производительности и точности определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуко- 55 вых колебаний в эластичных протяженных изделиях.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство для определения скорости распространения 60 и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных изделиях, содержащее корпус, жестко закрепленный на нем концентратор ультразвуковых колебаний, соединенные с ним демпфирующие прокладки и пьезопреобразователь, электрически соединенный с последним измерительный блок и узел прижима эластичных протяженных изделий к концентратору ультразвуковых колебаний, снабжено связанными с корпусом направляющими, закрепленным на корпусе с возможностью перемещения по направляющим кронштейном, жестко закрепленным на корпусе электромагнитом с кинематически взаимодействующим с кронштейном толкателем и регулируемым упругим элементом, прижимающим кронштейн к корпусу, а узел прижима выполнен в виде двух жестко закрепленных на кронштейне призм, симметрично расположенных относительно концентратора.

На фиг. 1 изображено устройство для определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных изделиях, общий вид; на фиг. 2 — схема заправки эластичного протяженного элемента в устройство для определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных элементах при двухбазовых изменениях,с установкой концентраторов ультразвуковых колебаний перпендикулярно эластичному протяженному элементу; на фиг. 3 — схема установки концентраторов ультразвуковых колебаний параллельно эластичному протяженному элементу.

Устройство для определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных иэделиях содержит корпус 1, жестко закрепленный на нем концентратор 2 ультразвуковых колебаний, соединенные с ним демпфирующие прокладки 3 и пьезопреобразователь 4, электрически соединенный с последним измерительный блок 5, связанные с корпусом 1 направляющие 6, закрепленный на корпусе 1 с возможностью перемещения по направляющим 6 кронштейн 7, жестко закрепленный на корпусе 1 электромагнит 8 с кинематически взаимодействующим с кронштейном 7 толкателем 9, регулируемый упругий элемент 10, прижимающий кронштейн 7 к корпусу 1, и узел прижима эластичных протяженных изделий к концентратору 2, выполненный в виде двух жестко закрепленных на кронштейне 7 призм 11, симметрично расположенных относительно концентратора 2.

Кроме того, устройство для определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных изделиях содержит защитный ко1084669 жух 12, защищающий пьезопреобразователь 4, токопровод 13, связывающий пьезопреобразователь 4 с измерительным блоком 5, винт 14 крепления регулируемого упругого элемента 10 к кронштейну 7, зажим 15 крепления

5 эластичного протяженного изделия в процессе контроля, первый излучатель 16 ультразвуковых колебаний, второй излучатель 17 ультразвуковых колебаний и груз 18 натяжения эластичного протяженного изделия в процессе его контроля.

Устройство для определения скорбсти распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний 15 в эластичных протяженных изделиях работает следующим образом.

При двухбазовых измерениях с установкой концентратора 2 ультра- . звуковых колебаний перпендикулярно О эластичному протяженному изделию 19, последнее закрепляется в зажиме 15, укладывается на первый излучатель 16 ультразвуковых колебаний и одновременно на второй излучатель 17 ультра-25 звуковых колебаний и нагружается требуемым растягивающим усилием с помощью

-груза 18. Для этого включается электромагнит 8, при включении которого толкатель 9 воздействует на кронштейн 7, который по направляющим 6, связанным с корпусом 1, перемещается.относительно корпуса 1 и отводит от концентратора 2 две призмы 11, после чего контролируемое изделие

19 — эластичный протяженный элемент — вводится между концентратором

2 и узлом прижима, состоящим из двух призм 11. Затем электромагнит 8 выключается, кронштейн 7 под действием регулилируемого упругого эле- 4О мента 10 вновь по направляющим 6 перемещается к корпусу 1, а две призмы 11 прижимают эластичное протяженное изделие 19 к концентратору 2 ультразвуковых колебаний, образуя 45 угол охвата М„ первого излучателя

16 ультразвуковых колебаний, такой же угол охвата 4 ц Двторого излучателя 17 ультразвуковых колебаний и угол охвата, концентратора 2 ульт- 5О развуковых колебаний.

При работе устройства для определения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных изделиях первый излучатель 16 ультразвуковых колебаний и второй излучатель 17 ультразвуковых колебаний поочередно возбуждают в исследуемом эластичном протяженном иэделии 60

19 ультразвуковые импульсы, распространяющиеся вдоль него и воспринимаемые концентратором 2 ультразвуковых колебаний, устанавливаемым на двух фиксированных расстояниях от 65 первого излучателя 16 ультразвуковых колебаний 6„, и от второго излучателя 17 ультразвуковых колеба- ний В . Этим обеспечивается получение усредненного результата измерений при прямом и обратном прозвучивании исследуемого эластичного изделия 19.

Ультразвуковые колебания от концентратора 2 ультразвуковых колебаний через пьезопреобразователь 4, защищенный защитным кожухом 12 и изолированный от корпуса 1 демпфирующими прокладками 3, преобразуются в электрические сигналы и по токопроводу 13 подаются в измерительный блок 5. Пьезопреобразователь 4 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный амплитуде прошедшего через соответствующий участок V. u

В ультразвукового импульса.

По завершении испытаний включается вновь электромагнит 8, его толкатель 9, преодолевая сопротивление регулируемого упругого элемента 10, отрегулированного на соответствующее усилие винтом 14, воздействует на кронштейн 7 и освобождает для снятия эластичное протяженное изделие

19.

По логарифму отнсшения амплитуд напряжения электрических сигналов и времени прохождения ультразвуковых импульсов на длине йС = 82- Р„ в измерительном блоке 5 определяются коэффициент затухания и скорость распространения ультразвуковой волны в эластичном протяженном изделии 19.

При исследовании эластичных протяженных изделий с большим коэффициентом затухания концентратор 2 и первый излучатель 16 ультразвуковых колебаний размещаются параллельно исследуемому эластичному протяженному изделию 19 таким образом, чтобй концентратор 2 совершал колебания вдоль эластичного протяженного изделия 19, возбуждая в нем интенсивные волны растяжения-сжатия, а не их составляющие, как это имеет место при работе по схеме на фиг. 2.

Схема такого размещения концентрато.ра 2 и первого излучателя 16 ультразвуковых колебаний приведена на фиг. 3.

Таким образом, благодаря применению узла прижима, состоящего из двух призм, появилась возможность установки и поддержания постоянного заданного усилия прижатия образца к концентратору,.постоянного угла обхвата концентратора исследуемым иэделием, повышения производительности и точности определения скорости распространения и коэффициента

1084669

Составитель Л.Блохин

Редактор E ..Лушникова ТехредМ.Надь Корректор A,Зимокосов

Заказ 1987/37 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 эатуХания ультразвуковых колебаний в эластичных протяженных иэделиях, а благодаря применению электромагнита с толкателем, воздействующего на кронштейн, перемещающийся по направляющим, произошло дальнейшее повышение производительности определения указанных параметров.