Способ определения скоростиультразвука

О П И С А Н И Е837ИЗОБР ЕТЕ Н И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликСКОРОСТ роль но-изь исполь- характе- льтразвух имлул скорости нова нный нения упобразце и об определения сколючающийся в том, зце, помещенном в ь, с помощью излультразвуковые имют моменты времемник эхо-импульсов, расстояния в образтолщины образца ь ультразвука по Известен также спосрости ультразвука, закчто в испытуемом обраиммерсионную жидкостчателя возбуждают упульсы, затем фиксируни поступления на приепрошедших различныеце, и в зависимости от,рассчитывают скоростформуле:- д г -5 - 1 1 С 1; - 1 у Изобретение относится к конт мерительной технике и может быт зовано при исследовании упругих ристик и структуры материалов у ковым импульсным методом.Известен способ определения распространения ультразвука, ос на сравнении времени распростра ругих импульсов в испытуемом эталоне 1. Однако этот способ . не позволяет полпостыл исключить систематическую погреш ность на дифракцию. где д - толщина образца;;, т 1 - моменты времени поступленияна приемник соответственно 1-ого и -ого донны ь сов 2.Недостатком указанного способа является его невысокая точность нз-за систематической погрешности, вызываемой различным воздействием дифракционных эффектов на 10 регистрируемые донные эхо-имйульсы прпизмерениях.Целью изобретения является повышениеточности при определении скорости распространения ультразвука в исследуемых об разцах,Поставленная цель достигается тем, чтоперед фиксированием момента времени поступления на приемник одного из импульсов изменяют расстояние вдоль акустической 20 оси между излучателем (приемником) и образцом на величину, обеспечивающую равное воздействие дифракционного эффекта иа оба фиксируемых импульса, а скорость рассчитывают по формуле: где С, - скорость ультразвука в иммер сионной жидкости (вода);81137 10 15-- )г (5,"Р-4 а 2 - 5," 5, 2 5 - расстояние от излучателя (приемника) до образца в момент времени прихода первого регистрируемого импульса;52 - расстояние до образца, на котором располагается излучатель (приемник) перед фиксированием момента времени последующего регистрируемого импульса; 2 а 2 а 2+(5",)- (5",) 1/ (5",) 2+4 а 1- 1 (5",)2+ 4 а" - 5" 2 где 5" = 5 + 24;5.= 2 а - К(5,+ 2 а 2 - 5, 1 (5,2+4 а)К(/ 5 2+ 4 а-) - 5,)25 а - радиус пьезопластины излучателя (приемника); СС 30воС, - скорость ультразвука в материале, измеренная без учета дифракционных поправок 2;С, - скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (дистиллированная вода), известная с высокой степенью точности.Схема содержит измеритель 1 временных интервалов, генератор 2 импульсов, 40 осциллограф 8, преобразователь 4 (излучатель и приемник), иммерсионную жидкость 5 и контролируемый образец б.Способ определения скорости ультразвука заключается в следующем. С генератора 45 2 подают возбуждающий электрический импульс на преобразователь, с помощью которого в контролируемом образце б возбуждают ультразвуковые колебания, Много,кратно отраженные от граней образца дон ные эхо-импульсы поступают на пьезопреобразователь в момент работы его в качестве приемника. При помощи регулируемой линии задержки -й отраженный от дна импульс (например третий донный) выставля ют определенным максимумом гармонической функции заполнения на центральную вертикальную линию сетки экрана осциллографа 3 и производят отсчет времени 1; с помощью измерителя 1. Затем преобразо ватель перемещают относительно образца на расстояние 52 и при помощи линии задержки 1-й донный импульс (например 1-й донный) выставляют тем же максимумом гармонической функции заполнения на 55 центральную вертикальную линию сетки экрана осциллографа 8 и производят отсчет времени ; с помощью измерителя 1. Скорость ультразвука в образце вычисляют по формуле (в случае если- 3-й донный и- 1-й донный): где д - время прохождения 3-его донного импульса; 1 - время прохождения 1-го донного импульса. Формула изобретения Способ определения скорости распространения ультразвука, заключающийся в том, что в испытуемом образце, помещенном в иммерсионную жидкость, с помощью излучателя возбуждают ультразвуковой импульс, фиксируют моменты времени поступления на приемник импульсов, прошедших различные расстояния в образце, и рассчитывают скорость ультразвука, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, перед фиксированием момента времени поступления на приемник одного из импульсов изменяют расстояние вдоль акустической оси между излучателем (приемником) и образцом на величину, обеспечивающую равное воздействие дифракционного эффекта на оба фиксируемых импульса, а скорость рассчитывают по формуле:2 У - 1 (С -- 5., - 5,1 - 1, -где С, - скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (вода);д - толщина образца;1;, 1; - моменты времени, соответствующие поступлению соответственно -ого и 1-ого донных импульсов;5, - расстояние от излучателя (приемника) до образца в момент времени прихода первого регистрируемого импульса;5, - расстояние до образца, на котором располагается излучатель (приемник) перед фиксированием момента времени последующего регистрируемого импульса;52 -2 а 2 -- 2 а 2 (5, ) - (5 ) (5")2 -4 аКф 5, + 4 аз - 5 ) Составитель А. КосаринТехред Л. Куклина Корректор И. Осиновская 1 едакзор Ж. Рожкова Заказ 221/224 Изд.216 Тираж 915 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тип, Харьк. фил. пред. Патента а - радиус пьезопластины излучателя (приемника); С - скорость ультразвука в материале, измеренная без учета дифракционных поправок 12; С, - скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (дистиллированная вода), известная с высокой степенью точности,5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР10442411, кл. 6 01 Х 29/00, 1969. 2. Исследование возможности поверкиультразвуковых импульсных толщиномеров без применения контрольных образцов. От чет по НИРБ 542172, Госстандарт СССРБРЦМ, Минск, 1976 (прототип),