Способ измерения скорости ультразвука в материалах

 

Изобретение касается акустических измерений и может быть использовано при контроле качества материалов. Цель изобретения - повышение точности измерений. На одной из поверхностей материала на расстоянии друг от друга определяемом в зависимости от средней скорости продольной волны в исследуемом материале, от интервала между ее крайними значениями и от частоты прозвучивания, устанавливают излучатели ультразвука. На противоположной поверхности материала устанавливают приемник. Изменяют разность фаз излучаемых колебаний, измеряют разность фаз, соответсвующую максимуму принимаемых колебаний, и с учетом ее определяют по расчетной формуле скорость ультразвука в исследуемом материале. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (с1> 4 G 01 Fl 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИ4ЕТЕРЬСТВУ, еГ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4342487/25-28 (22) 01 ° 10.87 (46) 07,08,89. Бюл. Ф 29 (71) Конструкторско"техноло гическое бюро "Стройиндустрия (72) В.А, Сафаров и П,А. Мариянчук (53) 534, 22(088, 8)

{S6) Заяоротько Ю.М, Геофизические методы исследования скважин. — М,:

Недра, 1983, с, 112 и 113, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЪТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛАХ (57) Изобретение касается акустических измерений и может быть использоI нано при контроле качества материалон ° Цель изобретения — повышение

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано при контроле качества материалов, Цель изобретения — повышение точности измерений, На чертеже изображена схема проведения измерений, На чертеже обозначены первый и второй излучающие преобразователи l и 2, приемный преобразователь 3, нысокочагтотный генератор 4, фазонращатель 5, измеритель 6 амплитуды, измеритель 7 времени распространения и исследуемый материал 8, Входы фазонращателя 5 нторого излучающего преобразователя 2 и перяый вход измс рителя 7 нремени подключены к ныхгду ген рптора 4, вход первого излучню (ег преобрлвояятеля 1 подклюÄÄSUÄÄ 1499130 А 1

2 точности измерений, На одной иэ поверхностей материала на расстоянии друг от друга, определяемом в зависимости от средней скорости продольной волны в исследуемом материале,. от интервала между ее крайними значениями и от частоты прозвучивания устанавливают излучатели ультразвука, На противоположной поверхности материала устанавливают приемник, Изменяют разность фаэ излучаемых колебаний, измеряют разность фаз, соответствующую максимуму принимаемых колебаний, и с учетом ее определяют по расчетной формуле скорость ультразвука в исследуемом материале. l ил. чен к выходу фазовращателя 5, выход приемного преобразователя ) соединен с нторым входом измерителя 7 времени и с входом измерителя 6 амплитуды, В контролируемом материале возбуждают в двух точках, расположенных с одной стороны материала, ультразвуковые колебания одной и той же частоты со сдвигом фаэ между ними, принимают их в точке, расположенной на противоположной стороне материала коосно с одной иэ точек возбуждения ультразвуковых колебаний, а скорость ультразвука определяют по формуле где с — скорость распространения ультразвука в материале;

14991 30 условия

1 с (2)

2av f где v — средняя скорость распростра- 20 нения продольных ул ьтр аз вуковых волн н данном материале;

dv — разность между максимальной и минимальной скоростями распространения продольных ультразвуковых волн B данном материале, Способ измерения скорости ультразвука н материалах осуществляется следующим образом.

На исследуемый материал 8 в точке возбуждения и приема ультразвуковых колебаний с противоположных сторон устанавливают преобразователи 1-3, В исследуемый материал преобразона- 35 телями 1 и 2 излучают ультразвуковые колебаний частоты-f и принимают их после прохождения через материал преобраэонателеч 3. Согласно (2) излу- эемые преобразователями 1 и 2 ульт- 40 разнуковые колебания синфаэно суммируются на акустической оси, смещенной относительно нормали к середине расстояния 1 между преобразователями на угол 8 т,е. максимум излуче- 45 ния ультразвуковых колебаний, создаваемых преобразователями 1 и 2 направлен вдоль акустической оси, при этом

30 с

sin 8 — — — — 421 f 1

50 где с скорость распространения ультразвуковых колебаний н материале; частота возбуждаемых ультразвуковых колебаний;

1 — расстояние между преобразователями 1 и 2;

1 — расстояние между точкак. возбуждения ультразвуковых колебаний; частота возбуждаемых ультразвуковых колебаний; ц — сдвиг фаз ультразвуковых колебаний н точках ноэбуждения; время распространения ультразвука н материале, опреде- 10 ляемое по максимуму амплитуды ультразвуковых"колебаний н точке приема.

При этом расстояние между точками возбуждения ультраэнуконых колебаний 15 л для сдвига фаэ 04 g 6 > выбирается из ц — сдвиг фаз между колебаниями, излучаемыми преобразователями I и 2.

С другой стороны

sin 6

2 с где t — время распространения ультразвуковых колебаний в материале, отсюда

При измерении скорости ультразвук н материале фазонращателем 5 изменяют фазу Ц колебаний, поступающих на преобразователь 1 до тех пор, пока измеритель 6 амплитуды, подключенный к преобразователю 3, не покажет максимум амплитуды принятых ультразвуковых колебаний, после чего по показанию измерителя 7 времени распространения ультразвуковых колебаний отсчитывают время t и определяют скорость ультразвука в материале по формуле (1).

Формула и эобре т ения

Способ измерения скорости ультразвука в материалах, основанный на излучении ультразвуковых колебаний частоты f в исследуемый материал двумя излучающими преобразователями, приеме ультразвуковых колебаний, прошедших через исследуемый материал, приемныи преобразователем, измерении параметров принятых колебаний и определении с учетом измеренных параметров и расстояния 1 между излучающими преобразователями скорости ультразвука в исследуемом материале, о т л и ч а юшийся теи, что, с целью повышения точности измерений, излучающие и приемный преобразователи .устанавливают с противоположных сторон .исследуемого материала, совмещают акустические оси приемного и одного из излучающих преобразователей, расстояние 1 между излучающими преобразователяин выбирают из условия

4

2.дч f где v — средняя скорость ультразвука в исследуемои материале;

Дч — разность между максимальным и минимальным возиожныии зна чениями скорости ультразвука в исследуемом материале, 1499 130

1(f с 1

Дф t

Составитель Д, Широчин

k åäàêòoð О, Юрковецкая Техред Ч.Дидык Корректор Н. Борисова

Заказ 4678/37 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 изменяют в процессе излучения разность фаэ излучаемых колебаний, измеряют амплитуду принимаемых колебаний, измеряют разность фаз c) P излучаемых колебаний и время t, распространения ультраэвуковы:. колебаний, соответствую цие максимуму амплитуды прпнпмяе

0 мых колебаний, а скорость с ультразвука в исследуемом материале опредрляют по формуле