Способ определения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в материале

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Целью изобретений является расширение области применения за счет обеспечения возможности измерений в двухслойных материалах. Ультразвуковые колебания излучают через промежуточную среду в направлении передней поверхности плоскопараллельного образца из исследуемого материала, измеряют величину амплитуды падающего сигнала. Принимают отраженные от передней поверхности и поверхности раздела слоев материала сигналы и измеряют их амплитуды . Излучают ультразвуковые колебания с той же амплитудой через промежуточную среду в направлении обратной поверхности образца, принимают отраженные от этой поверхности и поверхности раздела слоев материала сигналы и измеряют их амплитуды. Определяют коэффициенты затухания ультразвуковых колебаний в слоях материала с учетом измеренных значений амплитуд падающего и отраженного сигналов. 1 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (l() (s))s G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

Г i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4634857/28 (22) 09.01,89 (46) 07.05.91, Бюл. NÜ 17 (71) Научно-исследовательский институт физической и органической химии при Ростовском государственном университете им. М.А.Суслова . (72) П.О.Липовко-Половинец (53) 620.179.16 (088.8) (56) Колесников А.Е. Ультразвуковые измерения. M. Стандартгиз, 1982, с. 122-124.

Бражников Н,И. Ультразвуковые методы. M.: Энергия, 1965, с. 136-138. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ

КОЛЕБАНИЙ В МАТЕРИАЛЕ (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможноИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности измерений в двухслойных материалах.

На чертеже представлены схемы распространения ультразвуковых колебаний при измерении со стороны передней (а) и обратной {б) поверхностей исследуемого материала, поясняющие способ. сти измерений в двухслойных материалах.

Ультразвуковые колебания излучают через промежуточную среду в направлении передней поверхности плоскопараллельного образца из исследуемого материала, измеряют величину амплитуды падающего сигнала, Принимают отраженные от передней поверхности и поверхности раздела слоев материала сигналы и измеряют их амплитуды. Излучают ультразвуковые колебания с той же амплитудой через промежуточную среду в направлении обратной поверхности образца, принимают отраженные от этой поверхности и поверхности раздела слоев материала сигналы и измеряют их амплитуды. Определяют коэффициенты затухания ультразвуковых колебаний в слоях материала с учетом измеренных значений амплитуд падающего и отраженного сигналов. 1 ил.

Способ определения коэффициента за- (Д тухания ультразвуковых колебаний в материале реализуется следующим образом. р

Излучают ультразвуковые колебания через промежуточную среду, например им- „ мерсионную жидкость 1, в направлении передней поверхности 2 плоскопараллельного образца из исследуемого материала со стороны его первого слоя 3. Измеряют величину Ао амплитуды сигнала падающих иа эту поверхность ультразвуковых колебаний.

Принимают отраженные ультразвуковые колебания и измеряют величины А1 и А2 амплитуд сигналов,.отраженных от передней

1647379

10

20 а1 = In

2 !1 а2 In

2!г

50

R1 = A1/Ао, 1 21 -Z2

Z1 +Z2

+ з нз поверхности 2 и поверхности 4 раздела слоев материала соответственно ультразвуковых колебаний. Излучают ультразвуковые колебания с амплитудой Ао через иммерсионную жидкость 1 в направлении обратной поверхности 5 образца со стороны второго слоя 6. Принимают отраженные ультразвуковые колебания и измеряют величины Аз и

А4 амплитуд сигналов, отраженных от поверхности 4 раздела слоев материала и обратной поверхности 5 ультразвуковых колебаний соответственно. Определяют величины а1, Q2 коэффициентов затухания ультразвуковых колебаний в средах первого и второго слоев соответственно иэ соотношений

;(1) (А — А1A4) Аг, (2) (Аг А1А4) АЗ гдк I1, l2 — толщины первого и второго слоев исследуемого материала соответственно.

Величины амплитуд А1 и А2, отраженных от поверхностей 2 и 4 сигналов, связаны с величиной Ао сигнала падающих ультразвуковых колебаний соотношениями

А1=дой1; (3)

Аг=А 01 R2 I (4) где R1, 01 — соответственно коэффициенты . отражения и прохождения ультразвуковых колебаний на поверхности 2;

R2 — коэффициент отражения ультразвуковых колебаний на поверхности 4.

Величины амплитуд Аз и А4, отраженных от поверхностей 4 и 5 сигналов, связаны с величиной Ао аналогичными соотношениями

А =A,Rç; (5)

АЗ= Ао03 Йг 1 (6) где Ra, 0з — соответственно коэффициенты отражения и пропускания ультразвуковых колебаний на обратной поверхности 5 исследуемого материала;

R2 — коэффициент отражения ультра1 звуковых колебаний на поверхности 4 при их падении со стороны поверхности 5 образца исследуемого материала.

Из выражений (3)-(6) с учетом того, что

0 =1 -R), 03 = 1 -й3, ЙЗ = A4/Aî, 82

Z2 21 гг+г1

1+ R1

Z1 — Zo

1 — К1 1, Z2 =Zo

Z1, 22, Ез — соответственно акустические импедансы слоев 3, 6 и иммерсионной жидкости 1, получают соотношения (1) и (2), позволяющие определить значения коэффициентов а1 аг . Как видно из выражений для коэффициен гав отражения, эти величины являются комплексными, поэтому в соотношениях (1) и (2) фигурируют комплексные амплитуды сигналов, т.е. реально измеряют их модуль и фазу, т.е. знак амплитуды.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в материале, включающий излучение через промежуточную среду в направлении поверхности плоскопараллельного образца исследуемого материала ультразвуковых колебаний, причем отраженных от поверхностей материала сигналов, измерение величиíbl амплитуды, сигHала дважды прошедших через образец и вышедших через его переднюю поверхность ультраэвуковых колебаний и определение с учетом последней искомогопараметра, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности измерений в двухслойных матеРиалах, измеРЯют величины Ао, А1 и Аг амплитуд сигналов падающих на переднюю поверхность, отраженных от этой поверхности и отраженных от поверхности раздела слоев материала ультразвуковых колебаний соответственно, излучают ультразвуковые колебания через промежуточную среду.в направлении обратной поверхности образца исследуемого материала, принимают отраженные сигналы, измеряют величины Аз и

А4 амплитуд сигналов отраженных от поверхности раздела слоев материала и обратной поверхности ультразвуковых колебаний соответственно, а величины а1 и аг коэффициентов затухания ультразвуковых колебаний в первом и втором слоях материала соответственно определяют из соотношений а1 — In

1 (Аоо -A1 А4 -А1

2 <1 (дг д, д„)дг аг= tn

2 I2 (A2o — Д1Д4)ДЗ где I1 и 12 — толщины первого и второго слоев исследуемого материала соответственно.

1647379

Составитель В.Сорокин

Редактор Т.Юрчикова . Техред M.Моргентал Корректор И.Муска

Заказ 1647 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР.

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

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