Способ измерения длины волны в среде с волновой дисперсией и установка для его осуществления

 

Изобретение может быть использовано для неразрушающих испытаний элементов и конструкций методом фазовых скоростей. С целью снижения трудоемкости измерения в объекте возбуждают колебания переменной частоты и измеряют разность фаз колебаний с помощью датчиков, установленных один от другого на расстоянии меньщем, чем ддлина волны колебаний наименьшей частоты. По разности фаз вычисляют длину волны. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. Ш

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1448268 А 1 ц11 4 G Ol N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (89) CS 248651/СБ PU = 3598/20.05,83 (48) 28.10.86 (21) ?773435/24-28 (22) 30.05.84 (46) 30.12.88 ° Бюл. N -48 (71) Словацкая академия наук (CS) (72) Густав Мартинчик и Милан По-, корны (CS) (53) 678.01.534 (088.8) (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ВОЛНЫ В

СРЕДЕ С ВОЛНОВОЙ ДИСПЕРСИЕЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для неразрушающих испытаний элементов и конструкций методом фазовых скоростей, С целью снижения трудоемкости измерения в объекте возбуждают колебания переменной частоты и измеряют разность фаз колебаний с помощью датчиков, установленных один от другого на расстоянии меньшем, чем ддлина волны колебаний наименьшей частоты. По разности фаз вычисляют длину волны. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

1448268

Изобретение может быть использовано для неразрушающих испытаний элементов и конструкций методом фазовых скоростей например для опреЭ

5 деления характеристик упругости материала основания насыпных тел,характеристик упругости и жесткости конструкций проезжих частей дорог и других плоских систем, например плит, 1О стен, а также можно испсльзовать и в других областях техники при изучении свойств средь. с волновой дисперсией, например при определении критической частоты и совпадающих частот как характеристик звуконепро-ницаемост!л стеновых или плитных элементов при эксгериментальном исследовании вязкоупругвх свойств

20 материалов.

В динамической диагнсстике элементов и конструкций применяется метод измерения фазовых скоростей распространения волн напряжения для установления характеристик упругости 25 материала, жесткости элементов и конструкций и для выполнения контроля качества.

В фазометрии применимы, в общем, два метода: метод переменного бязи- 3О са при постоянной частоте и метод переменнои частоты при постоянном базисе . В обоих случаях принципом является измерение длинь. волны при распространении гармонических волн напряжения рассматриваемой средой.

Ввиду того, что известный метод переменной частоты при постоянном базисе связан с условием постоянной фазовой скорости, независимой от частоты, 4О пользуются исключительно методом переменного базиса при постоянной частоте, который применим и для среды с волновой дисперсией. Метод состоит из измерения разности фаз между колебанием в месте возоудителя и колебанием в месте датчика при постоянной частоте, но при разных расстояниях датчика от возбудителя. (Бражников Н.И. Ультразвуковая фазометрия.

М.: Энергия, 1968, с.83-94).

Недостатком такого решения является большая требовательность к обслуживанию, длительность измерения и затруднительная, практически неосуществимая автоматизация измерений.

Известны способ измерения длины волны и установка для его выполнения, сущность которого состоит в том,. что при постепенном изменении частоты волн напряжения от наименьшей частоты, при которой длина волны больше расстояния между датчиками, измеряется разность фаз колебания в точках обоих датчиков. Оба датчика с одинаковыми фазочастотными характер;:.стиками соединены с объектом на взаимном расстоянии, меньшем, чем длина волны, принадлежащая наименьшей частоте, причем генератор гармонически переменной силы помешен на общей прямой с датчиками вне измеряемого участка.

Указанный мето,ц устраняет длительность и трудоемкость измерений в нескольких положениях датчика для каждой избранной частоты,, экономит одну рабочую силу, необходимую для переноса датчика в отдельнь!е положения, улучи!ает точность измерений и . их воспроизводимость, а также обра-y ет выгодную базу для ав!оыатизации измерений.

На фиг.l изображено расположение датчиков по отношению к генератору; на фиг,2 — зависимссть разности фаз

hg от частоты 1„которая позволяет для любой частоты f в диапазоне (f,К ) на основании измеренного ! & значения йс = К 2 !! установить длину волньr Я.

Установка для реализации приведенного метода определения длины

BoJIHbI состоит иэ двух датчиков 1 и

2 с одинаковыми фазовочастотными характеристиками, выводы которых присоединены на вводы устройства 3 для обработки данных, например фазометра, и генератора 4 гармонически переменной силы с возможностью подбора частоты, который вносит напряжения в рассматриваемый объект.

Установка .работает следующим образом °

При распространении гармонических волн напряжения в среде с волновой дисперсией определяется длина волны

Я при постоянном расположении обоих датчиков 1 и 2, которые имеют одинаковые фазовочастотные характеристики и которые соединены со средой на взаимном расстоянии L. Измеряется разность фаз 11у колебаний датчиков при постепенном изменении час-, тоты волн напряжения f,ðàñïðîñòðàíÿþщихся средой в диапазоне частот f< по Кд . Взаимное расстояние 1. датчи3 14482 ков 1 и 2 определено условием Ь A,, причем Э, — длина волны, принадле — . жащая наименьшей частоте f

С изменением f изменяется раз5 ность фаз д(. Разность фаз д1р

2 Ф соответствует частоте, при которой длина волны Ъ равна расстоянию L, Разность фаз Ьу= К 2Т где К вЂ” любое реальное число, возник- 10 нет при частоте f, при которой волновая длина A определена отношением

2 ii L A =--- Р К

Постепенное изменение частоты в 15 диапазоне f no Г д позволяет определить значение К для любой частоты

f. Фазовая скорость распространения волн. напряжения С для данной частоты определяется из отношения 20

С = f Я, Формула изобретения

1. Способ измерения длины волны 25 в среде с волновой дисперсией при

68

4 постоянном расположении двух датчиков, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности и трудоемкости измерений, при постепенном изменении частоты волн нап-. ряжения от наименьшей частоты, при которой волновая длина больше расстояния датчиков 1 и 2, измеряется разность фаэ колебания в местах обоих датчиков 1 и 2.

2 ° Установка для измерения длины волны в среде с волновой дисперсией, содержащая генератор гармонически переменной силы, фазометр и датчики, о т л и ч а ю щ а я с .я тем, что, датчики I и 2 с одинаковыми фазочастотными характеристиками, устанавливаемые на объекте, находятся на взаимном расстоянии L меньшем, чем длина волны, принадлежащая наименьшей частоте, генератор 4 гармонически переменной силы размещен на общей с датчиками 1 и 2 прямой вне измеряемого участка L а выходы датчиков соединены с входом фазометра.

1448268

Со с тавит ель А. Куликов

Редактор М.Келемеш Техред JI.Ceðäþêîâà Корректор А. Обручар

Заказ 6841/49 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственногс комитета .по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,