Ультразвуковой преобразователь для измерения скорости крутильных волн

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений скорости крутильных волн за счет возбуждения только их нулевой моды. Продольные колебания пьезоэлементов 3 вызывают возбуждение крутильных колебаний звукопровода с той же частотой, поскольку пьезоэлементы 3 расположены между выступами 4 звукопровода и стенками пазов 5 демпфера. Выбор величины D диаметра звукопровода из условия 0*98KD*985,1, где K - волновое число возбуждаемых колебаний, позволяет возбуждать или принимать только нулевую моду крутильных колебаний. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

9583 А1 (l9> ® (lIl (51) 5 С 01 Н 5/00

" -СсМ@Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4397595/25-28 (22) 28.03.88 (46) 07,06.90. Вюл„ 119 21 (71) Калининский политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазораэведочных скважин (72) А.В.Платов, Г.Н.Иванов, А.Ю.Юматов, M,Ã.Ìàðêîâ и В,Г„Топорков (53) 620.179.16(088.8) (56) Физическая акустика./Под ред.

У.Мэзона. M.: Мир, 1966, т. 1, ч„А, с. 165-166.

Ермолов И„Н. Теория и практика ультразвукового контроля, М.: Машиностроение, 1981, с. 42.

2 (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ KPYTHJIbHbIX

ВОЛН (57) Изобретение относится к измери" . тельной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений скорости крутильных волн эа счет воз буждения только их нулевой моды. Продольные колебания пьезоэлементов 3 вызывают возбуждение крутильных колебаний эвукопровода с тай же частотой, поскольку пьезоэлементы 3 расположены между выступами 4 звукопровода и стенками пазов 5 демпфера,. Выбор величины

d диаметра звукопровода иэ условия

О (Kd (5,1, где К вЂ” волновое число возбуждаемых колебаний„ позволяет возбуждать или принимать только нулевую моду крутильных колебаний, 2 ил.

»

t (2) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть ис польэовано для возбуждения и приема крутильных волн при измерении их скорости.

Целью изобретения является повышение точности измерений скорости крутильных волн эа счет возбуждения только их нулевой моды. l0

На фиг,1 изображен ультразвуковой преобразователь для измерения скорос-! ти крутильных волн, продольный разрез; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.1.

Ультразвуковой преобразователь для 15 измерения скорости крутильных волн содержит звукопровод 1, демпфер 2, пьезоэлементы 3, причем выступы 4 звукопровода 1 размещены в пазах 5 демпфера 2 и между ними располржены пьезо-20 элементы 3. Торцовая поверхность 6 звукопровода 1 служит для контакта с исследуемым образцом. Диаметр цилиндрической части эвукопровода 1 выбран

О(Kd (5,1, (1) 25 где К вЂ” волновое число возбуждаемых крутильньгх волн, Ультразвуковой преобразователь для измерения скорости крутильных волн работает следующим образом, При возбуждении пьезоэлементов 3 их продольные колебания вызывают вращение звукопровода 1 вдоль его оси, что приводит к возбуждению в нем крутильных колебаний. При создании акустического контакта между торцовой поверхностью 6 эвукопровода 1 и иссле- . дуемым образцом в последнем возбуждаются крутильные волны. Прошедшие че" 40 рез образец крутильные волны аналогичным образом принимаются приемным ° ультразвуковым преобразователем, Измерив время t распространения кру".. тильных волн в образце и его длину L, определяют скорость У крутильных волн

45 по соотношению

Уоавнение, описывающее распространение крутильных волн в цилиндре, имеет вид х ° Т (х) = 2 Т,(х), (3) где х=К„d; К„- волновое число r-й моды крутильных колебаний; Т,(х) и

I,(х) — функции Бесселя первого рода нулевого и первого порядков соответственно, r=0,1,2,... Уравнение (3) имеет бесконечное множество корней x> =

=5,136; х =8, 417 и т.д, При x . х, в цилиндре может существовать только нулевая мода колебаний при x (х (х

j 1 г нулевая и первая моды и т„д.

Таким образом, условие (1), иэ которого выбирается диаметр эвукопровода, означает, что ультразвуковым пре образователем возбуждается только нулевая мода крутильных колебаний, что приводит к повышению точности измерений скорости крутильных волн.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Ультразвуковой преобразователь для измерения скорости крутильных волн, содержащий звукопровод, демпфер, соединенные с ними пьеэопластины, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, .демпфер выполнен в виде полого цилиндра с пазами на его торцовых поверхностях, звукопровод выполнен в виде цилиндра с выступами на торцах, размещенного в полости демпфера так, что выступы звукопровода расположены в пазах торцовых поверхностей демпфера, пьезоэлементы размещены попарно диаметрально противоположно между стенками выступов и пазов, а величиI на d диаметра эвукопровода выбрана из условия

О (Kd(5,1, где К вЂ” волновое число возбуждаемых колебаний

1569583

Составитель В.Сорокин

Редактор JI.Гратилло . Техред М.Дидык Корректор С.черни

Закаэ 1438 Тираж 423 Подписное

ВНИИПИ Го ударствепного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035» Иосква, М-35, Раушская наб °, д. 4/5

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