Способ идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана



Способ идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана
Способ идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана
Способ идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана
Способ идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана
Способ идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана

 

G01N29/07 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2501006:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Использование: для идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана. Сущность заключается в том, что измеряют зависимость скорости распространения ультразвуковой волны в легких сплавах от содержания в них водорода. Способ отличается тем, что на поверхности металла устанавливают источник и приемник акустического излучения, измеряют скорость распространения УЗ волн в зависимости от углового положения источника и приемника, изменяют расстояние между приемником и датчиком излучения, и при каждом изменении расстояния и угла находят максимальную скорость УЗ волн, соответствующую определенному содержанию водорода в металле, и по эталонной зависимости скорости УЗ волн от концентрации водорода в металле находят концентрацию водорода, соответствующую водородному охрупчиванию легкого сплава. Технический результат: увеличение точности идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана. 3 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике в физике металлов и может быть использовано в металлургии металлов для контроля изделий из металлов, в частности титана, при их эксплуатации в атомной промышленности, в аэрокосмической технике, для общего обнаружения водородной коррозии металлов и изделий на основе легких сплавов.

Дальнейшее развитие космической техники, атомной энергетики, ракето- и самолетостроения, газотурбинных двигателей требует создания способа идентификации водородного охрупчивания изделий из титана для увеличения ресурсов их эксплуатации, исключения и прогнозирования причин водородной деградации изделий из титана, являющегося основой многочисленных деталей в перечисленных отраслях промышленности.

Известны следующие способы определения водородного охрупчивания металлов легких сплавов. Для определения водородного охрупчивания титана ВТ1-0 образец растягивают на испытательной машине, измеряют модуль Юнга, строят зависимость величины модуля Юнга от концентрации водорода в титане, находят точку отклонения от закона Гука и по величине модуля Юнга идентифицируют водородное охрупчивание металла. В ряде способов определяют предельную прочность и относительное удлинение до разрыва детали, что позволяет зафиксировать состояние водородного охрупчивания. (Коттерилл П.В. Водородная хрупкость металлов. - М.: Металлургиздат. - 1963. - 245 с.; Ткачев В.И., Витвицкий В.И., Холодный В.И. Сравнительная оценка водородостойкости сталей и сплавов // Материаловедение. - 2006. - №1. - С.54-56.). Водородное охрупчивание металлов идентифицируют на основе измерения микротвердости, термо-эдс, вихревых токов высокой частоты (Чернов И.П., Черданцев Ю.П., Никитенков Н.Н., Лидер A.M., Гаранин Г.В. и др. Неразрушающие методы контроля водородного охрупчивания конструкционных материалов // Альтернативная энергетика и экология. 2009. №2. С.15-22). Идентификацию стадий деформации и разрушения металлов определяют по акустической эмиссии, возникающей при наводороживании металлов (Буйло С.И. Физико-механические и статистические аспекты повышения достоверности результатов акустико-эмиссионного контроля и диагностики. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2008, 192 с.; Буйло С.И. Акустико-эмиссионная диагностика влияния водорода на свойства материалов. Дефектоскопия, 2009, №11, с.94-98; Шевцов И.В., Колачев Б.А. О рафинировании алюминиевых расплавов от водорода и окиси алюминия. - Цветные металлы. - 1973. - Т.12. - С.44-47.) Эти способы требуют сбора актов акустической эмиссии в течение достаточно длительного времени, что снижает оперативность способа. Все описанные способы носят лабораторный характер, предназначены для оценочного определения содержания водорода в металлах, не имеют целенаправленного действия для определения момента наступления водородного охрупчивания, которое ведет к необратимому изменению свойств материала.

Наиболее близким способом, выбранным в качестве прототипа, является способ, описанный в работе Yang, C.-H. Huang M.-F. Characterization of hydrogen concentration in Zircaloy claddings using a low-frequency acoustic microscope with a PVDF/LFB transducer = Определение концентрации водорода в циркалоевой оболочке твэла с использованием низкочастотного акустического микроскопа с PVDF/LFB-преобразователем / // J. Nucl. Mater. - 2004. - Т.335. - №3. - С.359-365. Физической основой используемого авторами способа является измерение скорости распространения ультразвуковых (УЗ) волн в металлах. Измерение скорости УЗ волн и идентификацию водородного охрупчивания проводят на основе низкочастотного акустического микроскопа с PVDF/LFB-преобразователем. В этом способе строят зависимость скорости распространения УЗ волн на разных частотах. Эта зависимость носит линейный ниспадающий характер. По такой зависимости судят о водородной хрупкости металла.

