Способ измерения коэффициента поглощения упругих колебаний

(19) (11) 4 (51) САНИЕ РЕ ЬСТВ л оглоь Летунов зме техничеседователь упвател(54) (57 ЦИЕНТА заключ точке и импульс парамет ичазбужзменяют и нии е СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕ(прототип) .СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИПОГЛОЩЕНИЯ . УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ, ающийся в том, что в выбраннойпытуемого изделия возбуждают упругих колебаний, измеряютсигнала упругих кОлебаний,связанного с реверберацией изди по изменению этого параметрвремени определяют коэффциентщения упругих колебаний, о т лч а ю щ и й с я тем, что, сповышения точности измерения,ют усредненные энергии сигналругих колебаний за два последных и равных промежутка времепо отношению этих энергий к впромежутка времени рассчитываюкоэффициент поглощения упругихбаний. Способ по п. 1, о т лй с я тем, что возбужса упругих колебаний польких точках.Способ по п, 1, о т лй с я тем, что при воимпульса в одной точке ирму или длительность,1146Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле состояния материала за счет измерения коэффициента поглощения упругих волн.Известен способ измерения коэффициента поглощения упругих колебаний, заключающийся в том, что в изделии возбуждают импульс упругих колебайий, 10 принимают сигналы упругих колебаний, многократно прошедших, отраженных . от граничных поверхностей исследуемой среды, и совмещают огибающую этой последовательности сигналов с экспонентой на экране осциллографа, в котором скорость развертки луча сравнивают с частотой периодических колебаний, подбирая частоту гаким образом, чтобы на единице дли ны развертки умещалось целое число периодов колебаний, и измеряют нх частоту, по которой судят о коэффициенте затухания ультразвукового импульса 1 .25Недостатком данного способа является низкая точность измерения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения коэффициента поглощения упругих колебаний, заключающийся в том, что в выбранной точке испытуемого изделия возбуждают импульс упругих колебаний, измеряют параметры сигнала упругих колебаний связнного с реверберацией изделия, и по изменению этого параметра во времени определяют коэффициент поглощения упругих колебаний 2).Однако известный способ отмечается низкой точностью измерения вследствие интерференции волн, которая приводит к значительному отклонению мгновенных значений сигнала объемной реверберации от экспоненты. Это не4 Я позволяет точно зафиксировать момент времени, соответствующий заданному значению измеряемого параметра.Цель изобретения - повышение точности измерения. Эта цель достигается тем, что согласно способу измерения коэффициента поглощения упругих колебаний, заключающемуся в том, что в выбранной точке испытуемого изделия воз-.буждают импульс упругих колебаний,измеряют параметр. сигнала упругих 592 3 колебаний, связанного с реверберацией изделия, и по изменению этогопараметра во времени определяюткоэффициент поглощения упругих коле"баний, измеряют усредненные энергиисигнала упругих колебаний за два последовательных и равных промежуткавремени, по отношению этих энергийк величине промежутка времени рассчитывают коэффициент поглощения упругих колебании,Возбуждение импульса упругих колебаний проводят в нескольких точках.Кроме того, при возбуждении импульса в орной точке изменяют егоформу или длительность.Способ измерения коэффициентапоглощения упругих колебаний осуществляется следующим образом,Возбуждают в исследуемом объектеимпульс упругих колебаний. Огибающая затухающего сигнала объемнойреверберации алеет сложную форму,модуляция сигнала по амплитуде происходит вследствие: импульсного характера излучения, отражения и транс-формации упругих волн на всех граничных поверхностях и внутреннихдефектах структуры объекта, а такжеинтерференции. Упругие колебанияв объекте затухают по экспоненциальному закону за счет поглощения, амгновенные значения амплитуд сигнала объемной реверберации изменяются в широких пределах, поэтому оптимальным методом обработкч таких сигналов является измерение энергии задостаточно продолжительное время,т.е. необходимо осуществлять интегрирование сигнала объемной реверберации во времени, а отношение энергийза два заданных, равных и оследовательных периода времени наиболее точно отражает отношение интенсивностейупругих колебаний или отношение энергий акустических колебаний, которыедействуют в объекте в моменты времени, отличающиеся на заданный периодвремени. Измеряют энергию принятого сигнала объемной реверберации за первый заданный период времени, измеряют энергию принятого сигнала объемной реверберации за второй заданный пе. риод времени, следующий за первым, изменяют позицию акустического преобразователя относительно объекта измерения, повторяют цикл возбуждеСоставитель Г.федоровТехред Т.Дубинчак КоРРектоР М.Розман,Редактор С,Патрушева Заказ 1356/33 Тираж 897ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 11 ния акустических колебаний в объекте, суммируют. принятые сигналы объемной реверберации за первый период времени с предыдущим значением энергии за первый период, сум/ мируют принятую энергию сигнала объемной реверберации за второй период времени с предыдущим значением за второй период, повторяют циклы возбуждения и измерения до получения необходимой точности. Можно для статистического усреднения.измеряемых энергий проводить возбуждение импульса упругих волн в одной точке, но при этом изменять форму и длительность этого импульса Затем оп" ределяют статистически усредненное отношение измеренной суммарной энергии сигналов объемной реверберации за первые периоды времени к приня 46592 4той суммарной энергией за вторыепериоды времени и рассчитывают коэффициент поглощения акустических колебаний по формуле5 , игде ар - коэффициент поглощения,ЮФ- суммарйые энергии сигнала.объемной реверберации эа10 перые Т и вторые Т пери"оды времени,Т, Т - заданные периоды времени,Способ измерения коэффициента(поглощения упругих колебаний позволяет значительно повысить точностьизмерения, поскольку при измеренииэнергии сигналов упругих колебаний,связанных с объемной реверберацией,не сказываются флуктуации мгновенных значений амплитуд сигнала.