Способ определения акустического сопротивления материалов с неровной поверхностью

 

Изобретение относится к акустическим методам неразруиающих испыта- .ний и может быть использовано для исследований материалов с неровной поверхностью. Целью изобретения является расширение области применения способа путем обеспечения возможности проведения измерения при сухом контакте исследуемого и эталонного материалов. Исследуемый материал niSH- водят в соприкосйовение с эталонным, в исследуемый материал через эталонньй излучают ультразвуковой, импульс, определяют коэффициент R, отражения : ультразвука от границы иccлeдye f IЙ - эталонный материал, затем изменяют акустическое сопротивление эталонного материала одним из нижеперечисленных способов: путем изменения его химического состава, с помощью его механического напряжения, приложени-: ем внешнего электрического или магнитного поля при использовании в качестве эталонного электрострикционного или магнитострикционного материалов соответственно. Излучают в исследуемый материал через эталонный ультразвуковой импульс, определяют коэффициент R, а акустическое сопротивление Zx исследуемого материала определяют по формуле (1 + +R.j)-Z, (1+Я2)(К,-К),.где Z, - первоначальное акустическое сопротивление эталонного материалаJ акустическое сопротивление эталонного материала после изменения. 4 з.п. ф-лы, 1 ип. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК g 4 G 01 H 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

121) 4238594/25-28 (22) 23.03.87 (46) 23.02.89. Бюл. М- 7 (71) Ростовский научно-исследовательский онкологический институт (72) П.О.Липовко-Половинец (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1312472, кл. G 01 N 29/04, 1986, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕССКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ С НЕРОВНОИ ПОВЕРХНОСТЬМ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающих испытаний и может быть использовано для исследований материалов с неровной поверхностью. Целью изобретения является расширение области применения способа путем обеспечения возможности проведения измерения при сухом контакте исследуемого и эталонного материалов. Исследуемый материал приводят в соприкосновение с эталонным, в исследуемый материал через эталонИзобретение относится к акустическим методам неразрушающих испыта-: ний и может быть использовано для исследования материалов с неровной поверхностью.

Цель изобретения — расширение области применения способа путем обеспечения возможности проведения изме( рения при сухом контакте исследуемого и эталонного материалов.

„„Я0„„1460623 A 1 ный излучают ультразвуковой. импульс, определяют коэффициент R, отражения ультразвука от границы исследуем|й— эталонный материал, затем изменяют акустическое сопротивление эталонного материала одним из нижеперечисленных спосббов: путем изменения его химического состава, с помощью его механического напряжения, приложением внешнего электрического или магнитного поля при использовании в качестве эталонного электрострикционного или магнитострикционного материалов соответственно. Излучают в исследуемый материал через эталонный ультразвуковой импульс, определяют коэффициент R,,а акустическое сопротивление ZÄ исследуемого материала определяют по формуле Е„е(Е (1+

+R )-Z, (1+2 )) (R,-R ),. где Z, - первоначальное акустическое сопротивление эталонного материала, Z — акустическое сопротивление эталонного материала после изменения. 4 з.п. ф-лы, >ф

1 ип.

На чертеже представлена акустическая схема, поясняющая реализацию способа, Способ определения акустического сопротивления материалов с неровной поверхностью реализуют следующим образом, Исследуемый материал 1, имеющий неровную повррхность, приводят в соприкосновение с эталонным материалом

1460623

2. Ультразвуковым преобразователем (не показан) в направлении границы контакта излучают ультразвуковые ко1

Ф лебания 3 и 4 с амплитудой А„. Часть

5 колебаний 3, попадающих в места соприкосновения исследуемого 1 и эталонного 2 материала, проходит в исследуемый материал ), а часть 6 колебаний отражается в обратном направ" )p ленин. Колебания 4, попадающие в места отсутствия соприкосновения исследуемого 1 и эталонного 2 материалов, полностью отражаются.в обратном направлении в форме колебаний 7. Часть

6 колебаний и колебания 7 формируют в совокупности эхосигнал, отраженный от границы сухого контакта.