Оценка водородного охрупчивания только по ниспадающей ветви скорости распространения УЗ волн не обеспечивает точности наступления критического состояния металла. В качестве критики ранее известных способов авторы отмечают, что определение критической концентрации водорода в материале является разрушающим, трудоемким и дорогостоящим методом. Другим недостатком способа является применение акустического микроскопа, т.е. прибора, не приспособленного для оперативного контроля. Задача - увеличение точности идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана. В способе идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана в них измеряют скорость распространения ультразвуковой волны в зависимости от содержания водорода. На поверхности изделия или образца металла из легкого сплава на основе титана устанавливают источник и приемник акустического излучения, измеряют скорость распространения ультразвуковых волн в зависимости от углового положения источника и приемника. Изменяют расстояние между приемником и датчиком излучения. При каждом изменении расстояния и углового положения источника и приемника находят максимальную скорость УЗ волн, соответствующую определенному содержанию водорода в металле. По эталонной зависимости скорости распространения ультразвуковых волн от концентрации водорода в металле находят концентрацию водорода, соответствующую водородному охрупчиванию металла из легкого сплава на основе титана.

Для осуществления способа определяют скорость распространения УЗ волн в металле VR с помощью источника и приемника УЗ-волн, т.к. величина скорости зависит от содержания водорода в титановом сплаве. Скорость VR определяют по формуле (1)

V R = l Д _ 1 l Д _ 2 1 f Ц _ 1 1 f Ц _ 2 ( 1 )

где lД_1, lД_2 - расстояния между излучателем и приемником датчика, fц-1, fц-2 - частоты автоциркуляции.

В общем случае частота автоциркуляции зависит от времени распространения УЗ волны по образцу титана и по цепям обратной связи датчика и приемника и равна: f Ц = 1 t З А Д + t А П + t О Б Р , ( 2 ) ,

где tЗАД - время задержки возбуждающего импульса относительно запускающего импульса источника УЗ волн; tАП - время задержки импульса, определяемое свойствами излучателя и приемника; tОБР - время распространения волны в образце. В выражении (1) измеряемыми параметрами являются расстояния между излучателем и приемником lД_1, lД_2 и соответствующие им частоты автоциркуляции fц-1, fц-2.

Для определения скорости УЗ волн устанавливают начальное расстояние между излучателем и приемником около 20 мм. Затем увеличивают расстояние между ними последовательно с шагом в 2 мм по длине изделия не менее чем в 12 точках. При этом в каждой точке поворачивают источник и приемник излучения на углы от 0° до 360° с шагом 10-12°. В каждой точке измеряют время tЗАД, tАП, tОБР, и по формулам (1) и (2) рассчитывают скорости распространения УЗ волны VR, каждый раз используя значения двух соседних точек. Из всех полученных значений скорости УЗ-волн VR находят ее максимальное значение. Измеренное значение скорости распространения УЗ волн соответствует определенному содержанию водорода в металле.

Для определения водородного охрупчивания металла строят эталонную зависимость скорости распространения УЗ волн в металле от содержания водорода в металле. График эталонной зависимости имеет возрастающую и ниспадающую ветви (фиг.3). К обеим ветвям зависимости проводят касательные линии (фиг.3) и находят точку пересечения этих линий. Из точки пересечения линий опускают перпендикуляр на ось концентрации водорода. Точка пересечения перпендикуляра с осью концентрации водорода определяет то содержание водорода в металле, с которого начинается охрупчивание титанового сплава.

Физической основой предлагаемого способа является зависимость скорости распространения акустических волн от физических свойств металлов, в частности от степени наводороженности металла. Скорость распространения УЗ волны в образцах измеряется методом автоциркуляции. Применение УЗ волн в металлах обусловлено особенностями данных волн: 1) возможностью «вывести» акустический сигнал из любой точки поверхности образца, по которому распространяется волна, 2) относительно большой концентрацией энергии в волне вследствие малости слоя локализации волны. При проведении акустических измерений определяют скорость ультразвуковой волны в титане.

