Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука

(51)5 6 0 00в. ческих изме);а Ю 1 ь 3 дополнительных дирений.Известен спостразвука в твеодыхв нахождении велиратурой интервалапульсами из образдвумя слоями жидк латомет об определе средах, эак чины изменвремени м ца, размеще ости,ния ТКС ульд ючающийся ения с темпе- ежду эхо-имнного междуюзика Однако для о способом ТКС ульт требуются дилатом материала контрол отсутствии послед имеет за счет этогоЦель изобретен сти измерений за с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский государственнный университет(56) Труэлл Р., Эльбаум ЧЧик Б, Ультразвуковые методы в физике твердого тела, М.:Мир, 1972,Авторское свидетельство СССРМ 1280520, кл, 6 01 Н 5/00, 1988.Борисов Б,ФНедбай А.И. Об уменьшении влияния контактных слоев при ультразвуковом контроле, Новые методы и средстваакустических измерений и приборы контроля, Материалы краткосрочного семинара.10 - 11 октября 1989 г. Л ЛДНТП, 1989,Изобретение относится к неразрушающему контролю,Известен способ определения температурного коэффициента скорости (ТКС) ультразвука в жидкости, заключающийся.в определении при изменении температуры изменения времени и рохождения ультразвукового сигнала через слой контролируемой жидкости, толщина которого фиксируется с помощью элементов, изготавливаемых из материалов с малым коэффициентом температурного расширения.Известен способ определения ТКС ультразвука в твердых средах путем определения изменения с температурой времени между эхо-импульсами из контролируемого изделия и расчете ТКС ультразвука с учетом 1742632 А 1 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА СКОРОСТИУЛЬТРАЗВУКА(57) Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано при неразрушающем контроле твердых сред, Цель изобретения - повышение точности измерений за счет учета изменения с температурой линейного размера контролируемого изделия. Способ заключается в измерении изменений с температурОй временных интервалов между эхо-импульсами из двух слоев иммерсионной жидкости с образца с фиксированными расстояниями между двумя преобразователями и между одним из преобразователей и ближайшей поверхностью образца. 1 ил,пределения известным развука дополнительно етрические данные для ируемого изделия, а при них известный способ погрешность.ия - повышение точночет учета изменения ли 1742632нейных размеров контролируемого изделия при изменении температуры.Для измерения ТКС ультразвука используется помещаемая в термостат акустическая ячейка, содержащая излучающий и приемный преобразователи и размещенный между двумя слоями жидкости контролируемый образец толщиной 1 О. Причем для разрешения во времени прошедших акустическую ячейку первых эхо-импульсов из образца и слоев иммерсионной жидкости расстояние между преобразователямии расстояние 1 между одним из преобразователей и ближайшей поверхностью контролируемого образца выбирают удовлетворяющие условию 1:1:1 о = = 3(Зсмк+со);4 сж.Зсо, где сж - скорость ультразвука в иммерсионной жидкости, со - скорость ультразвука в материале контролируемого образца, Расстоянияив акустической ячейке фиксируются с помощью элемен гов, изготавливаемых из материалов с малым коэффициентом температурного расширения. Определение ТКС ультразвука производится по измеренным величинам изменения 1,после изменения температуры акустической ячейки) интервалов времени между эхо-импульсами из контролируемого изделия Ьго, эхо-.импульсами из слоев жидкости Лт 1, Лт 2 и расчете ТКС ультразвука по формуле-- о (ЛТ 1 Лт 2 ) Ао1ф оТ 1 т 2 ) тот где то,т и т 2 - интервалы времени между эхо-импульсами из образца, слоя жидкости толщинойи 1:О- соответственно,На чертеже изображено устройство для измерения ТКС ультразвука со схемой, иллюстрирующей распространение ультразвуковых импульсов в акустической ячейке,Акустическая ячейка, помещенная в термостат 1, состоит из соосно расположенных излучающего 2 и приемного 3 преобразователей и образца 4 толщиной 1 о, помещенных в иммерсионную жидкость 5, которая одновременно является и жидкостью для термостата 1, Расстояниемежду преобразователями 2 и 3 с помощью конструкционных элементов 6 фиксируется кольцом или стержнями 7, изготовленными из материалов с малым коэффициентом температурного расширения, например из плавленного кварца, титано-силикатного стекла или соответствующих марок ситаллов, Из такого же материала изготавливают фиксирующие кольцо или стержни) 8, задающие расстояние 1 между преобразователем 3 и 5 110 15 20 30 35 40 45 50 ближайшей поверхностью 9 образца 4, Схема содержит зондирующий ультразвуковой импульс 10, импульс 11, прошедший "напрямую" акустическую ячейку, прошедшие акустическую ячейку эхо-импульсы 12 из образца 4 слой 13 жидкости толщинойи второй слой 14 жидкости.Способ определения ТКС ультразвука осуществляется следующим образом,С помощью излучающего ультразвукового преобразователя 2 в иммерсионной жидкости 5 возбуждают импульс 10 ультразвуковых колебаний. Ультразвуковой импульс, распространяясь через образец и два слоя иммерсионной жидкости и частично отражаясь от их плоскопараллельных границ, образует три серии эхо-импульсов, которые преобразовываются приемным преобразователем 3 в электрические сигналы и регистрируются приемной радиоаппаратурой (не показана),Для определения ТКС ультразвука по расчетнсй формуле необходимо измерить интервалы времени между прошедшим акустическую ячейку импульсом 11 и первыми эхо-импульсами 12 из образца 4, слои 13 и 14 жидкости-импульсы г т и т 2, соответственно, а после изменения температуры акустической ячейки измерить изменения этих интервалов Лто, Л г 1, Л 2,Измерения этих величин могут быть осуществлены известными ультразвуковыми методами - прямым отсчетом по экрану осциллографа, интерфеоенционными или методом наложения изображения,Формула изобретения Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука, заключающийся в том, что возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний в акустической ячейке, содержащей излучающий и приемный преобразователи и размещенный между двумя слоями жидкости контролируемый образец толщиной о, принимают прошедшие ячейку эхо-импульсы из образца и слоев жидкости, измеряют интервал времени то между эхо-импульсами из образца, изменяют температуру акустической ячейки на величину Ь Т, измеряют изменение интервала Л то между эхо-импульсами из образца, с учетом которого рассчитывают температурный коэффициент скорости ультразвука, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, прием эхо-импульсов производят при фиксированных расстояниимежду преобразователями и расстоян;:,между одним из пресбразователей и ближайшей и верхностью образца, дополнител но из1742632 1- ввЛт Ьтг по оставитель А, Недбайехред М,Моргентал Корректор М, Шарош дакт атруш Заказ 2277 Траж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина меряют интервалы времени т 1 и т 2 между эхо-импульсами из слоев жидкости между поверхностями образца и противолежащими поверхностями преобразователей, после изменения температуры акустической ячейки дополнительно измеряют изменение интервалов времени 671 и ЬХ 2 между эхо-импульсами из упомянутых слоев жидкости, а температурный коэффициент В скорости ультразвука определяют по формуле 5