Способ измерения коэффициента отражения ультразвуковой волны в зависимости от угла падения на поверхность образца

(39) (И) а) 4 С 01 М 29/ОО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОР 1(56) Авторское свидетельство СССР У 390432, кл. 6 01 Б 29/00, 1972,Мап 8 К КК 1 по С,Б, КЬг 1 Уа ВцЬ В.Т. Иайег 1 а 1 спагасйег 1 ааС 1 оп Ьу СЬе дичетаъоа ой Ч(Е) - ХЕЕЕ Ттапе.1985, 80-32, В 2, р. 213-224, (54) СИОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВОЛНЪ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УГЛА ПАДЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ОБРАЗЦА(57) Изобретение относится к неразрушающеиу контролю и может быть использовано для исследования локальных структурно-механических свойств образца путем измерения зависимости Изобретение относится к неразрущающеиу контролю и иожет быть использовано для исследования локальных структурно-механических свойств образца путем измерения зависимости коэффициента отражения плоской ультразвуковой волны от угла падения на исследуемую поверхность.Целью изобретения является повышение производительности измерения за счет проведения одновременного изме" рення коэффициента отражения при разных углах падения.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для реализации спо 2коэФфициента отражения плоской ультразвуковой волны от угла падения наисследуемую поверхность. Цель изобретения - повышение производительностиизмерения за счет проведения одновременного измерения коэффициента отражения при разных углах падения. Дляэтого направляют на исследуеиый участок поверхности образца сфокусированную продольную ультразвуковую волнус акустической осью, перпендикулярнойповерхности образца, перемещают исследуемый образец вдоль акустическойоси с постоянной скоростью, принимаютэхо-сигнал от поверхности образца,выделяют из принятого эхо-сигналасоставляющие, соответствующие плоскимволнам углового спектра падающей волны с допплеровским сдвигом, а в качестве параметров используют зависимость амплитуд и фаз этих составляющих от частоты. 2 ил,соба измерения коэФфициента отражения ультразвуковой волвы; на фиг. 2 - ре" зультаты измерения ФункцииК(2 в ) 1 Р(2 ТЙ) для полистирола (кривая 1) и стали (кривая 2), где К - коэффициент отражения, Р - апертурная функция.Устройство выполнено на основе акустического микроскопа, работающего в режиме отражения, и содержит электроакустический преобразователь, состоящий иэ пьезопреобраэователя 1, звукопровода 2акустической линзы 3, иммерсионную среду 4, генератор 5 когерентных радыоиипульсов, переклюсти. Поэтому длч нахождения функции К(6) Ггд), т.е. амплитуды и Фазы"дплоских волн углового спектра, отраженного от образца, выделяют радиотехническими методами в выходном сигнале преобразователя составляющие, соответствующие этим плоским волнам, Такими методами выделения могут быть, например, узкополосная фильтрация на высокой частоте либо синхронное детектирование и демодуляция с последующей низкочастотной фильтрацией, Далее регистрируют амплитуду и Фазу выделенных сигналов в зависимости от величины допплеровского сдвига, измеряя тем самым Функцию В(8)Р 11(8)Отсюда вычисляют коэффициент отражения Ч(9), плам апертурную Функцию Р О) иэначзль:и определяют либо путем калибровки, т.е. путем исследования материала с известным коэЬициентом отражения, либо другим известным способом,Формула изобретения пг,об измерения коэффициента отражения ультразвуковой волны в зависимости от угла падения на поверхность образца, заключающийся в том, гто направляют на исследуемый участок поверхности образца сфокусированную ;.родольную ультразвуковую волну, акустическая ось которой перпендикулярна поверхности, перемещают образец вдоль акустической оси, принимают эхо-сигнал от поверхности образца и с учетом параметров этого сигнала определяют коэффициент отражения ульт" развуковой волны в зависимости от угла падения на поверхность образца, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности измерений, перемещение образца осуществляют равномерно, выделяют иэ принятого эхо-снгнала составляющие, соответствующие плоским волнам углового спектра падающей волны с допплеровским сдвигом, а в качестве параметров используют зависимость амплитуд и фаз этих составляющих от частоты. 3 1523987чзтель 6 прием - передача, селектор 7,приемное устройство 8, электромеханический привод 9, служащий для перемещения образца 10 и блок 11 управления, Кроме того, устройство содержитспектральную составляющую 12, соответст. ующую сигналу помехи, не испытавшему отражения от образца,Спо об осуществляютследувпим10образо, .Возбуждают пьеэопреоораэователь 1последовательностью когереьтных радиоимпульсов с 1 ентрзльной частотойГ ц частотой повторения : подаваемых с енератора 5. Импульсный режимработы позволяет использовать одини тот же пьеэопреобраэовж ель 1 какдля иэлу ия, так и для риемз отраженных ультразвуковых эхо-импульсов,Используемый электроакустическийпьезопреобраэователь 1 излучает в иммерсионную среду 4 сходящуюся продольную волну. Данную волну направляют на исследуемый участок образца 10, 25который с помощью электромеханическго привода 9 пср,:.мгщак 1 т вдоль акустической оси с пс ч, пипой с. оростью /Плоские волны, у 1 лоьым сп .тром которых может быть предс".ав 1 из ходящая 30ся волна, после отраже я от образца10 не только меняют амппитуду и Фазув соответствии с коэффициентом отражения для данной поверхности, но ипреобретаит допплеровский сдвиг почастоте на величинуК= 2 КЧсов Й,где К - волновое число;9 - угол падения плоской волнына поверхность образца.Отраженный от поверхности образца4010 ультразвуковой эхо-сигнал принимают пьеэопреобрзэователем 1, сигналс которого путем переключения с помощью переключателя 6 подают на селектор 7 и приемное устройство 8, Пу 45тем временного стробирования выделяют полезный сигнал на фоне сигналовпереотражения и помех. Коэффициентотражения определяется спектральнойплотностью на любом иэ частотньгх ин- з 0тервалов шириной 2 ц, причем модулькоэффициента отражения определяетсятолько модулем спектральной плотно523987 Составитель Г.ФедоровТехред А.Кравчук Редактор Н.Рогулич Корректор О,Ципле Заказ 7037/47 Тираж 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5