Способ измерения параметров затухания ультразвука

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть, использовано при контроле качества твердых слабопоглощающих тел по частотной зависимости затухания ультразвуковых волн. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей измерения за счет определения частотной зависимости коэффициента затухания. В исследуемую среду излучают ультразвуковые импульсы , изменяют в пределах каждого импульса частоту заполнения в диапазоне , включающем основную резонансную частоту преобразователя и его нечетные гармоники, принимают эхо-сигналы , разделяют их на серии по частоте заполнения, по эхо-импульсам каждой вьщеленной серии измеряют коэффициент затухания ультразвука и по его значениям на соответствукшщх частотах определяют частотную зависимость коэффициента затухания ультразвуковых волн в среде. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYbflHK (51)4 G 01 1Я 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3955332/25-28 (22) 23.09.85 (46) 07.03.87. Бюл. У 9 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" (72) И.НеКаневский и М.И.Сластен (53) 620. 179. 16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 474361, кл. G 01 И 29/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1201747, кл. G 01 И 29/00, 1985. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть,использовано при контроле качества твердых слабопоглощающих тел по часБ »1295320 А1 тотной зависимости затухания ультразвуковых волн. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей измерения за счет определения частотной зависимости коэффициента затухания. В исследуемую среду излучают ультразвуковь - импульсы, изменяют в пределах каждого импульса частоту заполнения в диапазоне, включающем основную резонансную частоту преобразователя и его нечетные гармоники, принимают эхо-сигналы, разделяют их на серии по частоте заполнения, по эхо-импульсам каждой выделенной серии измеряют коэффициент затухания ультразвука и по его зна9 чениям на соответствующих частотах определяют частотитю эааисииость иоэф- Щ фициента затухания ультразвуковых волн в среде. 2 ил.

1 12

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле качества твердых слабопоглощающих тел по частотной зависимости затухания ультразвуковых волн.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей измерения за счет определения частотной зависимости коэффициента затухания.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для реализации способа измерения коэффициента затухания ультразвука, на фиг. 2 — временные диаграммы импульсов.

Устройство для измерения коэффициента затухания ультразвука включает резонансный ультразвуковой преобразователь 1, генератор 2 импульсов, приемник 3, вход которого подключен к резонансному ультразвуковому преобразователю 1, соединенному с выхо- дом генератора 2 импульсов, перестраиваемый частотный фильтр 4, осциллограф 5, синхронизатор 6, блок 7 модулирующего напряжения, частотный модулятор 8, выход которого подключен к генератору 2 импульсов, а вход— к выходу блока 7 модулирующего напряжения, соединенного своим входом с первым выходом синхронизатора 6, второй выход которого подключен ко второму входу генератора 2 импульсов, а третий выход соединен с входом Х осциллографа 5, вход 7 которого подключен к выходу перестраиваемого ,частотного фильтра 4, вход которого соединен с выходом приемника 3. Устройство содержит также канал 9 обработки первой серии эхо-импульсов, канал 10 обработки второй серии эхо-импульсов,, канал 11 обработки. N-й се.— рии эхо-импульсов. Каждый канал 9-11 .обработки серии эхо-импульсов в свою очередь включает перестраиваемый частотный фильтр 12, блоки 13 и 14 выделения импульсов, блок 15 измереФ ния логарифма отношения амплитуд импульсов и регистратор 16, вход которого подключен к выходу блока 15 измерения логарифма отношения амплитуд импульсов, соединенного своими входами с выходами блоков 13 и 14 выде.— ления импульсов. Первые входы блоков 13.и 14 выделения импульсов соединены друг с другом и подключены к выходу перестраиваемого частотного фильтра 12, а вторые входы блоков 13

953?0 2

25

fS

55 и 14 выделения импульсов также соединены друг с другом н соединены с вторым входом каждого канала 9-11 обработки серии эхо-импульсов. Вторые входы каждого канала 9-11 обработки серии эхо-импульсов соединены друг с другом и подключены к четвертому выходу синхронизатора 6. Вход перестраиваемого частотного фильтра 12 каждого канала 9-11 обработки серии эхо-импульсов является первым входом каждого канала 9-11 обработки серии эхо-импульсов. Первые входы каждого канала 9-11 обработки серии эхо-импульсов соединены,цруг с другом и подключены к выходу приемника 3. Резонансный ультразвуковой преобразователь 1 акустически соединен с исследуемым образцом 17.

Способ измерения коэффициента затухания ультразвука осуществляют следующим образом.