На фиг.1 показана схема устройства для определения скорости УЗ волн: 1 (И) - излучатель УЗ волн, 2 (П) - приемник излучения, 3 (У) - широкополосный усилитель, 4 (К) - компаратор, 5 (О) - одновибратор, 6 (БС) - блок синхронизации, 7 (БЗ) - блок задержки, 8 (ГИ) - генератор импульсов Tabor 8500, 9 (Ч) - электронно-счетный частотомер 43-85/3, 10 (ЦЗО) - цифровой запоминающий осциллограф Tektronix TDS 2024 B, 11 - изделие или образец металла из легких сплавов на основе титана. Излучатель УЗ волн 1(И) и приемник излучения 2 (П) - это датчики пьезопреобразователи с резонансной частотой 5 МГц.

На фиг.2 приведена схема расположения датчиков на образце титанового образца: 1 (И) - излучатель УЗ волн, 2 (П) - приемник излучения, 11 - изделие или образец металла из легких сплавов на основе титана.

На фиг.3 - график зависимости скорости ультразвуковой волны от концентрации водорода в образце титана и график относительного удлинения образца от концентрации водорода в титане.

Для решения поставленной задачи измеряют скорость распространения УЗ волн VR с помощью источника и приемника излучения для различного содержания водорода в легких сплавах на основе титана. Измерительный комплекс (фиг.1) включает излучатель УЗ волн 1 (И), приемник излучения 2 (П), широкополосный усилитель 3(У); компаратор 4 (К); одновибратор 5 (O); блок синхронизации 6 (БС); блок задержки 7 (БЗ); 8 (ГИ) - генератор импульсов Tabor 8500, 9 (Ч) - электронно-счетный частотомер ЧЗ - 85/3, 10 (ЦЗО) - цифровой запоминающий осциллограф Tektronix TDS 2024 B, 1 (И), 2 (П) - датчики-пьезопреобразователи с резонансной частотой 5 МГц.

Измерения осуществляют по следующему алгоритму: генератор ГИ формирует импульс, который через преобразователь-излучатель создает в образце УЗ волну. Волновой импульс распространяется по образцу и регистрируется преобразователем-приемником излучения. Контроль параметров импульса обеспечивается с помощью цифрового осциллографа. Датчики позволяют измерять частоту автоциркуляции в зависимости от расстояния между датчиками и их углового положения по длине образца.

В данном способе скорость распространения УЗ волны в металле VR определяют по формуле (1):

V R = l Д _ 1 l Д _ 2 1 f Ц _ 1 1 f Ц _ 2

В выражении (1) измеряемыми параметрами являются базовые длины датчика и соответствующая им частота автоциркуляции. Точность измерения VR зависит от точности изменения расстояния между источником излучения и приемником lДi. Наиболее точно величина VR определяется тогда, когда применяется разностный метод. В этом случае выбирают два значения lДi. Для каждого значения lДi по формуле (2) вычисляют частоту автоциркуляции, предварительно измерив время tЗД, tАП, fОБР. Формула (1) является расчетной для определения скорости распространения УЗ волн в зависимости от содержания водорода в сплаве из титана.

Таким образом, для реализации способа идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана находят частоту автоциркуляции УЗ волн для исходного образца титана ВТ0-1 и образцов, содержащих водород. Устанавливают начальное расстояние между датчиками lД - 20 мм. Определяют частоту автоциркуляции каждый раз, поворачивая датчики на 360 градусов относительно образца через 10-12 градусов. Из полученных значений выбирают максимальную частоту автоциркуляции. Повторяют измерения, последовательно увеличивая расстояние с шагом 2 мм по длине образца не менее чем в 12 точках, т.е. в каждой точке определяют максимальную частоту автоциркуляции. Затем по формуле (2) для каждой точки вычисляют скорость распространения УЗ волны в образце.

По результатам измерений находят максимальную скорость VR и строят (фиг.3) график зависимости VR от концентрации водорода в образце. С увеличением концентрации водорода в испытуемом образце в диапазоне концентраций от 0 до 0,21 массовых % скорость УЗ волны линейно возрастает. Наводороживание титанового сплава ВТ1-0 в данном интервале концентраций приводит к росту внутренних напряжений, к росту модуля упругости (соответственно увеличению скорости распространения ульразвуковых волн). Уменьшение скорости рэлеевской волны в диапазоне концентраций водорода в образце от 0,21 до 0,60 массовых % объясняется образованием множественных дефектов и значительным ухудшением прочностных характеристик материала, т.е. началом необратимого охрупчивания материала.

