PL50287B1 - - Google Patents

Description

50287 Opublikowano: 8.1. 1966 KI.MKP 42 V 601 h. l/rt 9 Twórca wynalazku: prof. dr Leszek Filipczynski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Problemów Techniki), Warszawa (Polska) Sposób pomiaru przemieszczen w ultradzwiekowej fali poprzecznej Przedmiotem wynalazku jest sposób umozliwia¬ jacy wyznaczenie bezwzglednej wartosci przemiesz¬ czen wystepujacych w ultradzwiekowej fali po¬ przecznej.W wielu zagadnieniach zwiazanych z badaniem osrodków stalych przy pomocy poprzecznych fal ultradzwiekowych jednym z zasadniczych proble¬ mów jest pomiar bezwzglednej wielkosci rozcho¬ dzacej sie fali. Dotychczasowe sposoby opieraja sie na duzych przyblizeniach, które czynia pomiar bardzo watpliwym. Mozna np. zastosowac do tego celu przetwornik kwarcowy o cieciu Y, wymaga to jednak przylutowania lub przyklejenia go do osrod¬ ka, w którym wystepuja fale. Grubosc warstwy lutu czy kleju oraz jakosc polaczenia, trudna do skontrolowania, wplywaja w zasadniczy sposób na wielkosc fali wnikajacej do przetwornika a wiec znieksztalcaja wynik pomiaru.Niedogodnosci powyzsze usuwa sposób wedlug wynalazku, którego zasade przedstawiono na ry¬ sunku.W osrodku stalym 1 biegnie wiazka poprzecznej fali ultradzwiekowej 2. Plaska, swobodna granica osrodka 3 tak zostala usytuowana, ze wiazka 2 pa¬ da na nia skosnie pod pewnym katem. Na granicy 3 nastepuje odbicie poprzecznej fali padajacej, któ¬ ra w ogólnym przypadku rozszczepia sie na odbita fale poprzeczna 4, a takze na odbita fale podluzna 5. W pewnych warunkachv moze powstac fala po¬ wierzchniowa, biegnaca wzdluz granicy 3 osrodka. 10 15 20 25 30 Ze wzgledu na to, ze powierzchnia graniczna 3 jest swobodna, zadna z fal nie wychodzi poza osrodek 1.Fale padajace i odbite wytwarzaja na granicy 3 miedzy innymi skladowa przemieszczen, prosto¬ padla do tej granicy, której wielkosc jest zalezna od przemieszczen poprzecznej fali padajacej 2.W celu wyznaczenia tej ostatniej wielkosci nalezy znac predkosci fal poprzecznych i podluznych w osrodku, kat padania fali poprzecznej oraz nalezy zmierzyc skladowa przemieszczen na granicy 3 prostopadla do granicy.Do pomiaru skladowej prostopadlej przemiesz¬ czen zastosowano uklad 6 analogiczny do mikrofonu pojemnosciowego, którego zasadniczym elementem jest pojemnosc utworzona miedzy przewodzacym osrodkiem 1 i elektroda 7 umieszczona w znanej, niewielkiej odleglosci od powierzchni granicznej- 3.Z elektroda 7 polaczony jest przedwzmacniacz 8, który jednoczesnie doprowadza stale napiecie pola¬ ryzujace do elektrody.Poprzeczna fala 2, padajac skosnie na granice 3, powoduje przemieszczenia prostopadle do granicy, które zmieniaja odleglosc miedzy granica 3 oraz elektroda 7. Powstajace wskutek tego zmiany po¬ jemnosci powoduja powstanie zmiennego napiecia elektrycznego na elektrodzie 7. Napiecie to poprzez przedwzmacniacz 8 lub wtórnik katodowy, wyko¬ nane w ukladach lampowych lub tranzystorowych, doprowadzone zostaje do zacisku wyjsciowego 9, 5028750287 gdzie zostaje zmierzone•przy pomocy odpowiednie¬ go miernika.Znajac odleglosc elektrody 7 od granicy 3, wielkosc stalego napiecia polaryzujacego doprowa¬ dzonego do elektrody oraz wzmocnienie ukladu 8 mozna wyznaczyc na tej podstawie bezwzgledna wartosc skladowej prostopadlej przemieszczen na granicy 3, a nastepnie obliczyc bezwzgledna wartosc przemieszczen w padajacej fali 2.W przypadku, gdy osrodek 1 nie jest przewodni-, kiem elektrycznosci, na powierzchnie graniczna 3 mozna naniesc bardzo cienka warstwe przewodnika np. przez napylenie i wówczas warstwa ta stano¬ wi jedna okladke, a elektroda 7 druga okladke kondensatora, którego zmiany pojemnosci powoduja powstanie napiecia zmiennego.Odleglosc miedzy granica osrodka 3 i elektroda 7 musi byc dokladnie zmierzona, od niej bowiem zalezy czulosc ukladu pomiarowego oraz wynik po¬ miaru. Dla ominiecia pomiaru odleglosci mozna szczeline powietrza wypelnic warstwa dielektryka o znanej grubosci i poprzez te warstwe docisnac elektrode do powierzchni granicznej 3. Fala ultra¬ dzwiekowa, gdy jest dosc krótka, nie wniknie do dielektryka i odbije sie calkowicie od powierzchni granicznej 3, gdyz powoduje to mikroskopijna warstewka powietrza, powstajaca miedzy osrod¬ kiem i warstwa dielektryka.Z wyznaczonej w ten sposób wartosci przemiesz¬ czenia fali mozna, znajac czestotliwosc fali, obii- 10 15 20 25 30 czyc predkosc czastkowa; mozna ja takze wyzna¬ czyc przez zastosowanie ukladu calkujacego np. w przedwzmacniaczu 8. Zalaczony do zacisku 9 miernik mozna równiez wyskalowac w innych wielkosciach fali np. w jednostkach naprezenia lub natezenia. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób pomiaru przemieszczen w ultradzwieko¬ wej fali poprzecznej, znamienny tym, ze równo¬ legle do granicy (3) osrodka (1), polozonej skosnie wzgledem kierunku padania fali poprzecznej (2), umieszcza sie w znanej odleglosci elektrode (7), do której doprowadza sie stale napiecie polary¬ zujace, przy czym napiecie polaryzujace wyste¬ pujace na elektrodzie (7) wzmacnia sie w ukla¬ dzie wzmacniajacym (8) i doprowadza do odpo¬ wiedniego miernika. Sposób wedlug zastrzezenia 1, znamienny tym, ze miedzy granica (3) osrodka (1) i elektroda (7) umieszcza sie warstwe dielektryka. RSW „Prasa", Wr. Zam. 2235/65. Naklad 270 egz. PL