В исследуемый образец 17 излучают ультразвуковые импульсы с помощью резонансного ультразвукового преобразователя i, который возбуждают ,.электрическим импульсом, вырабатываемым генератором 2 импульсов. Частоту заполнения в пределах каждого электрического импульса возбуждения резонансного преобразователя 1 периодически изменяют в диапазоне частот, включающем ос:новную резонансную частоту резонансного ультразвукового преобразователя 1 и его нечетные гармоники. Высокочастотный электрический радиоимпульс, которым возбуждают резонансный ультразвуковой преобразователь 1 и в пределах которого частоту заполнения изменяют в диапазоне частот, включающем основную резонансную частоту резонансного ультразвукового преобразователя 1 и две ее нечетные гармоники (фиг. 2а). При возбуждении резонансного ультразвукового преобразователя 1 таким импульсом в исследуемом образце 17 воза никает и распространяется три ультразвуковых импульса. Первые три импульса соответствуют импульсам ультразвуковых колебаний, излучаемых резонанс1 ным ультразвуковым преобразователем

1 в исследуемый образец 17 при возбуждении резонансного ультразвукового преобразователя 1 на основной резонансной частоте, ее третьей и пятой гармниках (фиг. 2б). Импульсы ультразвуковых колебаний с различной час320 4

2 импульсов, и с помощью которого устанавливают необходимый диапазон частот и закон изменения частоты за1295 полнения в пределах электрического возбуждающего импульса. Частотный модулятор 8 при подаче на него модулирующего напряжения с блока 7 моду- лирующего напряжения непосредственно изменяет частоту генератора 2 импульВремя, необходимое для определения коэффициента затухания упьтразвука по экстремальным значениям амплитуд двух выделенных эхо-импулвсов каждой серии, не превышает,0,1 с. 3а это время скорость изменения коэффициента затухания ультразвука в образце под воздействием внешних факторов составляет 8<10 дБ/мкс, что для твердых тел с затуханием ультразвука порядка 0,05 дБ/мкс не превышает 0,027.

Способ измерения параметров затухания ультразвука, заключающийся в том, что в исследуемую среду излучают ультразвуковые импульсы с помощью резонансного преобразователя, изменяют периодически частоту заполнения в пределах каждого импульса, принимают отраженные эхо-импульсы, по параметрам которых определяют коэффициент затухания ультразвука, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерения за счет определения частотной, зависимости коэффициента затухания ультразвука, периодичес-

4 кое.изменение частоты заполнения осуществляют в дипазоне частот, включающем основную резонансную частоту преобразователя и ее нечетные гармоники, коэффициент затухания измеряют по принятым эхо-импульсам, разделенным на серии, в каждой из которых частота заполнения эхо-импульсов соответ.ствует полосе пропускания преобразователя на одной из его резонансных частот, а по значениям коэффициента затухания на соответствующих частотах определяют частотную зависимость коэффициента затухания ультразвуковых волн в исследуемой среде. тотой заполнения распространяются в исследуемом образце l7 независимо друг от друга, многократно отражаясь от его противоположных граней. С помощью резонансного ультразвукового преобразователя 1 принимают отраженные эхо-импульсы. Принятые эхо-импульсы одновременно подаются в каналы 9-11 обработки серий эхо-импульсов (фиг. 2б). На. входе каждого ка- !0 сов. нала 9-11 обработки серии эхо-импульсов установлены перестраиваемые частотные фильтры 12, с помощью которых принятые эхо-импульсы разделяют на серии, в каждой из которых частота !5 заполнения эхо-импульсов соответст— вует полосе пропускания резонансного ультразвукового преобразователя 1 на одной из его резонансных частот (фиг. 2в-д). 20

С выхода перестраиваемого частотного фильтра 12 каждого канала 9-11 обработки серий зхо-импульсов серия эхо-импульсов подается на вход блоков 13 и 14 выделения импульсов, в 5 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я которых из каждой серии эхо-импульсов выделяются два, например соседних, эхо-импульса. С выходов блокор

13 и 14 выделения импульсов выделенные эхо-импульсы подаются на входы 30 блока 15 измерения логарифма отношения амплитуд импульсов каждого канала 9-11 обработки серии зхо-импульсов, где по экстремальным значениям амплитуд двух выделенных эхо-импульсов определяют коэффициент затухания ультразвука. Коэффициент затухания ультразвука регистрируется в регистраторе 16.

На экраие электронно-лучевой труб-40 ки осциллографа 5 наблюдают принятые эхо-импульсы или какую-либо серию принятых импульсов, выделенную перестраиваемым частотным фильтром 4.

Синхронизатор 6 обеспечивает сог- 45 ласованный между собой запуск генератора 2 импульсов, блока 7 модулирующего напряжения, генератора развертки осциллографа 5 и блоков 13 и 14 выделения импульсов каналов 9-11 об-5( работки серий эхо-импульсов.

Блок 7 модулирующего напряжения вырабатывает соответствующее напряжение, например линейно-изменяющееся, которое подается на частотный моду- 55 лятор 8, соединенный с генератором

1295320

Составитель Г.Федоров

Техред И.Попович корректор B.Áóòÿãà

Редактор П.Гереши

Подписное

Тираж 777

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 612/51

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 (