Спооб определения качества материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и> 460493

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 12.01.73 (21) 1871055/25-28 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.02.75. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 14.04.75 (51) М. Кл. G Oln 29/04 государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и Откоытий (53) УДК 620.179.16 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

А. Ф. Мельканович

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ еА з " о с (I+fg ktlt)+(1+tg 31з)

Ез з з

tg Aç,lç т деизм l + tg 3le — ) сз ЕЗ1з где

+ — In (V„V„) Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для исследования и контроля качества материалов.

Известны способы определения качества материалов по затуханию ультразвука, заключающийся в том, что в изделии с помощью преобразователя возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют резонансную частоту изделия, которую используют для расчета коэффициента затухания УЗК по формуле: яз — коэффициент затухания в материале контролируемого изделия на единицу длины; рь ре, рз — плотности материалов пьезоэлемента, слоя склейки и испытуемого образца;

1,12,1з †дли пьезоэлемента, слоя склейки и образца;

kt, /ае, ks — волновые числа для материала пьезоэлемента, слоя склейки и образца;

Ямом — добротность общей системы составного вибратора, измеряемая на уровне 0,7 от максимума;

5 fo — резонансная частота;

St, S> — поперечные сечения пьезовибратора и образца.

Недостатками известного способа является низкая точность за счет дифракционных эффектов и узкая область использования ввиду возможности измерения в известном способе только «образцов малых размеров» (площади поперечных сечений преобразователя и образца должны быть соизмеримы).

С целью повышения точности и расширения области использования по предлагаемому способу контролируемое изделие соединяют поочередно с образцами известных материалов, создающими для него различную акустическую нагрузку, в качестве резонансной частоты используют частоту системы: контролируемое изделие — образец известного материала, а коэффициент затухания рассчитывают по формуле:

25 т,=зто, " — И ", + ", +

460493 где

Zs

Z з . — 1 ао =

Zi ад :

1 — аз, Ф

1+ asi

1 — aasi

V„„=- 1 з—

1 + asi 1 — коэффициент затухания в контролируемом изделии в единицу времени; п=1, 2, 3, ..., — целые числа; ео и а — собственные частоты свободного и акустически нагруженного контролируемого изделия;

ZI, Z>, Z3 — акустические сопротивления контролируемого изделия и образцов известных материалов;

II — толщина контролируемого изделия.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Она состоит из ультразвукового генератора

1, обратимого электроакустического преобразователя 2, образца 3 с известными акустическими свойствами, частотомера 4, усилителя

5, индикаторного устройства 6, контролируемого образца 7.

По предлагаемому способу генератор с помощью преобразователя 2 возбуждает ультразвуковые колебания по толщине в образце, которые принимает затем преобразователь 2 после усиления усилителем 5. Усиленный сигнал поступает на индикаторное устройство 6.

В момент наступления резонанса в образце, который определяется по индикаторному устройству, фиксируется частота частотомером 4, которая и является собственной частотой. Затем контролируемое изделие акустически нагружают, соединяя с другим образцом с известными акустическими свойствами. Затем повторяют операцию измерения резонансной частоты системы. После этого производят расчет коэффициента затухания по указанной формуле, Предлагаемый способ можно использовать при автоматизации процесса контроля за счет того, что необязательным является жесткая механическая связь преобразователя и образца, а достаточна лишь акустическая (например, через воздух при использовании ЭМА преобразователя или жидкостный столб — иммерсионный вариант) .

Предмет изобретения

Способ определения качества материалов по затуханию ультразвука, заключающийся в том, что в изделии с помощью преобразователя возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют резонансную частоту контролируемого изделия, которую используют для расчета коэффициента затухания в изделии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области использования, контролируемое изделие соединяют поочередно с образцами известных материалов, создающими для него различную акустическую нагрузку, в качестве резонансной частоты используют частоту системы: контролируемое изделие — образец известного материала, а коэффициент затухания рассчитывают по следующей формуле:

25 >о l \, 1 — а аЗ1

+ — In Äӄ!)

30 где

2, 3

Z . Z

221 - — 1 аз1—

ZI Z<

1 — аа . 1 — ао

35 is — is — 1

1+ ам 1+ аз

q — коэффициент затухания в контролируемом изделии в единицу времени; и =1, 2, 3, ..., — целые числа;

40 ао и а„— собственные частоты свободного и акустически нагруженного контролируемого изделия;

Z>, Z>, Z3 — акустические сопротивления контролируемого изделия и образцов известных

45 материалов, 460493

Составитель T. Головкина

Редактор В. Новоселова Техред Т. Миронова

Корректор Л. Котова

Заказ 896/7 Изд. Ке 1102 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2