Конкретный пример идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана. Вырезают образцы из титанового сплава ВТ1-0 вдоль различных направлений проката исходного листа в виде прямоугольных листов 120×80 мм ×3 мм. Исходные образцы подвергают отжигу в вакууме в течение одного часа при температуре 750°C с последующим охлаждением в печи. Насыщают водородом образцы титана ВТ1-0 на установке PCI "Gas Reaction Controller" по методу Сивертса. Интегральное содержание водорода в образцах титана контролируют плавлением контрольных образцов на установке фирмы RHEN 602 LECO.

Устанавливают и жестко закрепляют источник и приемник акустического излучения с резонансной частотой 5 МГц на поверхность титанового образца (фиг.2, вид сверху). Базовое начальное расстояние между датчиками lД - выбирают не менее 20 мм. Измерения частоты автоциркуляции проводят в 5-12 точках, расположенных с шагом 2 мм по длине образца. Для определения максимального значения скорости УЗ волн приемник поворачивают относительно источника на 360 градусов через 10-12°. Определяют скорость УЗ волны в зависимости от содержания водорода в металле по формуле (2). Строят график зависимость скорости УЗ волны от содержания водорода в металле, сравнивают его с эталонной зависимостью и по ней определяют наступление водородного охрупчивания титанового сплава.

Для построения эталонной зависимости каждому значению скорости Vr УЗ волны сопоставляют значение концентрации водорода Сн, строят график зависимости Vr от Сн, проводят касательные к восходящей и нисходящей ветвям графика (фиг.3), находят точку их пересечения, опускают из нее перпендикуляр на ось ординат и по его пересечению с осью ординат находят концентрацию водорода в металле, соответствующую началу охрупчивания изделия. На фиг.3 искомое значение Сн=0.266%. Эта величина соответствует началу водородного охрупчивания металла.

Для сравнения полученных выводов акустическим методом и методом нагружения (удлинения) образцов на фиг.3 приведены соответствующие зависимости от концентрации водорода. Наблюдается однозначная корреляция между началом значительного увеличения скорости УЗ волны в образце и потерей пластичности в нем, т.е. переход сплава титана в состояние охрупчивания.

Способ идентификации водородного охрупчивания легких сплавов, заключающийся в том, что измеряют скорость распространения ультразвуковой волны в легких сплавах от содержания в них водорода, отличающийся тем, что на поверхности металла устанавливают источник и приемник акустического излучения, измеряют скорость распространения УЗ волн в зависимости от углового положения источника и приемника, изменяют расстояние между приемником и датчиком излучения и при каждом изменении расстояния и угла находят максимальную скорость УЗ волн, соответствующую определенному содержанию водорода в металле, и по эталонной зависимости скорости УЗ волн от концентрации водорода в металле находят концентрацию водорода, соответствующую водородному охрупчиванию легкого сплава.



 

Похожие патенты:

Использование: для дефектоскопии и толщинометрии при исследовании различного рода материалов. Сущность: заключается в том, что пьезоэлектрический преобразователь содержит герметичный корпус с демпфирующим веществом, пьезоэлементы, установленные внутри корпуса и расположенные в корпусе симметрично относительно акустической оси преобразователя, и линзу, сопряженную с пьезоэлементами со стороны излучающей поверхности пьезоэлементов, при этом пьезоэлементы расположены под острым углом к акустической оси пьезоэлектрического преобразователя, акустические оси пьезоэлементов пересекаются между собой на продольной оси преобразователя в направлении излучения преобразователя, причем пьезоэлементы имеют относительно продольной оси преобразователя попарно одинаковую форму, с электродами на их противоположных поверхностях, подключенными к электрическому герметичному разъему, вектор поляризации всех пьезоэлементов направлен либо в сторону излучения, либо в сторону демпфирующего вещества, электроды пьезоэлементов, расположенные с одной стороны, последовательно электрически соединены между собой, акустические оси всех пьезоэлементов расположены в одной плоскости, проходящей через продольную ось преобразователя, а линза выполнена общей для всех пьезоэлементов или состоит из отдельных секций, соединенных между собой в местах сопряжения связующим веществом, например клеем или полимерным компаундом.

