Способ измерения коэффициента затухания ультразвука в материале

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля физикомеханических свойств материала изделий по затуханию ультразвуковых колебаний . Целью изобретения является повышение точности измерения в материалах с малым поглощением ультразвука за счет устранения дифракционных дефектов. Согласно способу измерения коэффициента затухания ультразвука в материалах изменяют температуру боковой поверхности плоскопараллельного образца на величину ЛТ ,0,72 /3 ,где С - скорость ультразвука в материале; /з - температурный коэффициент скорости ультразвука; f - частота ультразвука; D - диаметр пьезопреобразователя. Затем в образец по нормали к его торцовой поверхности вводят импульс . Принимают серию многократно отраженных от торцов контролируемого образца ультразвуковых импульсов, измеряют их амплитуду и по относительной величине этих амплитуд определяют коэффициент затухания ультразвука . Причем измерение амплитуд эхо-сигналов проводят в течение промежутка времени С 0,01 d /а, где а - коэффициент температуропроводности; d - поперечный размер образца. (Л fco 1 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl) 4 С 01 и 29/04 p p y q sq

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4063729/25-28 (22) 07.01.86 (46) 15.10,87.Бюл. ¹ 38 (71) ЛГУ им.А.А.Жданова и Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (72) А.А.Кулешов, А.И.Недбай, Е,Б.Петрунина и В.М.Сарнацкий (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1000898, кл. G 01 Й 29/04, 1982.

Труэлл P. Эльбаум Ч., Чик Б.

Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: Мир, 1972, с.5759. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛЕ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля физикомеханических свойств материала изделий по затуханию ультразвуковых колебаний. Целью изобретения является повышение точности измерения в матеÄÄSUÄÄ 1345110 А1 риалах с малым поглощением ультразвука за счет устранения дифракционных дефектов ° Согласно способу измерения коэффициента затухания ультразвука в материалах изменяют температуру боковой поверхности плоскопараллельного образца на величину аТ

>0,72 с /f 0 а,где C — скорость ультразвука в материале; р — температурный коэффициент скорости

Ф ультразвука; f — частота ультразвука; 0 - диаметр пьезопреобразователя. Затем в образец по нормали к его торцовой поверхности вводят импульс. Принимают серию многократно отраженных от торцов контролируемого образца ультразвуковых импульсов, измеряют их амплитуду и по относительной величине этих амплитуд определяют коэффициент затухания ультразвука. Причем измерение амплитуд эхо †сигнал проводят в течение промежутка времени С с 0,01 d /а, где а — коэффициент температуропроводности; d — поперечный размер образца.

13451!0

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля физико-механических свойств материала изделий по затуханию ультразвуковых колебаний.

Целью изобретения является повышение точности измерения в материалах с малым поглощением ультразвука за счет устранения дифракционных эффектов.

Способ измерения коэффициента затухания ультразвука в материале осуществляется следующим образом, Перед началом измерений изменяют температуру боковой поверхности плоскопараллельного образца на величину .

ЛТ ) 072 с /Г 0 Р где с — скорость ультразвука в материале;

p — температурный коэффициент скорости ультразвука; — частота ультразвука;

0 — диаметр пьеэопреобразователя.

B этот образец по нормали к его поверхности вводят зондирующий ультразвуковой импульс. При изменении температуры боковой поверхности образца создается градиент скорости ультразвука в образце, направленный перпендикулярно распространяющемуся ультразвуковому импульсу. Из-за созданного градиента скорости ультразвуковой импульс распространяется в центральной части образца,, не расширяясь и не попадая на боковую поверхность в центральной части образца.

Необходимое изменение температуры боковой поверхности исследуемого образца связано с созданием темпера" турного фронта, поверхность которого обеспечивает полное отражение ультразвуковой волны из-за изменения акустического сопротивления среды. Период следования зондирующих ультразвуковых импульсов устанавливают больше длительности серии эхоимпульсов для того, чтобы избежать наложения эхо-импульсов от различных зондирующих сигналов.

Принимают серию многократно отраженных от торцов контролируемого образца ультразвуковых импульсов.

Измеряют амплитуды этих импульсов.

Причем измерение амплитуд эхо-импульсов проводят в течение промежутка времени (0 0! Д /а, где а — коэффициент температуропроводности;

d — поперечный размер образца.

Это связано с тем, что при изме10 нении температуры на боковой поверхности внутри образца, имеющего, например, форму нилиндра, нарушается тепловое равновесие и начинается перестройка температурного поля.

15 Граница температурного фронта имеет вид коакс.иального цилиндра постепенно сужающегося радиуса. Таким образом„ градиент температуры, а вместе с этим и градиент упругих моду20 лей, направленный перпендикулярно ра.спространяющему ультразвуковому пучку, сохраняются or.ðàíè÷åííoå время, в течение которого и должно быть проведено измерение амплитуд эхо-импульсов. В дальнейшем по относительной величине этих амплитуд определяют коэффициент затухания ультразвука.

30 Формула из о брет ения

Способ измерения коэффициента затухания ультразвука в материале, заключающийся в том, что в плоскопараллельном образце из исследуемого материала возбуждакт импульс ультразвуковых колебаний, принимают серию многократно отраженных эхо-импульсов, измеряют их амплитуды и по относисщ тельной величине этих амплитуд определяют коэффициент затухания ультразвука, отличающийся тем, что, с цельк повышения точности измерения в материалах с малым поглощением ультразвука эа счет устранения дифракциснных эффектов, предварительно изменяют температуру боковой поверхности образца на величину

0 72 с"

dT 7 -2-----, f2D р где с скорость ультразвука в материале; температурный коэффициент скорости ультразвука; частота ультразвука; диаметр пьезопреобразователя, 1345110 где а — коэффициент TeMIIepaTypoпроводности; д - поперечный размер образца, момента достижения,заданной температуры боковой поверхности образца. а измерение амплитуд эхо-импульсов проводят в течение промежутка времени

7 <0,01 d /а, r.

Составитель Г.Федоров

Редактор Л.Повхан Техред М.Дидык Корректор С Черни

Заказ 4913/43 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4