Способ изменения угла ввода ультразвукового луча в материал

А 1 союз соВетских СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ы 179704)5 0 01 й 29/04 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Изобретение о щему контролю и м при ультразвуково изобретения - пов Способ заключается угла ввода луча в ис тразвук пропускают ал, намагничение интервале от Н до Н, - величина нама угол ввода равен к типа ультразвуковы на намагничения, и сыщение магнитног носится ожет быдефек ение т втом чт(71) Институт физикиотделения АН СССР(54) СПОСОБ ИЗМ УЛ ЬТРАЗ ВУКОВО Г НЕНИЯ УГЛА ВВОД ЛУЧА В МАТЕРИАЛ скорость звука в этой среде путем изменения намагничивания материала,Однако способ не обеспечивает необхо-, димой точности и качества регулирования угла ввода ввиду отсутствия выбора оптимального режима изменения магнитного поля.Цель изобретения - повышение точности способа,Поставленная цель достигается тем, что при пропускании ультразвукового луча через две среды под углом к границе раздела двух сред, в качестве одной из которых выбирают магнитострикционный материал и при изменении угла ввода в материал путем регулирования величины напряженности магнитного поля определяют величину намагничения, при которой угол ввода равен критическому для данного типа колебаний и величину намагничивания, при которой наступает насыщение поля Нз, и изменение намагничения производят в интервале от Н, до -Нс или от -Нв до Нс. к неразрушаю ь использовано скопии, напри азвукового ска ния угла ввода при котором в ьзуют две жидями ультразвутве одной из ную жидкость. ют магнитным вертикальном Самым сти к заявля ния угла в материал,з звуковой лу под углом качестве од нитострикц АВТОРСКОМУ С ВИДЕТЕЛ Изобретение относится щему контролю и может быт в ультразвуковой дефекто мер, для организации ультр нирования,Известен способ измен ультразвуковых колебаний, качестве звукопровода испо кости с различными скорост ковых колебаний, В каче жидкостей выбирают магни На звукопровод воздейству полем и перемещают его в положении. близким по технической сущноемому является способ измене- вода ультразвукового луча в аключающийся в том, что ультрач пропускают через две среды к границе раздела этих сред, в ной из которых используют магионный материал и изменяют т к неразрушають использовано й тоскопии. Цель ыш очности способа,о для изменения следуемый материал, ульчерез магнитный материкоторого изменяют в -Нс ИЛИ ОТ -Нв ДО Нс ГДЕ гничивания, при которой ритическому для данного х колебаний; Н, - величири которой наступает нао поля. 4 ил.Сущность изобретения состоит в том,что при перемагничивании указанным образом получается однозначная величина углаотклонения при каждом значении поля, апри достижении поля + Н отклонение максимально, а также тем, что при выборе углападения, равном критическому (величинамагнитного поля при этом равна й Нс), добиваются значительного увеличения секторасканирования и реломлен ного луча.10На фиг,1 показана экспериментальноснятая кривая зависимости ЛЕ-эффектаЬЕ/Ео (где Л Е - величина изменения модуля Юнга) от величины магнитного поля Н длясплава 50-Кф при перемегничивании пополному циклу петли гистерезиса. Здесь жепоказаны кривые изменения ЛЕ-эффектапри перемагничивании по,неполному циклу;на фиг.2 - экспериментально снятые кривыеизменения углов ввода при помещении образца из сплава 50-Кф в магнитное поле,меняющееся по закону, показанному нафиг.1; на фиг.3 - характер преломления ультразвукового пучка при пропускании его через две среды под углом к границе раздела,а также изменения ввода при регулировании скорости звука в одной из сред; на фиг.4- увеличение сектора сканированияЛаг при приближении угла ввода а 2 ккритическому.Способ реализуется следующим образом.Через 2 среды исследуемого материалапод углом к границе раздела двух сред пропускают ультразвуковой луч. В качестве одной 35из сред используют магнитострикционныйматериал, В этой среде изменяют скорость.