Использование: для сравнительной оценки свойств материалов. Сущность заключается в том, что осуществляют инденторное нагружение исследуемых материалов, регистрацию сигналов акустической эмиссии в процессе нагружения, обработку сигналов акустической эмиссии и выявление параметра сигналов, информативного за физико-механическую характеристику материала и, соответственно, за эксплуатационное свойство изделия, выполненного из данного материала, при этом в качестве информативного параметра сигнала используют энергию импульсов акустических сигналов, а сравнение эксплуатационных свойств изделий, выполненных из разных исследуемых материалов, производят по величинам накопленной энергии импульсов за время нагружения, в том числе по величине угла наклона касательной на графике зависимости «накопленная величина энергии сигналов - время нагружения материала».

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для абляции ткани. Устройство содержит катетер с излучателем энергии и фотоакустическим датчиком.

Изобретение относится к способу определения консистенции пищевого материала. Способ определения консистенции пищевого продукта содержит стадии, на которых осуществляют приложение вибрационного импульса с заданной частотой к пищевому материалу, измерение вибрационного отклика пищевого материала на вибрационный импульс и сравнение вибрационного отклика с опорной величиной, определенной перед измерением.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для контроля технического состояния колесной пары железнодорожного транспорта при его движении по рельсовому пути.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения влажности. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки технического состояния работающего длительное время силового высоковольтного энергетического оборудования.

Изобретение относится к способу и устройству для классификации генерирующих звук процессов, например, звуковых сигналов, которые генерируются при рабочих процессах машины или при химических процессах установки.

Изобретение относится к области медицинского приборостроения, в частности к устройствам для ультразвуковой эхо-локации внутренних органов. .

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля биологических объектов. .

Использование: для контроля коррозии. Сущность: заключается в том, что при моделировании поверхности объекта, используя ультразвуковые волны, передаваемые вдоль поверхности, выполняют этапы на которых: передают ультразвуковые волны по путям вдоль поверхности и определяют время распространения ультразвуковых волн по путям. По меньшей мере, некоторые из ультразвуковых волн показывают моду S0 и имеют скорость, зависящую от частоты. Скорость (с) является относительно высокой для частот вплоть до первой точки перегиба (ВР1), уменьшаясь относительно быстро для частот между первой точкой перегиба (ВР1) и второй точкой перегиба (ВР2), и относительно низкой для частот за второй точкой перегиба (ВР2). Ультразвуковые волны имеют частотный диапазон, который лежит в или ниже первой точки перегиба (ВР1). Технический результат: повышение достоверности получаемых данных при выполнении контроля коррозии. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Использование: для ультразвукового моделирования. Сущность: заключается в том, что получение температурной модели поверхности (3) объекта (2) с использованием ультразвуковых преобразователей (4, 5) содержит этапы, на которых итерационно корректируют температурную модель с использованием измеренных значений времени прохождения ультразвуковых волн и их основанными на модели прогнозами. Ультразвуковые волны, используемые для температурной модели, предпочтительно представляют собой по существу недисперсионные ультразвуковые волны. Способ может дополнительно содержать уровневую модель поверхности (3), причем уровневую модель получают с использованием по существу дисперсионных ультразвуковых волн и корректируют с использованием температурной модели. Технический результат: обеспечение возможности создания температурной модели поверхности, способной выявлять локальные температурные вариации поверхности с повышенным пространственным разрешением. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: для определения упругих констант делящихся материалов при повышенных температурах. Сущность заключается в том, что установка для определения упругих констант делящихся материалов при повышенных температурах содержит звуководы, снабженные акустическими изоляторами, между концами звуководов размещен образец из делящегося материала, а на противоположных коцах установлены пьезоэлектрические преобразователи, соединенные с генератором и регистрирующей аппаратурой, при этом образец и часть звуководов окружены нагревателем и помещены они в вакуумную камеру, при этом образец соединен с термопарой, вакуумная рабочая камера помещена в герметичный перчаточный бокс и имеет рубашку охлаждения и протоки охлаждения проточной водой. Технический результат: обеспечение возможности проведения ультразвуковых резонансных испытаний делящихся материалов при повышенных температурах, получение значений модуля нормальной упругости и коэффициента Пуассона в зависимости от температуры в диапазоне температур 20-600°C, с одновременной защитой персонала и окружающей среды от воздействия испытуемых делящихся материалов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: для контроля конструкций с использованием ультразвука в пространствах с малым зазором. Сущность: заключается в том, что контрольный сканер [1000] имеет низкопрофильное строение, предназначенное для вхождения в узкие пространства и контроля конструкций [10], например сварных соединений [13]. Узлы колесной рамы [1100, 1200] перемещают держатель зонда в сборе [1110] с ультразвуковой (US) решеткой [1400], которая испускает ультразвуковые лучи через конструкцию [10] и принимает отраженные звуковые волны. Держатель зонда в сборе [1110] вытягивается, и ультразвуковой луч отклоняется для контроля в узких местоположениях. Узлы колесной рамы [1100, 1200] катятся на колесах [1140, 1240], которые приводит в движение блок кодирования [1250]. Блок кодирования [1250] обеспечивает определенные местоположения для принятых звуковых волн относительно сварного шва. Местоположения и принятые звуковые волны используются для восстановления сигнала, показывающего дефекты внутри конструкции [10]. Колеса [1140, 1240] могут быть магнитными, чтобы удерживаться на контролируемой конструкции [10]. Тормозная система [1600] может применяться для удержания контрольного сканера [1000] в заданном местоположении. Технический результат: обеспечение возможности контроля узких пространств. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
Использование: для неразрушающего контроля труб. Сущность изобретения заключается в том, что излучают внутрь трубы с одного ее конца серию повторяющихся зондирующих акустических сигналов, разделенных интервалами времени между их повторами в серии, детектируют с помощью микрофона отраженные от дефектов внутреннего объема трубы сигналы, измеряют отраженные сигналы и усредняют результаты по всем измерениям серии сигналов, определяют характер дефекта по амплитудно-временным характеристикам усредненного сигнала, при этом длительность интервалов времени между повторами зондирующих акустических сигналов в серии изменяют от сигнала к сигналу в серии таким образом, чтобы интервал времени перед каждым последующим сигналом отличался от предыдущих интервалов времени на величину не менее длительности зондирующего акустического сигнала. Технический результат: обеспечение возможности исключения влияния посторонних шумов и реверберации на результат измерения.