При этом выполняются следующие, 2p соотношения:

< < I

Аотр < -< A «g+g R А«<<ть

О 2 ( где А —. амплитуда отраже ííî ro си г- 25

ОТР нала;

à —. истинный начальный коэффициент отражения ультразву-.. ка в местах соприкосновения исследуемого и эталонного материалов; и <, — долевые части площади по. верхности эталонного матери. ала соответственно в местах ее соприкосновения и

35 отсутствия соприкосновения с поверхностью исследуемого материала.

Производят измерение амплитуды

II эхосигнала А „и определяют величину 4р начального коэффициента RI À„ /A „„ff отражения. ультразвука от границы сухого контакта исследуемый — эталонный материал.

Далее производят изменения акусти- 45 ческого сопротивления эталонного материала. Указанную операцию произво;. дят одним из указанных способов: заменой исходного материала на другой с отличным акустическим сопротивлением, химическим воздействием на эталонный материал, механическим нагружением эталонного материала, приложением к эталонному материалу внешнего электрического и магнитного полей, а в качестве эталонного материала используют соответственно либо электрострикционный, либо магнитострикционный материал.

Затем снова излучают импульс ультразвуковых колебаний в направлении границы контакта исследуемый — эталонный материал. В общем случае его

f амплитуда A ö отличается от первоначальной, Так как акустическое сопротивление эталонного материала меняется, соотношение амплитуд частей

5 и 6 также изменяется. При этом амплитуда колебаний 7 по отношению

II к А„„не меняется, таким: образом, выполняются соотношения

It II I«<

А . = -o(IÀ„+þ К А„

+ + а=), II где А„- амп )итуда нового отраженного сигнала;

R — коэффициент отражения ультразвука s местах соприкоснов ения ис сл едуе мо го и эталонного материалов.

fI

Измеряют амплитуду А и опреде<< « ляют конечный коэффициент R =А, /А„ отражения ультразвука от границы сухого контакта исследуемый -- эталонный материал.

Учитывая, что

КЪ-Е! Ю ZII Z2, R — - " ——

Z +Z Z„+Z

Где 7., и Х вЂ” первоначальное и измененное соответственно акустические сопротивления эталонного материала, искомую величину акустического сопротивления исследуемого материала определяют из выражения

Е Е.У+ИМ.-Z< ()+Rl )

2х

Rf -Ra

Формула из об р ет ения

1, Способ определения акустического сопротивления материалов с неровной поверхностью, заключающийся в том, что исследуемый материал приводят в соприкосновение с эталонным материалом, излучают в него ультра"... звуковой импульс, принимают отраженный от границы исследуемый — эталонный материал эхосигнал, измеряют его амплитуду, определяют коэффициент

R отражения ультразвука от сухой границы контакта исследуемый — эталонный материал и полученные данные используют для нахождения акустичес1460623 кого сопротивления 7.„ исследуемого материала, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа путем обеспече5 ния возможности проведения измерения при сухом контакте исследуемого и эталонного материалов, изменяют акустическое сопротивление эталонного

1 материала, повторно излучают в на- 10 правлении границы исследуемый — эталонньгй материал ультразвуковой импульс, принимают отраженный эхосигнал, измеряют его амплитуду, определяют коэффициент R отражения ультра- 15 звука от сухой границы исследуемый " эталонный материал, а акустическое сопротивление Z> исследуемого материала определяют по формуле

7g(1+RE)-Z,, 1+ 1

Ф R -R и где Е1 " первоначальное акустическое сопротивление эталонного материала; 25

Z < — акустическое сопротивление эталонного материала после изменения, 2. Способ поп, 1, о тличаю шийся тем, что изменение акустического сопротивления эталонного материала производят путем использования в качестве эталонного материала с другим химическим составам, 3, Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что изменение акустического сопротивления эталонного материала производят путем механического нагружения этого материала.

4, Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве эталонного материала используют электрострикционный материал и изменение его акустического сопротивления осуществляют путем изменения электрического поля, приложенного к электрострикционному материалу.

5. Способ по п, 1, о т л и ч аю щ и и сятем,,что в качестве эталонного материала используют магнитострикционный материал, а изменение его акустического сопротивления осуществляют путем изменения магнитного поля, приложенного к магнитострикционному материалу.

14 062 3

Составитель С.Арбузов

Редактор А,Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор И.Поко

Заказ 535/51 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101