звука путем изменения намагничивания материала,Определяют величину, при которой уголввода равен критическому для данного типа. ультразвуковых колебаний Нс и величинуН, при которой наступает насыщение поля,а интервал изменения выбирают от Н до-Нс или от -Н до Нс45Большинство магнитострикционныхматериалов обладает симметричной петлей1 истерезиса Л Е-эффекта (см,фиг,1). Очевидно, что при выборе рабочего участка напетле гистерезисэ необходимо выбрать тот, 50: который бы наиболее удовлетворял условиям качества регулирования угла ввода ультразвука в материал, Этот участок долженобладать наибольщей линейностью значений регулируемого параметра, должен 55обеспечивать ма 1:симальное отклонениеультразвукового пучка, работа на этом участке не требовала бы предварительного перемагничивания образца. Согласно фиг,1 ифиг.2 такими участками могут быть участки 1-2 и 3-4, когда перемагничивание производится при полях от Н з (точка 1) до -Н (точка 2) или от -Н (точка 3) до Нс (точка 4), Действительно, кривая регулируемого параметра а 2 (Е) на этих участках обладает максимальной линейностью и имеет максимальное значение регулируемого параметра. При работе на этих участках (для определенности рассмотрим только участок 1-2) не требуется предварительного размагничивания образца. Кривая всегда будет проходить по участку 1-2. Для осуществления отклонения луча необходимо образец из любого состояния намагничивания (например, из точки 2 или иэ точки 5) намагнитить в состояние Н (точка 1) (это цикл холостого хода, его нельзя выбрать за рабочий, т.к. он обладает большой нелинейностью и неоднозначностью значений регулируемого параметра,Действительно, при перемагничивании, например, из точки 5 один и тот же угол может быть получен как при поле-Н 1, так и при Н 2). Далее намагничивание ведут из состояния Нз до состояния -Нс, Угол ввода при этом меняется однозначно.Эксперименты показали, что на предложенном участке изменения магнитного поля достигается однозначность величины угла ввода и реализуется его максимальное значение при полях . Нс.Углы падения а 1(см.фиг,3) и углЫ преломления а г связаны между собой законом Снеллиуса: С 1 зп а 1Сг з 1 пагб аг - тд аг,б С 1 С 1(2) Из (2) видно, что когда а 2 близок к критическому, определяемому формулой акр =аГСЗ 1 П( - ). С 1 аг дОЛжЕН ЗНаЧИС 1С 2тельно вырасти.На фиг,4 показана экспериментально снятая кривая зависимости сектора сканирования Лаг от угла падения а 1, Ход кривой Ьаг(а 1) вблизи а 1 р подтверждает предположение об увеличении сектора где С 1 и С 2 - скорости упругих волн соответственно в среде 1 (волновод) и среде 2 (исследуемый объект).При изменении магнитного поля угол преломления меняется на величину Ла 2 . Продиффундируем (1) по С 1:1797041 сканирования при углах падения близких ккритическому.Таким образом, предложенный способпозволяет улучшить качество регулироваФормула изобретенияСпособ изменения угла ввода ультразвукового луча в материал, заключающийся в том, что ультразвуковой луч пропускают через две среды под углом к границе раздела сред, в качестве одной из которых используют магнитострикционный материал и изменяют скорость звука в этой среде путем изменения намагничивания матери:,а, о тА ния угла ввода, поскольку обеспечивает его однозначность и расширяет сектор сканирования примерно в 2-4 раза при углах падения, равных критическому.5 личающийся тем,что,сцельюповышения точности способа, определяют величину 1 О намагничивания, при которой угол ввода равен критическому для данноготипа ультразвуковых колебаний Нс и величину намагничивания, при которой поступает насыщение поля Нз и изменение намагничи вания производят в интервале Ндо-Н илиот -Н до Н, Е1797041 ави Корректор О.Гус кто х тельский зводственн 650ИИП Тираж арственного комите 113035, Москва,