Устройство для измерения акустического сопротивления материалов

СООЭ СОВЕТОЩХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ЯО 158919 ц)5 С 01 Х 2 0 ТЕН КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ун тор 6, выходы которого с но подключены к первому 2 ультразвуковым преобра и последовательно соедин,рующий каскад 7, делител Функционального преобраз лизующий зависимость тветствени второмувателям, ные сумми и блок 9 ателя, реао о иаловтвенвых гд ффи"акусотив"й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И отЕЫтИЯМПРИ Гкнт СССР ОАНИЕ ИЗ(56) Авторское свидетельство СУ 1504602, кл. С 01 И 29/00, 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к средст"вам неразрушающего контроля с помощьюультразвуковых сигналов. Целью изоб"ретения является повышение чувствительности измерений при исследовании Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля с помощью ультразвуковых сигналов и может быть использовано для измерения акустического сопротивления твердых тел и жидкостей,Целью изобретения является повышение чувствительности измерений при исследовании материалов с большим акустическим сопротивлением.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для измере" ния акустического сопротивления ма териалов.Устройство содержит первый 1 и второй 2 ультразвуковые преобразователи, предназначенные для контакта" рования через эталонную среду 3 с ис" следуемым материалом 4 и контрольной средой 5 соответственно. Устройство также содержит ультразвуковой генера материалов с большим акустическимсопротивлением за счет усиления реакции устройства на относительное изменение измеряемой величины акустического сопротивления. Работа устройства основана на отражении ультразвуковых сигналов от границы раздела двух сред с известным и измеряе"мым акустическими сопротивлениями.Отраженные сигналы принимаются ультразвуковыми преобразователями; преобразуются ими в электрические сиг"налы, обрабатываются блоками устройства и на выходе последнего формируется сигнал, пропорциональный акусти"ческому сопротивлению исследуемогоматериала, 1 ил,=И( - -1)2ых вуВх- уровни входновыходного сигблока соответно,Ц - постоянный коециент, равныйтическому соплению известнэталонной средв выбранной Фческой системмерений, 589197йервый вход суммирующего каскада 7 стройства подключен к первому ультазвуковому преобразователю 1, а вто- ой вход вместе с вторым входом делителя 8 подключен к второму ультра звуковому преобразователю 2. Выход блока 9 функционального преобразователя является выходом устройства,Для обеспечения акустического контакта ультразвуковых преобразователей 1 и 2 с исследуемым материаломи контрольной средой 5, последние могут быть размещены на поверхности 10 эталонной среды 3, находящейся в иммерсионной ванне 11, на дне кото- рой на одинаковой глубине и параллель- но поверхности укреплены ультразвуковые преобразователи. В качестве Эталонной среды 3 может использоваться любая иммерсионная жидкость с известным акустическим сопротивлением. В качестве контрольной среды используется воздух. Если эта среда - жид" кость, то используют твердые звуко- проводы, связанные с преобразователями.Устройство для измерения акустического сопротивления материалов работает следующим образом.Ультразвуковой генератор 6 генерирует на своем первом и втором выходах электрицески развязанные, оди-. наковые по амплитуде ультразвуковые сигналы, которые преобразуются пер" вым 1 и вторым 2 ультразвуковыми пре- З 5 образователями в акустические сигналы. Распространяясь в эталонной среде 3, акустические сигналы отражаются от границы контакта эталонной среды с исследуемым материалом 4 и с контрольной средой 5, достигают первого и второго ультразвукового преобразователя 1 и 2 и преобразуются . ими в электрицеские сигналы. При этом амплитуды А и Ао сигналов, отраженных от границы контакта эталонной среды 3 с исследуемым материалом Й и с контрольной средой 5, принятые соответственно первым 1 и вторым 2 преобразователями будут определяться различием в величинах акустического сопротивления укаэанных сред и исследуемого материала. Электричес.кие сигналы с выходов ультразвуковых преобразователей поступают на входы суммирующего каскада 7, а сигналы с второго ультразвукового преобразователя 2 также поступают на второй вход делителя, 8, на выходе которого устанавливается напряжение, пропорциональное величинеАх+ Ао А о Величина р связана с величинами ЕХ и Ед акустического сопротивления исследуемого материала 4 и контрольной среды 3 зависимостью22 о 2 +Е Х о Сигнал р с выхода делителя 8 посту-. пает на вход блока 9 функционального преобразования; на выходе которого устанавливается напряжение Б,21 = Б ( - - 1) г 2О рХпропорциональное измеряемому акустическому сопротИвлению исследуемого материала, Величина дифференциальной чувствительности 0 устройства при измерении сигнала р определяется из соотношения .р 1 йкЕхгде П =Ех+ ЕОТаким образом, при исследовании материалов с акустическим сопротивлением, намного большим чем в эталонной среде, устройство обеспечивает высокую дифференциальную цувствительность к изменению величины акустического сопротивления исследуемого материала, что повышает чувствительность измерений.Формула и з о б р е т енияУстройство для измерения акустического сопротивления материалов, содержащее первый и второй ультразвуковые преобразователи, предназначенные для контактирования через эталонную среду с исследуемым материалом и контрольной средой соответственно, ультразвуковой генератор, выходы которого соответственно подключены к первому и второму ультразвуковым преобразователям, делитель15891 97эователю, выход соединен с первым входом делителя, а блок функционального преобразования реализует зави- симость и блок функционального преобраэова"ния, вход последнего соединен с выходом делителя, второй вход которогоподключен к второму ультразвуковомупреобразователю, о т л и ч а ю щ е"е с я тем, что, с целью повышениячувствительности измерений при исследовании материалов с большим акустическим сопротивлением, оно содержитсуммирующий каскад, первый вход которого подключен к первому ультразвуковому преобразователю, второй входк второму ультразвуковому преобраБ =0( - -1) 2 ЬЬх О иэ ах, где Б , 0 , " уровни входного ивыходного сигналов.блока соответствен"но,Оц - постоянный коэффициент. 1 О Составитель Е.ИльичевРедактор Ю.Середа 1 ехред Л.Олийнык Корре Т.Ма юТираж 503 твенного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская ю ее т жПодписное и открытиям при ГКНТ СС аб., д. 4/5 Заказ 2538 ВНИИПИ Госуд Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 191