Использование: для контроля перемешивания среды в виде сырой нефти в резервуаре. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе перемешивания поочередно каждым обратимым электроакустическим преобразователем излучают широкополосный акустический сигнал через среду к другим обратимым электроакустическим преобразователям, принимают и преобразуют эти сигналы другими, за исключением излучившего этот широкополосный акустический сигнал, обратимыми электроакустическими преобразователями в соответствующие принятые электрические сигналы, при этом обработку принятых электрических сигналов осуществляют путем вычисления взаимных корреляционных функций каждого из принятых электрических сигналов с широкополосным электрическим сигналом, вычисляют общую ширину корреляционных откликов, о завершении перемешивания нефти судят по стабилизации общей ширины корреляционных откликов. Технический результат: повышение точности выявления неоднородностей среды, а также повышение точности определения степени перемешивания. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к лесной, деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при сертификации древесины на корню в условиях лесного хозяйства и лесозаготовок, а также при сертификации древесины круглых и пиленых древесных материалов в условиях переработки древесного сырья и механической обработки древесины. Cпособ осуществляют введением сравнительных испытаний, хотя бы на одной технологической операции механической обработки древесины, между ультразвуковым испытанием на кернах и хотя бы одним стандартизированным способом испытания на стандартных образцах, например, на прочность древесины на образцах размерами 20×20×30 мм, затем определение значений переходного коэффициента от акустических показателей кернов, извлеченных из растущего дерева или круглых и пиленых лесоматериалов, находящихся в штабеле, к прочности древесины на стандартны, образцах, изготовленных из этих же древесных заготовок, а затем применение полученных значений переходного коэффициента на весь объем партии древесины, заготовленной с одной лесосеки или лесного участка. После взятия кернов изготовляют стандартные образцы, их измеряют ультразвуковым прибором, затем стандартные образцы испытывают на механические показатели древесины, а по результатам испытаний рассчитывают переходные коэффициенты между ультразвуковыми показателями кернов и стандартных образцов, а также переходные коэффициенты между ультразвуковыми показателями кернов и механическими показателями стандартных образцов. Достигается повышение надежности испытаний и расширение функциональных возможностей. 1 н.п., 2 з.п. формулы,1 прим., 3 ил.

