Способ измерения длины волны в среде с волновой дисперсией и установка для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК а 1 4 С 01 Х 29/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Б РЧ = 3598/20.05,8 ИНЫ ВОЛНЫ В Й И УСТАюл. М -48академия наук (СБ)тинчик и Милан По-,(088 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(89) СБ 248651 (48) 28.10.86 (21) 773435/2 (22) 30.05.84 (46) 30.12,88, (71) Словацкая (72) Густав Ма корны (СБ) (53) 678.01.53 801448268 А 1(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛСРЕДЕ С ВОЛНОВОЙ ДИСПЕРСИЕНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение может быть использовано для неразрушающих испытанийэлементов и конструкций методом фазовых скоростей, С целью снижениятрудоемкости измерения в объектевозбуждают колебания переменной частоты и измеряют разность фаз колебаний с помощью датчиков, установленных один от другого на расстояниименьшем, чем ддлина волны колебанийнаименьшей частоты. По разности фазвычисляют длину волны, 2 с,п.ф-лы,2 ил,Изобретение может быть использовано для неразрушающих испытаний элементов и конструкций методом фазовых скоростей например для опреЭ5 деления характеристик упругости материала основания насыпных тел,характеристик упругости и жесткости конструкций проезжих частей дорог и других плоских систем, например плит, 10 стен, а также можно испсльзовать и в других областях техники при изучении свойств средь. с волновой дисперсией, например при определении критической частоты и совпадающих частот как характеристик звуконепро-. нипаемости стеновых или плитных элементов при экспериментальномисследовании вязкоупругвх свойств 20 материалов.В цинамической диагнсстике элементов и конструкций применяется метод измерения фазовых скоростей распространения волн напряжения для установления характеристик упругости 25 материала, жесткости элементов и конструкций и для выполнения контроля качества.В фазометрии применимы, в общем, два метода; метод переменного бязи О са при постоянной частоте и метод переменнои частоты при постоянном базисе, В обоих случаях принципом является измерение длинь. волны при распространении гармонических волн напряжения рассматриваемой средой. Ввиду того, что известный метод переменной частоты при постоянном базисе связан с условием постоянной фазовой скорости, независимой от частоты, пользуются исключительно методом переменного базиса при постоянной частоте, которьпл применим и для срецы с волновой дисперсией. Метод состоит из измерения разности фаз между колебанием в месте возоудителя и колебанием в месте датчика при постоянной частоте, но при разных расстояниях датчика от возбудителя. Бражников Н.И. Ультразвуковая фазометрия. М.: Энергия, 1968, с.83-94).Недостатком такого решения является большая требовательность к обслуживанию, длительность измерения и затруднительная, практически неосуществимая автоматизация измерений.Известны способ измерения длины волны и установка для его выполнения, сущность которого состоит в том,. что при постепенном изменении частоты волн напряжения от наименьшей частоты, при которой длина волны больше расстояния между датчиками, измеряется разность фаз колебания в точках обоих датчиков. Оба датчика с одинаковыми фазочастотными характеристиками соединены с объектом навзаимном расстоянии, меньшем, чем длина волны, принадлежащая наименьшей частоте, причем генератор гармонически переменной силы помешен на общей прямой с датчиками вне измеряемого участка.Указанный мето,ц устраняет длительность и трудоемкость измерений в нескольких положениях датчика для каждой избранной частоты экономит одну рабочую силу, необходимую для переноса датчика в отдельные положения, улучшает точность измерений и . их воспроизводимость, а также образу ет выгодную базу для автоматизации измерений.На фиг.1 изображено расположение датчиков по отношению к генератору; на фиг,2 - зависимссть разности фаз ЬЧ от частоты Г которая позволяет для любой частоты Й в диапазоне (Г ,К) на основании измеренного1значения асср = К 27 Г установить длину волны Я.Установка для реализации приведенного метода определения длины волны состоит иэ двух датчиков 1 и 2 с одинаковыми фазовочастотными характеристиками., выводы которых присоединены на вводы устройства 3 для обработки данных, например фазометра, и генератора 4 гармонически переменной силы с возможностью подбора частоты, который вносит напряжения в рассматриваемый объект.Установка .работает следующим образом.При распространении гармонических волн напряжения в среде с волновой дисперсией определяется длина волны Я при постоянном расположении обоих датчиков 1 и 2, которые имеют одинаковые фазовочастотные характеристики и которые соединены со средой на взаимном расстоянииИзмеряется разность фаз 11 у колебаний датчиков при постепенном изменении час-, тоты волн напряжения Г,распространяю" щихся средой в диапазоне частот Е по Кд . Взаимное расстояние 1. датчи 3 14482 ков 1 и 2 определено условием Ь ( Ъ причем Э, - длина волны, принадле -жащая наименьшей частоте Г,.С изменением Г изменяется раз 5 ность фаз 6( . Разность фаз др2 Ф соответствует частоте, при которой длина волныравна расстоянию Ь, Разность фаз Ы = К 2 Т где К - любое реальное число, возник- О нет при частоте Г, при которой волновая длина Ъ определена отношением27 Ь ЬЬ = еЮ КПостепенное изменение частоты в 15 диапазоне Г по Г и позволяет определить значение К для любой частоты Х, Фазовая скорость распространения волн. напряжения С для данной частоты определяется из отношения гоС=19,Формула изобретения1. Способ измерения длины волны 25в среде с волновой дисперсией при 684постоянном расположении двух датчиков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения длительности и трудоемкости измерений, при постепенном изменении частоты волн нап-. ряжения от наименьшей частоты, при которой волновая длина больше расстояния датчиков 1 и 2, измеряется разность фаэ колебания в местах обоих датчиков 1 и 2.2Установка для измерения длины волны в среде с волновой дисперсией, содержащая генератор гармонически переменной силы, фазометр и датчики, о т л и ч а ю щ а я с .я тем, что, датчики 1 и 2 с одинаковыми фазочастотными характеристиками, устанавливаемые на объекте, находятся на взаимном расстоянии Ь меньшем, чем длина волны, принадлежащая наименьшей частоте, генератор 4 гармонически переменной силы размещен на общей с датчиками 1 и 2 прямой вне измеряемого участка Ь, а выходы датчиков соединены с входом фазометра,1448268 бручар едакто Заказ 6841 49 одпис Государственного комитета .по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/ при ГКНТ СССР Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,О К ЯТ