Способ измерения времени распространения поперечных волн

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении физико-механических свойств твердых теЛо Целью изобретения является повышение точности . В способе измерения времени распространения поперечных волн излучающий преобразователь возбуждает в исследуемой среде ультразвуковые колебания Причем максимум амплитуды продольных волн распространяется вдоль оси акустической симметрии излучающего преобразователя, а поперечных волн - под углом S к этой оси. Для большинства материалов этот угол составляет 45 . Таким образом, вдоль линии распространения максимума амплитуд поперечных колебаний можно принять так продольные, так и поперечные волны,, Для выделения поперечных колебаний ось приемного преобразователя располагают перпендикулярно линии, связывающей точку излучения и точку приема При этом происходит взаимная трансформация составляющих ультразвуковых колебаний, обусловленная тем, что точка приема под действием продольных и поперечных волн совершает сложные колебания , которые воспринимаются волноводом Причем колебания под действием продольных волн передаются в волновод , как поперечные волны под действием поперечных в волноводе распространяются продольные волны. Длину волн.овода выбирают исходя из тото, что импульс продольной волны приходит на приемный преобразователь одновременно с импульсом поперечной волны , время Ig распрост - ранения поперечных волн определяют из формулы 1, Ч«е СЛ S где i - временной интервал межцу моментом возбуждения и приема ультразвуковых колебаний; Ь - длина волновода; -ц - скорость распространения продольных волн в 1 ил. волноводе.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<Я> ПП (51) 4 С 01 N 29/00 СЕМ,;.,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >>III ) „, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3800906/25-28 (22) 17. 10.84 (46) 30.03.86. Бюл. Р 12 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта им. М.И.Калинина (72) В.Т.Глушко, Н.А.Глухов, А.А.Яланский, Г.В.Валицкий, В.А.Глухих и С.А.Гришечкин (53) 534.231(088.8) (56) Глушко В.Т. и др. Геофизический контроль в угольных шахтах. — К.:

Наук. думка", !978, с. 86. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении физико-механических свойств твердых тел. Целью изобретения является повышение точности. В способе измерения времени распространения поперечных волн излучающий преобразователь возбуждает в исследуемой среде ультразвуковые колебания. Причем максимум амплитуды продольных волн распространяется вдоль оси акустической симметрии излучающего преобразователя, а поперечных волн — под углом 6 к этой оси. Для большинства материалов этот о угол составляет 45 . Таким образом, вдоль линии распространения максимума амплитуд поперечных колебаний можно принять так продольные, так и поперечные волны. Для выделения поперечных колебаний ось приемного преобразователя располагают перпендикулярно линии, связывающей точку излучения и точку приема. При этом происходит взаимная трансформация составляющих ультразвуковых колебаний, обусловленная тем, что точка приема под действием продольных и поперечных волн совершает сложные колебания, которые воспринимаются волноводом. Причем колебания под действием продольных волн передаются в вол- а новод, как поперечные волны под действием поперечных в волноводе распространяются продольные волны. gum" ну волновода выбирают исходя из того, что импульс продольной волны приходит на приемный преобразователь с: одновременно с импульсом поперечной волны, время 1з распрост— ранения поперечных волн определяют из м лы

Фор у

1 -1-—

С„ где 1 — временной интервал между моментом возбуждения и приема ультразвуковых колебаний; — длина волновода скорость распространения продольных волн в волноводе.

1 ил.

1221

L

1 =1- — с

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении физико-механических свойств твердых тел.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже схематично изображено устройство, реализующее способ измерения времени распространения поперечных волн.

Устройство, реализующее способ измерения времени распространения поперечных волн, содержит излучающий преобразователь 1, предназначенный для подключения к генератору (на чертеже не показан), излучающий продольные и поперечные ультразвуковые колебания в исследуемую среду. 2, приемный преобразователь 3 с волноводом 4. Ось A — A приемного преобразователя 3 расположена перпендикулярно линии, соединяющей точки излучения и приема излучающего и соответственно приемного преобразователей i и 3. Точка приема расположена на конце волновода 4, длину которого выбирают иэ условия одновременного приема продольной и поперечной волн.

Устройство, реализующее способ измерения времени распространения поперечных волн, работает следующим образом.

Излучающий преобразователь 1 возбуждает в исследуемую среду 2 ультразвуковые колебания, диаграмма направленности которых изображена на чертеже. Причем максимум амплитуды продольных волн распространяется вдоль оси акустической симметрии излучающего преобразователя 3, а поперечных волн - под углом 9 к этой оси. Для большинства материалов этот угол составляет 45 . Таким образом, вдоль линии распространения максимума амплитуд поперечных колебаний можно принять как продольные, так и поперечные волны.

Для выделения поперечных колебаний (для сравнительно небольших без проэвучивания) ось приемного преобразователя 3 располагают перпендикулярно линии, связывающей точку В излучения и точку A приема, т.е. совмещают ось преобразователя 3 с направлением вектора колебательной скорости поперечных волн. При этом произойдет взаимная трансформация сос581 2 тавляющих ультразвуковых колебаний, обусловленная тем, что точка приема под действием продольных и поперечных волн совершает сложные колебания, которые воспринимаются волноводом 4. Причем, колебания точки 4 под действием продольных волн передаются в волновод 4 как поперечные волны, а под действием поперечных в волноводе 4 распространяются продольные волны.

: И хотя продольный импульс начинает распространяться в волноводе 4 позже поперечного, но он обладает большей скоростью, поэтому можно подобрать

5 .такое расстояние L от точки приема А до приемного преобразователя 3, т.е. длину волновода 4, на котором продольный импульс совместится и опередит поперечный. А время распространения поперечных волн легко определяется из формулы

25 где 4 — временной интервал между моментом возбуждения и приема ультразвуковых колебаний, — длина волновода 4; скорость распространения

30 продольных волн в волноводе 4.

Формула изобретения

Способ измерения времени распространения поперечных волн, заключающийся в том, что в исследуемой среде располагают излучающий и приемный преобразователь под углом друг к дру40 гу, возбуждают ц принимают продольные и поперечные ультразвуковые колебания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, ось приемного преобразователя располагают перпендикулярно линии, соединяющей точки излучения и приема излучающего и соответственно приемного преобразователей, а точку приема располагают на конце волновода приемного преобразователя, длину которого выбирают из условия одновременного приема продольной и поперечной волн, и измеряют временной интервал между моментом излучения и приема ультразвуковых колебаний, а искомый параметр определяют из соотношения

1

5 С„

1221581 где

Составитель Г.Рыжакова

Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга

Редактор М.Дылын

Заказ 1607/51 Тираж 778 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

- временной интервал между моментом возбуждения и приема ультразвуковых колебаний, — длина волновода, С - скорость распространения продольных волн в волноводе, — время распространения поперечных волн.