Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 968622(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 300481 (21) 3282401/25-28 Щ М. Кл. 6 01 Н 5/00 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано .,2310.82. Бюллетень Йо 39 Дата опубликования описания 23.10,82 72 Авторыизобретеии енко, Г,А, Пустовалов и А.С. Саба стовский ордена Трудового Красного Знамо государственный университет(7 витель 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА вляет иалах 30 Изобретение относится к контроль-, но-измерительной технике и может быть использовано для определения темпе.ратурного коэффициента скорости ульт-: развука преимущественно в полимерных материалах.Известен способ определения тем-: пературного коэффициента скорости ультразвука, заключающийся в том, что в образце возбуждаЮт бегущую ультразвуковую волну, измеряют ее скорОсть, нагревают образец до заданной температуры; повторно определяют скорость и по результатам измерений рассчитывают температурный коэффициент скорости ультразвука . 11.Недостаток известного способа сос. тоит в большой. продолжительности измерений, обусловленной длительнос-. тью прогрева материалов с низкой теплопроводимостью, н частности полимеров.Цель изобретения я ся ускорение измерений в матер с низкой теплопроводностью.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определе-, ния температурного коэффициента скорости ультразвука, заключающемуся в том, что в образце возбуждают бегу,.щую ультразвуковую волну, измеряют ее скорость, нагревают образец до заданной температуры, повторно опре деляют скорость и по результатам из 5 мерений рассчитывают температурныйкоэффициент скорости. ультразвука, нагрев образца осуществляют бегущей ультразвуковой волной, йэмеряют значейия температуры в двух точках, 0 разноудаленных от сечения возбуждения, измерение скорости проводят в сечении образца между этими точками, повторное определение скорости осуществляют в другом сечении также между этими точками, прекращают возбуждение при достижении заданной разности температур между указанными точками, вычисляют разность температур и разность скоростей в укаэанных сечениях и учитывают их при расчете температурного коэффициента скорости ультразвука.На чертеже представлена схемареализации способа.Схема содержит ульвразвуковой968622 1;, мм Показатели 15 25 35 0,45 0,3 дТ град 0,67 м с 838,6 840,0 836,5 о, 9,09 с град 9,33 С помощью ультразвукового излуча теля 1 в образце 2 возбуждают УЗК бегущую волну, энергия которой час-тично поглощается образцом и преобразуется в тепло, частично рассеивается в поглотителе 3, распределе ние температуры в образе определяется из выражения для коэффициента затухания энергии УЗК а Тт101 п У х - х1 2 где дТ и дТ 2 - приращение температуры в точка х и х 2, соответственно, относительно начальной темпера- турц образца.Измеряя приращение температурыд Ти д Т 2 с помощью датчиков 4, расположенных в выбранных точка х и х 2 и соединенных с блоком 5 измерения температуры, и подставляя в . выражение (1 ), найдем величину у . Любое промежуточное значение приращения температуры д Т , заключенное между дТи д Т 2опредл из вы ражения (1 ) как функцию координатыдт= д Т 21 (2) При Достижении заданной разности температур между точками хи х 2 возбуждение УЗК прекращают, т.е. прекращают нагрев образца, происходящий во всем объеме одновременно. Амплитуда сигнала УЗК выбирается из условия получения необходимой скорос. ти нагрева образца.С помощью датчиков б скорости УЗК, установленных на расстоянии друг от друга д 1 (базе), измеряют скорость УЗК, которая регистрируется 40 блоком 7 измерения скорости.Величина базы д 1 выбирается из условия обеспечения необходимой точности измерения, так как температура на расстоянии д 1 изменяется от сечения к сечению,и, следовательно, скорость, измеренная в этом интервале, будет величиной средней (интегральной).Перемещая датчики б скорости вдоль образцапроизводят измерение скорости УЗК в выбранных сечениях (база д 1 постоянна). Вычисляют разность измеренных скоростей Чи Чх в сечениях 1 и 1 с (11 - текущие номера сечений, в которых измеряется скорость) и разность температур Т; и Т, которые .подставляем в Формулу для определения температурного коэффициента скорости с 1 КП р и м е р. В.политетрафторэтиленовом образце 2 диаметром 10 мм и длиной 100 мм, нагруженном на конусный поглотитель 3, с помощью излучателя 1 из пьезокерамики ЦТСвозбуждают бегущую УЗК волну. В качестве задающего генератора использован генератор ГЗ/1.Предварительно образец выдержан при 19 ОС, измеренные градиенты температуры в ееы ее превышают 0,005 - а -см В выбранных точках образца х и хотстоящих от излучателя," УЗК соответ"стввнно на расстоянии 5 мм и 45 мм,устанавливают температурные датчики 4, представляющие собой кольцевыебесконтактные проволочные термометры сопротивления. При разогреве образца ультразвуковыми колебаниямизаданная разность температур междуточками х и х, равная д Т= 0,8 С,устанавливается за 16 с, после этоговозбуждение прекращтается. Измерениепроводится на частоте Г = 150 кГц,амплитуда сигнала на выходе генератора О , = 110 В. датчики б скорости, представляющие собой емкостныедатчики перемещения (чувствительностьэтих датчиков к перемещениям состав"ляет около 10 6 см,), расположены нарасстоянии 20 мм друг от друга (база д 1); Одной из обкладок емкостного датчика является напыленнаяполоса металла на поверхности образца. Измерение скорости проводитсяфазовым методом с точностью 0,1 втрех сечениях в промежутках междувыбранными точками х 1 и х 2, отстоящих от излучателя на расстояниях15 мм, 25 мм, 35 мм. Продолжительность измерения в трех сечениях составляет примерно б с.Величину скорости при расчете температурного коэффициента относятк температуре в точке, ближней к излучателю.В таблице приведены измеренныезначения величины скорости и вычисленные .значения температуры в выбран-ных сечениях, а также температурныйкоэффициент скорости УЗК Ы,968622 Формула изобретения Составитель В. Черн Редактор Г. Ус Техред:Ж.Кастелевичрректор. М, Шароши 8146/67 Тираж 507 . Подпи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.Заказ ное ал ППП "Патент", г. Ужгород,. Ул. Проектная, 4 Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить затраты времени на проведение измерений и повысить производительность контроля качества полимерных материалов. Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука, заключающийся в том, что в образце возбуждают бегущую ультразвуковую волну, измеряют ее скорость, нагревают образец до заданной температуры, повторно определяют скорость и по результатам измерений рассчитывают температурный коэффициент скорости ультразвука, о т л и ч а ю;щ и й с я тем, что, с целью ускорения измерений в материалах с низкой теплопроводностью, нагрев образцаосуществляют бегущей ультразвуковойволной, измеряют значения температу- .ры в двух точках, разноудаленных %от сечения возбуждения, измерениескорости проводят в сечении образцамежду этими точками, повторное опре,длене скорости осуществляют в дру ом сечении также между этими точками, прекращают возбуждение при дости женин заданной разности температурмежду указанными точками, вычисляютразность температур и разность скоростей в указанных сечениях и учитывают их при расчете температурного 15 коэФфициента скорости ультразвука,Источники информации,.принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 325511,кл. 6 01 Н 5/00,1972 (про- тотип).