Использование: для определения типа дефекта в металлических изделиях. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют импульсное облучение исследуемой зоны ультразвуковым излучением, регистрацию исходного отраженного сигнала, его компьютерную обработку для определения информативных параметров, по которым судят о наличии и типе дефекта, при этом к исходному отраженному сигналу от каждого обнаруженного дефекта применяют преобразование Гильберта, получая аналитический сигнал, затем вычисляют модуль аналитического сигнала, получая огибающую исходного сигнала, на огибающей находят моменты времени t0, t1, и t2, соответствующие максимуму амплитуды огибающей и половине ее максимального значения слева и справа от максимума, применяя непрерывное вейвлетное преобразование к аналитическому сигналу, по определенной формуле находят зависимость мгновенной частоты от времени, на которой выбирают для дальнейшего анализа частоты ƒ0, ƒ1 и ƒ2, соответствующие моментам времени t0, t1, и t2, затем используя частоты ƒ0, ƒ1 и ƒ2 формируют новые безразмерные параметры - нормированные девиации частоты ƒr1 и ƒr2, отображают значения ƒr1 и ƒr2 в виде точки на двумерной диаграмме, по расположению которой в определенной области диаграммы судят о типе дефекта. Технический результат: обеспечение возможности расширения возможностей определения типа скрытых дефектов при неразрушающем ультразвуковом контроле. 2 ил.

Использование: для возбуждения и приема симметричных и антисимметричных волн в тонких волноводах. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности волновода закрепляют ультразвуковой преобразователь, который присоединяют к генератору и приемнику электрических сигналов, затем прикладывают электрическое напряжение к преобразователю таким образом, чтобы в волноводе в направлении, перпендикулярном к его оси, излучалась объемная, например, продольная волна, затем принимают, усиливают и обрабатывают эхо-сигнал, создаваемый нормальной волной, возникающей в волноводе за счет частичной трансформации в нем объемной волны в нормальную, при этом дополнительно закрепляют на противоположной стороне волновода соосно к первому преобразователю ультразвуковой преобразователь, акустические параметры которого в пределах не более ±5% отличаются от параметров первого преобразователя, причем электрическое соединение обоих преобразователей производят таким образом, чтобы фазы излучаемых и принимаемых ими сигналов либо совпадали (для случая симметричных нормальных волн), либо имели противоположные знаки (для случая антисимметричных нормальных волн), для чего при излучении и приеме симметричных нормальных волн оба преобразователя электрически соединяют параллельно, а при излучении и приеме антисимметричных нормальных волн преобразователи возбуждают электрическим напряжением противоположной полярности и присоединяют оба преобразователя к различным входам дифференциального усилителя или оба преобразователя электрически соединяют параллельно, а их пьезоэлементы поляризуют в противоположных направлениях. Технический результат: повышение амплитуды принимаемой нормальной волны. 4 ил.

Изобретение относится к неразрушающим методам производственного контроля и может найти применение при анализе различных волоконных материалов в промышленности. Способ реализуется следующим образом. Волоконную массу заданного веса прочесывают, формируют в пакет заданного размера, конфигурации и помещают в сушильную камеру, выдерживают установленное время при заданной температуре, взвешивают, прозвучивают акустическими колебаниями, помещают между обкладками воздушного конденсатора и определяют импеданс конденсатора на заданной частоте, фиксируют амплитуду акустического сигнала, снова помещают в сушильную камеру. Повторяют взвешивание, определение импеданса конденсатора и замер амплитуды акустических колебаний. Операцию повторяют до достижения стабильного веса образца волоконной массы. Процедуру повторяют для образцов различного веса и, соответственно, количества волокон в направлении прозвучивания. Строят функциональные зависимости амплитуды акустических колебаний от количества волокон в направлении прозвучивания и влажности волокон от импеданса конденсатора, исследуемое волокно помещают между датчиками акустических колебаний и обкладками воздушного конденсатора, по зависимости амплитуды акустических колебаний от количества волокон в направлении прозвучивания определяют реальный вес образца, а влажность волоконной массы находят как отношение разности веса образца до сушки и после высушивания к весу образца после высушивания в процентном выражении, умноженное на отношение реального веса к заданному. Техническим результатом является повышение точности, объективности и оперативности контроля влажности волокон в массе. 1 ил.
Наверх