Способ измерения скорости ультразвука при исследовании характеристик материалов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмяСоцидлистнчесимзРеспублик Ф н 911312(51)М. 9(л. 6 01 й 29/00 с присоединением заявки .% -1 Ъеударетияный квинтет ССьР вв ланам язабретеннй и еткрытнй(53) УДК 620,179. ,16:534.6 (088,8) Дата опубликования описания 07,03.82(72) Авторы изобретени Э. Л, Пилецкас и Ю. Г. Шмако 7) Заявнтел 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА НРИ ИССЛЕДОВАНИИ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИА Изобретение относится.к измерительной технике и может быть использовано для исследования характеристик материалов.Известен способ измерения скорости ультра.9звука в материалах, заключающийся в прозвучивании образца и регистрации параметровпринятых сигналов 11,Недостатком этого способа является низкаяточность и помехоустойчивость контроля, связанная с дифракционными явлениями и многократными переотражениями ультразвуковыхколебаний,Наиболее .близким по технической сущностик изобретению является способизмерения скорости ультразвука прн исследовании характеристик материалов, заключающийся в том,что прозвучивают контролируемый образецматериала и по параметрам принятых ультразвуковых сигналов определяют скорость ультразвука в нем 21.Недостатком этого способа является низкаяпомехоустойчивость, связанная с многократнымпереотражением ультразвуковых колебаний идифракционными явлениями., Цель изобретения - повышение помехо.защиты при исследованиях.Эта цель достигается тем, что прием ультра.звуковых сигналов осуществляют в нескольких эквидистантных точках на прямой, рас.положенной под углом а к фронту ультразвуковых колебаний, выбранном в пределах0 С а ( 90, а в качестве параметра используют усредненную по всем последовательнымпарам точек приема разность времен прихода 1 О сигналовНа чертеже представлена структурная схемаустройства, реализующего способ измеренияскорости ультразвука при исследовании характеристик материалов.Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, излучатель 2, многоэлементную решетку 3 пьезопреобраэователей,блок 4 управляемых временных задержек, 20сумматор 5, индикатор 6 выходного сигнала,блок 7 формирования управляющего напря.жения, выход которого соединен со вторымвходом блока 4 управляемых временных3 91 задержек. 11 озицией 8 обозначен образец ма. териала.Способ измерения скорости ультразвука при исследовании характеристик материалов заключается в том, что генератор 1 возбужца. ет излучатель 2, который излучает в образец 8 материала ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания принимаются пьезоэлементами многоэлементной решетки 3, расположенной под углом а к фронту ультразвуковых колебаний, выбранном в пределах 0 ( а ( 90, Благодаря такому расположе. нию, отраженные от,поверхности многоэлементной решетки 3 ультразвуковые колебания направляются в сторону и поглощаются. Таким образом создается режим бегущей волны меж ду излучателем 2 и многоэлементной решеткой 3. Временной сдвиг между электрическими сигналами, снимаемыми с пьезоэлементов многоэлементной решетки 3, обратно пропорционален скорости ультразвука в материале образца 8, Для компенсации этих временных сдвигов сигналы подаются на блок 4 управляемых временных задержек. Сигналы, снятые с выхода блока 4 управляемых временных задержек, суммируются в сумматоре 5, Путем регулировки величины временных сдвигов добиваются максимального значения на индика. торе 6 выходного сигнала, Этот сигнал посту. пает на вход блока 7 формирования управляющего напряжения, а величину скорости уль. тразвука отсчитывают по показаниям шкалы управления блоком 4 управляемых временных задержек, проградуированном в значениях скорости ультразвука. Для исключения влияния явлений дифракции на измерения в каждом канале дополнительно устанавливают фиксированную величину задержки, относитеЛьно которой производят варьирование задержек.Для обеспечения автоматизации в такт с каждым импульсом генератора 1 фиксирован.1312но изменяют временные межэлементные задержкидо достижения максимума суммарного сигнала. Величину скорости отсчитываютпо количеству временных дискретов и. Вре.мя измерения определяется иэ выражениятизм, = пЬ 1, где Ьт - выбранный масштабнарастания временных задержек, Прием ультра.звуковых сигналов в нескольких точках напрямой, расположенной под углом к фронтуультразвуковых колебаний, и определение скорости ультразвука по усредненной по всемпоследовательным парам точек приема разности времен прихода сигналов позволяют повысить помехозащиту при измерениях, 15Формула изобретения Способ. измерения скорости ультразвукапри исследовании характеристик материалов,26 заключающийся в том, что прозвучивают контролируемый образец материала и по параметрам принятых ультразвуковых сигналов опре.деляют скорость ультразвука в нем, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повыше 25 ния помехозащиты при исследованиях, приемультразвуковых сигналов осуществляют в не.скольких эквидистантных точках на прямой,расположенной под утлом а к фронту ультра.звуковых колебаний, выбранном в пределах30 0 ( а ( 90, а в качестве параметра исполь.зуют усредненную по всем последовательнымпарам точек приема разность времен приходасигналов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Колесников А, Е, Ультразвуковые измерения, М., Изд-во стандартов, 1970, с. 55-90.2. Бражников Н, И, и др. Импульсно-фазовые методы исследования скорости ультразвука. РЖ "Физика", 1968, И 12, с, 657 (прототип),