Способ измерения коэффициента затухания ультразвука

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА, заключающийся в том, что в исследуемую среду излучают ультразвуковые импульсы с помощью резонансных преобразователей, принимают отраженные эхо-импульсы и по их параметрам определяют коэффициент затухания ультразвука, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерения, в процессе излучения в пределах каждого импульса периодически изменяют частоту заполнения в диапазоне, соответствующем частотной Характеристике преобразователя, а коэффихдаент затухания ультразвука определяют по экстремальным значениям амплитуд эхо-импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (594 G 01 и 29 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3667160/25-28 (22) 29.11.83 (46) 30.12.85. Бюл. 11 48 (71) Государственный ордена Октябрь. ской Революции научно-исследователь. ский и проектный институт редкомета лической промппленности (72) И.Н,Каневский и М.И.Сластен (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свйдетельство СССР

11 444105, кл. G 01 И 29/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

В 474361, кл. G 01 N 29/00, 1975 (прототип) ; (54). (57) CIIOCOS ИЗМКРЕНИЯ КОЭФФИ

ЦНЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА, эа.,SU„„1201747 A ключающийся в том, что в исследуемую среду излучают ультразвуковые импульсы с помощью резонансных преобразователей, принимают отраженные эхо-импульсы и по их параметрам определяют коэффициент затухания ультразвука, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сокращения времени измерения, в процессе излучения в пределах каждого импульса периодически изменяют частоту заполнения в диапазоне, соответствующем частотной характеристике преобразователя, а коэффициент затухания ультразвука определяют по экстремальным значениям амплитуд эхо-импульсов.

1201747

10

55

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть ис» пользовано для определения физикомеханических свойств материалов по коэффициенту затухания ультразвука, Целью изобретения является сокращение времени измерения.

На фиг.1 представлена структур-. ная схема устройства; на фиг.2экспоненциальный сигнал сравнения, совмещенный с экстремальными значениями отраженных эхо-импульсов.

Устройство для измерения коэффициента затухания ультразвука включает импульсный передатчик 1, резонансный ультразвуковой преобразователь 2, исследуемый образец 3, усилитель 4, вход которого подключен к выходу импульсного передатчика 1 и к резонансному ультразвуковому преобразователю 2, имеющему акустический контакт с исследуемым образцом 3, двухканальный осциллограф 5, генератор 6 экспоненты, синхронизатор 7, первый вход которого соединен с первым входом импульс" ного передатчика 1, второй выход синхронизатора 7 подключен к входу генератора в экспоненты, третий выход синхронизатора 7 соединен с входом двухканального осциллографа

5, вход первого канала осциллографа

5 подключен к выходу усилителя 4, а вход второго канала осциллографа

5 соединен с выходом генератора 6 экспоненты, блок 8 модулирующего напряжения, вход которого подключен к четвертому выходу синхронизатора

7, и частотный модулятор 9, вход которого соединен с выходом блока

8 модулирующего напряжения, а выход со вторым входом частотного модулятора 9.

Способ измерения коэффициента затухания ультразвука осуществляют следующим образом.

Высокочастотные радиоимпульсы, вырабатываемые импульсным передатчиком 1, подаются на резонансный ультразвуковой преобразователь 2, который преобразует их в ультразвуковые волны, распространяется в испытуемом образце 3. Ультразвуковой преобразователь 2 возбуждают прямоугольным радиоимпульсом, частоту заполнения которого в пределах им пульса дополнительно периодически изменяют, например по линейному закону. Максимальная и минимальная частота заполнения импульса определяется частотами, соответствующими, например, уровню 0,5 частотной характеристики ультразвукового преобразователя. В этом случае в исследуемом образце 3 возбуждают ультразвуковые сигналы, огибающие которых соответствуют частотной характеристике преобразователя °

Ультразвуковые колебания принимаются резонансным ультразвуковым преобразователем 2. Каждый принятый эхо-сигнал, соответствующий ультразвуковому сигналу совершившему двухкратное прохождение через исследуемый образец, также имеет по". добную форму. Частотные характеристики преобразователей, обычно применяемых для измерения затухания ультразвука в слабопоглощающих твердых телах типа монокристаллов, I имеют четко выраженные максимум, Пиковые значения этих максимумов соответствуют резонансной частоте преобразователя, на которой затухание минимально и отсутствует монотонный сдвиг или преобразование спектрального распределения сигнала.

Принимаемые ультразвуковые эхо-импульсы преобразуются в электрические сигналы, которые после усиления в усилителе 4 поступают на вход одного из каналов двухканального осциллографа 5 и в виде серии убываю" щих радиоимпульсов наблюдаются на экране ЭЛТ. На вход второго канала двухканального осциллографа 5 подается калиброванный экспоненциальный сигнал сравнения с генератора 6 . экспоненты. Постоянную времени сигнала сравнения подбирают так, чтобы последний совместился с экстремумами импульсов серии отражений. По постоянной времени экспоненциального сигнала сравнения .судят о затухании ультразвука. Синхронизатор 7 обеспечивает запуск импульсного передатчика 1, ген ер ат ор а 6 экспоненты, генератора развертки двухканального осциллографа S и блока 8 модулирую щего напряжения. Блок 8 модулирующего напряжения вырабатывает соответствующее напряжение, например линейно изменяющееся, которое под ает ся на частотный модулят ор 9, соединенный с импульсным передат1201747

Составитель Г. Федоров

Редактор Н. Горват Техред О. Неце Корректор Л, Пилипенко

Заказ 7998/45 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Иосква, Ж 35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 чиком 1. В качестве частотного модулятора 9 могут использоваться варикапы, которые подключаются к катушке индуктивности задающего генератора импульсного передатчика 1, О затухании ультразвука в системе склейка-образец судят по постоянной времени экспоненциального сигнала сравнения, совмещенного с экстремальными значениями амплитуд отражен"

HbIx эхо-импульсов (фиг.2) . При этом время. измерения коэффициента затухания сокращается до 15-36 с.

Таким образом, способ измерения коэффициента затухания ультразвука позволяет сократить время проведения измерений, поскольку при дополнительном периодическом изменении частоты заполнения в пределах каждого импульса в диапазоне, соответствующем частотной характеристике преобразователя, и анализе принятых сигналов по экспериментальным значениям амплитуд импульсов отпадает. необходимость проводить измерения

5-7 раэ и строить график зависимости затухания от частоты.