Буферный стержень

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советския Социалистических Республик(51)М. Клз В 06 В 1/06 Н 04 В 17/00 Госуларственный комитет СССР но.лелям изобретений и открытий4) БУФЕРНЫИ СТЕРЕЕН тержни следоваов (гор продоль иалы.Известен буферный стержень, предтавляющий собой слой жидкости с изестными характеристиками, располагае мтй между приемо-излучающим пьезопребразователем и исследуемым образцомвердого материала, При измеренияхжидкостный стержень полностью устраяет влияние контактных слоев, параетры которых имеют значительный разрос 1,Известен также буферный стержень,остоящий из твердотельного стержняслоя жидкости, располагаемый междупреобразователем и исследуеьим образом 21,Недостатками буферных стержней явяются невозможность проведения измеений на сдвиговых волнах, трудность 3 с в твердЫе Образцы как на продольных,так и на сдвиговых ультразвуковыхволнах 31,0 Однако для каждого типа ультразвуковых волн необходим свой набуФерных стержней, Поэтому прирениях на продольных и сдвиговынах образец устанавливают вначодном наборе буферных стержней,тем его переставляют на стержни длядругого типа волн, Это затрудняетсам процесс измерений и, ухудшаетточность измерений, так как парамет0;ры контактных слоев для каждого бубор иэмех волале наа эас Изобретение относится к технике ультразвукового контроля и может быть использовано в ультразвуковых дефектоскопических устройствах для измерения скорости и затухания ультразвуковых волн.Известны буферные стержни, используемые в ультразвуковой аппаратуре для исследования твердых материалов. Причем, в качестве буферных стержней используются самые различные матеиоследования образцов с малыми геометрическими размерами и невозможность исследования материалов, растворяющихся в жидкости или реагирующих с ней. Поэтому данные буферные с применяются в основном для ис ння. сильнопоглощакщих материал ных пород, пластмасс и др.) на ных ультразвуковых волнах.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является бу. Ферный стержень из твердого материала, содержащий рабочий участок и участок для крепления преобразователя,Стержень прост по конструкции, позволяет исследовать сатие различныеферного стержня получаются раз ными. При измерении изменений характеристик твердых материалов под воздействием каких-либо внешних факторов темпера - туры, освещенности и т,д,) приходится производить двухкратное повторение измерений; для продольных и для сдвиговых волн. Кроме того, генерация и прием сдвиговых волн осуществляется, как правило, кварцевыми преобразователями ВТ, АТ или У срезов, недостаточно хорошо согласуемыми с 10 транзисторными каскадами аппаратуры, в отличие от пьезокерамических преобразователей, используемых для генерации и приема продольных волн. Пьеэокерамические преобразователи для сдвиговых волн сложны в изготовлении и не дают чисто сдвиговую моду излучения.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей эа счет ис- що пользования одного стержня для возбуждения разных типов колебаний в ис - следуемом материале.Поставленная цель достигается тем, что буферный стержень снабжен до 25 полнительным участком для крепления пьезопреобразователя, расположенным под углом к основному, отражающей плоск ост ью и двумя ак устиче с кими ловушками продольных и сдвиговых волн, причем углы между осями рабоче- ЗО го участка, участков для крепления пьеэопреобраэователей, акустических ловушек и отражающей плоскости выбраны из соотношений35СОБСТ С 05)Ъ оО 5 , Свсоью соьФ созе огде с - угол между осью основногоучастка для крепления пьезопреобразователя и отражающей плоскостью,угол между осью дополнительного участка для крепления пьезопреобразователяи отражающей плоскостью, щЧ - угол между осью рабочегоучастка и отражающей плоск ост ьюМ - угол между акустической ловушкой сдвиговых волн иЗОотражающей плоскостью,угол между акустическойловушкой продольных волн иотражающей плоскостью;С - скорость распространенияпродольных волн в материале стержня;С - скорость распространениясдвиговых волн в материалестержня..На чертеже представлена конструк- Щ ция предлагаемого буферного стержня.Стержень содержит основной 1 и дополнительный 2 участки для крепления пьезопреобразователей 3 и 4, отражающую плоскость 5, акустическую ловушку б сдвиговых волн, акустическую ловушку 7 продольных волн, рабочий участок 8, и с следу емый материал 9 .