Способ измерения акустического сопротивления материала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (1 01 М 29/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ У 27техническийа СнечкусаА.А. Владишау с 8. 8)олесниния вие 19 ков А,Е судострое 82,стическиндартов,Ако с(57) Изобретенческим измеренипольэовано дляких свойств обдемпферов пьезобразователей. РЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ТЕ РИАЛАотносится к акустим и может быть исзмерения акустичесзцов неоднородных лектрических преелью изобретения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56 ) Клюкин А.И., КАкустические измерении,-Л.: Судостроенс. 196-199.Блинова Л.П. и дизмерения.-М.: Изд 1971, с. 108-109. является расширение технологическисвозможностей за счет изменения волнового сопротивления неоднородногодемпфера, соединенного с пьезоэлементом, за счет дополнительного измерения акустического давления,создаваемого контактирующей с демпфером поверхностью пьезоэлемента.Согласно способу измерения акустического сопротивления материала,пьезоэлемент с исследуемым неоднородным демпфером помещают в кювету симмерсионной средой. На пьезоэлемент подают импульс электрическогонапряжения, у которого время нарастания фронта меньше времени прохождения упругой волны через пьезоэлемент. Измеряют акустические импульсы давления, создаваемые рабочейповерхностью пьезоэлемента и поверхностью, контактирующей с демпфером,По измеренным амплитудам импульсоврассчитывают акустическое сопротивление неоднородного демпфера. 1 ил."р 3где К = еК/(Е, +Е)- коэффициент преобразования напряжения в колебательную скоростьрабочей поверхностью пьезоэлеАмплитудаимпульса давления виммерсионной среде, излученного поверхностью пьезоэлемента 1, контак тирующая с демпфером 2, определяется выражением1 2где К =еЕ/(Е+Е )-коэффициент преобразования напряжения в колебатель 40 мерсионная среда.В пер:вом такте каждого цикла измерений. автоматический переключатель7 первым импульсом с первого выхода 45 синхронизатора 8 переводится в состояние, при котором выход приемника 5 соединен с входом аналого-цифро.ного преобразователя 9, Таким образом, принятый акустический импульс 50 давления А поступает на вход анало го-цифрового преобразователя 9, апервым импульсом, поступающим с второго выхода синхронизатора 8, величина А, н аналого-цифровом преобра зователе 9 преобразуется н пропорциональную ей цифровую величину-,0 "А,. С выхода аналого-цифровогопреобразователя 9 цифровая величина Изобретение относится к акусти.ческим измерениям и может быть использовано для измерения акустических свойств образцов неоднородныхдемпферов пьезоэлектрических преобразователейЦель изобретения - расширениетехнологических возможностей засчет измерения волнового сопротивления неоднородного демпфера, соединенного с пьезоэлементом, за счетдополнительного измерения акустичес-,кого давления, создаваемого контактирующей с демпфером поверхностьюпьезоэлемента. 15На чертеже представлено устройство для осуществления способа измерения акустического сопротивления материала.Устройство содержит пьезоэлемент 201 с неоднородным демпфером 2, помещенные в иммерсионную среду 3 широкополосный акустический зонд 4, приемник 5, генератор 6, автоматическийпереключатель 7, синхронизатор 8,два аналого-цифровых преобразователя9 и 10 и цифровое вычислительное; устройство 11,Способ измерения акустическогосопротивления материала осуществляет.ся следующим образом.Пьезоэлемент 1 с исследуемым неоднородным демпфером 2 помещают в кювету с импульсной средой 3. Пьезоэлемент 1 возбуждают скачком электри- З 5ческого напряжения, поступающего сгенератора 6. Причем, время нарастания фронта скачка электрическогонапряжения выбирают из условия, чтооно меньше времени прохождения упругой волны через пьезоэлемент 1. Этоусловие обеспечивает отсутствие интерференции упругих волн.Одновременно с генератора 6 на управляющийвход синхронизатора 8 поступает управляющий импульс для запуска синхронизатора 8 . В исходном состояниивыходы аналого-цифровых преобразователей 9 и 1 О отключены от выходаприемника 5 с помощью автоматического переключателя 7, управляемого синхронизатором 8. Излученные н иммерсионную среду 3 рабочей поверхностьюпьезоэлемента 1 и поверхностью, контактирующей с демпфером 2, акустические импульсы давления А и А принимаются широкополосным акустическимзондом 4. Причем амплитуда импульса цанления в иммерсионной среде, излученного рабочей поверхностью пьезоэлемента 1, определяется выражением мента;е - пьезоэлектрическая постоянная;Е - напряженность электрического:волноное сопротивление иммерсионной среды;2 - волновое сопротивление пьезоэлемента. ную скорость тыльной поверхностьюпьезоэлемента;Е- входное волновое сопротив ление демпфера пьезоэлектрического преобразователя; Р =2 Е/(Е+Е,) - коэффициент прохождения акустическимимпульсом границыпьезоэлемент - им 1245996Б записывается в буферный регистрцифрового вычислительного устройства 1 1. Во втором такте каждого циклаизмерений автоматический переключатель 7 вторым импульсом с первоговыхода синхронизатора 8 переводитсяв состояние, при котором выход приемника 5 соединен с входом аналогоцифрового преобразователя 10. Импульс давления А на вход аналогоцифрового преобразователя 10 поступает с полярностью, противоположнойполярности А. Третьим импульсом,поступающим с первого выхода синхронизатора 8, автоматический переключатель 6 переводится в исходное состояние. Вторым импульсом, поступающим с второго выхода синхронизатора8, величина А в аналого-циФровомпреобразователе 10 преобразуется впропорциональную ей величину М А.С выхода аналого-цифрового преобразователя 10 цифровая величина Б записывается в буферный регистр цифрового вычислительного устройства 11.В этомустройстве осуществляетсярасчетволнового сопротивленияпо формуле2 А 1, - АгЬ " А,где 2, - волновое сопротивление пьезоэлемента с неоднороднымдемпфером. Формула н з о б р е т е и и 3Способ измерения акустическогосопротивления материала, заключаю щийся в том что в иммерсионную среду помещают на некотором Расстояниипьезоэлемент и зонд акустическихколебаний, возбуждают пьезоэлементыимпульсом электрического напряжения 1 О и измеряют зондом акустическое давление А создаваемое рабочей поверхностью пьезоэлемента, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей 15 за счет измерения волнового сопротивления неоднородного демпфера, соединенного с пьезоэлементом, возбуждение пьезоэлемента осуществляют импульсом, время нарастания фронта 20 которого меньше. времени прохожденияупругой волны через пьезоэлемент,измеряют акустическое давление А,создаваемое контактирующей с демйфером поверхностью пьезоэлемента, а 25 волновое сопротивление Е определяют по формуле2 А - АтАЗо где 7 и-волновое сопротивление пьезоэлемента снеоднородным демпфером.1245996 Составитель Г. ФедоровТехред О.Сопко Редактор Н, Идола Корректор М. Пожо Тираж 778 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/5 Заказ 3993/37 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4