Устройство для измерения коэффи-циента пространственного затуханиямеханических колебаний

 

ОП И САН Й

ИЗОБРЕТЕНИЯ ц7944

Савв Саеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.03.78 (21) 2598750/25-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. Кл.а

G 01 N 29/00

Государственный комитет

СССР лв лелем изобретений и атнрытий (53) УДК 620.179.16 (088.8) (72) Автор изобретения

В. И. Новиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАТУХАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

КОЛ ЕБАН И Й

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при измерении затухания ультразвуковых волн в твердых образцах, Известно устройство для измерения диссипативных характеристик, основанное на возбуждении в образце вибраций и исследовании пространственного распределения уровня вибраций в нем, содержащее генератор возбуждения, излучающий вибратор, виброприемник и самописец уровня электрического сигнала, механизм протягивания диаграммной бумаги которого связан с помощью троса с виброприемником (1).

Недостатком устройства является необходимость использования достаточно мощных, а следовательно, и массивных излучающих вибраторов, расположенных на исследуемом образце. Это вносит искажения в поле распространяющихся по образцу вибраций и приводит в результате этого к ошибкам в измерениях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения коэффициента пространственного затухания механических колебаний, содержащее распределительную камеру с рабочим соплом, соединенную с водопроводной магистралью, виброприемник, установленный на исследуемом образце, спектроанализатор, подключенный к виброприемнику, и самописец, причем в качестве возбудителя колебаний используется

5 струя воды, истекающая под давлением из рабочего сопла распределительной камеры и падающая на исследуемый образец I2).

Недостатком устройства является малая точность измерений вследствие погрешно10 сти, обусловленной изменениями давления воды в водопроводной магистрали.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что

15 в устройство, содержащее распределительную камеру с рабочим соплом, соединенную с водопроводной магистралью, виброприемник, установленный на исследуемом образце, спектроанализатор, подключенный

20 к виброприемнику, и самописец, введены кривошипно-кулисный механизм с закрепленным на свободном конце кулисы дополнительным виброприемником, дополнительный спектроанализатор, подключенный к

25 дополнительному виброприемнику, первый и второй логарифмические усилители, подключенные соответственно к выходам спектроанализаторов, первый и второй пиковые детекторы, подключенные соответстЗр венно к выходам логарифмических усилиг фЬ

794474

3 телей, и схема вычитания, входы которой подключены к выходам пиковых детекторов, а выход — ко входу самописца, при этом кривошипно-кулисный механизм установлен между рабочим соплом распределительной камеры и исследуемым образцом с возможностью совпадения оси дополнительного виброприемника с осью рабочего сопла в крайнем положении кулисы.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из распределительной камеры 1 с рабочим соплом 2, соединенной гибким шлангом 3 с водопроводной магистралью, основного 4 и дополнительного 5 виброприемников, двух спектроанализаторов 6 и 7, двух пиковых детекторов

8 и 9, двух логарифмических усилителей

10 и 11, схемы вычитания 12, самописца уровня электрического сигнала 13 и кривошипно-кулисного механизма 14 с качающейся кулисой 15, приводимого в движение мотором 16. При этом виброприемник 5 закреплен над соплом на кулисе 15. Виброприемник 4 закреплен на исследуемом образце 17. Распределительная камера 1 установлена на подвижной каретке 18, соединенной механической тягой 19 с механизмом для протягивания диаграммной бумаги самописца 13.

Устройство работает следующим образом.

При подаче под давлением воды в распределительную камеру 1 с помощью сопла 2 образуется струя 20 воды, которая падает на исследуемый образец 17 и возбуждает в нем вибрации. С помощью кривошипно-кулисного механизма 14 в струю периодически вводится виброприемник 5, причем движение качающейся кулисы 15 отрегулировано таким образом, чтобы время воздействия струи на виброприемник 5 было равно времени воздействия струи на исследуемый образец.

Виброприемник 4 принимает импульсный сигнал, который с помощью спектроанализатора 7 и пикового детектора 9 превращается в постоянный сигнал, амплитуда которого может быть записана в виде х= х,е — "-, (1) где хо — начальный уровень, пропорциональный давлению в распределительной камере; хо — — А P (А — коэффициент пропорциональности); — расстояние между точками возбуждения и приема; а — коэффициент пространственного затухания.

Виброприемник 5 принимает импульсный сигнал, который с помощью спектроанализатора 6 и пикового детектора 8 превращается в постоянный сигнал, амплитуда которого может быть записана в виде у=В-Р, (2) где  — коэффициент пропорциональности.

Сигналы с выходов пиковых детекторов

8 и 9 после прохождения логарифмических усилителей 10 и 11 и схемы вычитания 13 образуют сигнал, амплитуда Z которого не зависит от давления P

2= Igy — Igx = IgB+ 1gP — IgA— — lgP+ u(1gе = 1g — +4 Igе. (3)

В

Этот сигнал подается на вход самописца

13 и регистрируется на диаграммной бумаге. При включении механизма протягивания диаграммной бумаги за счет механической связи 19 каретка 18 с распределительной камерой 1 перемещается вдоль исследуемого образца 17 по направлению к виброприемнику 5. В результате уменьшается величина Е, а следовательно, увеличивается амплитуда регистрируемого на осциллограмме сигнала.

Коэффициент пространственного затухания а измеряют по полученной кривой известными методами, например по тангенсу угла наклона.

Использование предложенного устройства для измерения коэффициента пространственного затухания механических колебаний увеличивает точность измерений за счет исключения влияния непостоянства напора воды на результаты измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента пространственного затухания механических колебаний, содержащее распределительную камеру с рабочим соплом, соединенную с водопроводной магистралью, виброприемник, установленный на исследуемом образце, спектроанализатор, подключенный к виброприемнику, и самописец, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены кривошипно-кулисный механизм с закрепленным на свободном конце кулисы дополнительным виброприемником, дополнительный спектроанализатор, подключенный к дополнительному виброприемнику, первый и второй логарифмические усилители, подключенные соответственно к выходам спектроанализаторов, первый и второй пиковые детекторы, подключенные соответственно к выходам логарифмических усилителей, и схема вычитания, входы которой подключены к выходам пиковых детекторов, а выход — ко входу самописца, при этом кривошипно-кулисный механизм установлен между рабочим соплом распределительной камеры и исследуемым образцом с возможностью совпадения оси дополнительного виброприемника с осью рабочего сопла в крайнем положении кулисы.

704474

Составитель Е. Литвинов

Редактор О. Филиппова Техред Л. Куклина Корректор Л. Орлова

Заказ 2717/12 Изд. М 115 Тираж 915 . Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр Сапунова, 2 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Клюкин И. И. и др. Акустические измерения в судостроении. Л., «Судостроение», 1968, с. 235.

2. Демиденко Т. Ф. и др. Распространение волн в стержне с резонансными ребрами. — Акустический журнал, изд. АН

СССР, 1975, XXI, 6, с. 873.