Процесс и змеоений с использованием буферного стержня происходит следующим образом.Электрический эондирующии сигнал поступает на пьеэопреобраэователь 3, который излучает продольную акустическую волну, распространяющуюся в участке 2 стержня, отражающуюся от плоскости 5 и поступающую затем через участок 8 в исследуемый материал 9. Сдвиговая акустическая волна, образующаяся после отражения, является параэитной и поглощается в акустической ловушке б.При подаче зондирующего сигнала на преобразователь 4 продольная акустическая волна распространяется в участке 1 стержня, после отражения от плоскости 5 раскладывается на продольную волну, поглощаемую в акустической ловушке 7, и сдвиговую - поступающую через рабочий участок 8 в исследуемый материал 9.,Таким образом, при одной установке буферного стержня на исследуемый материал путем простого переключения акустических преобразователей можно проводить измерения как на продольных, так и на сдвиговых волнах, В режиме приема процесс измерений остается тот же: акустические волны иэ материала 9 поступают в участок 8 стержня, отражаются от плоскости 5 и затем распространяются к акустическим преобразователям 3 и 4 и акустическим ловушкам б и 7, ориентированным соответствующим образом относительно оси участка 8 стержня. Эта ориентировка будет, правда, отличаться от показанной на чертежеЛовушки ориентированы таким образом, что в них осуществляется поглощение параэитных акустических волн. При этом оси ловушек совпадают с направлением распространения поглощаемой волны. Конструктивно акустические ловушки могут быть выполнены в виде пирамиды или призмы, боковые поверхности которых имеют продольные канавки и дополнительно покрыты вязкими сильнопоглощающими материалами.Таким образом, предлагаемый буферный стержень позволяет получать волны двух типов путем излучения продольных волн пьезокерамическими, электронными и др, преобразователями, хорошо согласуемыми с блоками транзисторной электроники. Кроме того, все измерения можно проводить при одной установке исследуемого образца. Контактные слои при всех измерениях остаЮтся одними и теми жв, переход с одного типа волн на другие осуществляется путем простой электрической коммутации излучающих и приемных преобразователей. Все это позволяет значительно ускорить848074 Формула изобретения созе сое соед се созР соэч ОоеР с 25 угол между осью основногоу част ка для крепле ния пьезопреобразователя и отражающей плоскостью; где и Составитель Н.БурбелоРедактор А,Шишкина Техред С,Мигунова Корректор О.Билак Заказ 5953/7 Тираж 527 Подписно ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4тент", г. Ужгород, ул, Проектная П процесс измерений и повысить их точ-ность. Буферный стержень, изготовленный5 из твердого материала, содержащий рабочий участок и участок для крепления пьезопреобразователя, о т л и- чающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет использования одного стержня для возбуждения разных типов колебаний в исследуемом материале, буферный стержень снабжен дополнительным участком для крепления пьезопре образователя, расположенным под уг " лом к основному, отражающей плоскостью и двумя акустическими ловушками продольных и сдвиговых волн, причем углы между осями рабочего участка, щ участков для крепления пьезопреобразователей, акустических ловушек и отражающей плоскости выбраны из соотн сше ний- угол между осью дополнительного участка для крепления пьезопреобразователяи отражающей плоскостью,Ч 7 - угол между осью рабочегоучастка и отражающей плосКОСТ ЬЮМ - угол между акустической ловушкой сдвиговых волн и отражакщей плоскостью,угол между акустической ловушкой продольных волн иотражающей плоскостью;С - скорость распространенияепродольных волн в материалестержня;С - скорость растпространониясдвиговых волн в материалестержня.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Груэлл Р., Элбаум Г. и Чип Б.Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М "Мир", 1972, с. 53-562, с, 5ии Н СЬаеЬегд В.ИесЬод ог веаьцгпд щесЬпса ргорегсеь оГ расс сь иСЬ ЬдЬ гедцепсу и йгаяоцпд, ЕЕЕ Тгапь,5 опсь апд О галопс, 1964, 11,Р 2, с, 74-84.3. Колесников А,Е. Ультразвуковыеизмерения, М., изд-во стандартов,1970, с. 212 (прототип).