RU2786717C1 - Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука - Google Patents
Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786717C1 RU2786717C1 RU2022102685A RU2022102685A RU2786717C1 RU 2786717 C1 RU2786717 C1 RU 2786717C1 RU 2022102685 A RU2022102685 A RU 2022102685A RU 2022102685 A RU2022102685 A RU 2022102685A RU 2786717 C1 RU2786717 C1 RU 2786717C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- rod
- temperature coefficient
- diameter
- sounded
- Prior art date
Links
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Использование: для определения температурного коэффициента скорости ультразвука. Сущность изобретения заключается в том, что используют образец в виде прутка с установленными на его теле датчиками температуры и системой возбуждения и регистрации стержневых или крутильных волн, размещенной на его торце, и помещенный в нагревательную камеру и прозвучиваемый акустическим эхо-методом, при этом используют образец длиной, многократно превышающей его диаметр, прозвучивают с торца весь объем материала образца на многократных отражениях акустическим эхо-методом стержневой или крутильной волной, при этом длина волны значительно превышает диаметр образца. Технический результат: обеспечение возможности с высокой точностью определять температурный коэффициент скорости ультразвука. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано для определения температурного коэффициента скорости ультразвука в твердых телах эхо методом.
Известны способы определения температурного коэффициента скорости ультразвука, заключающиеся в измерении временных интервалов между эхо-импульсами при фиксированной длине образца совместно с изменением температуры. Трудность в определении скорости ультразвука определяется малой базой прозвучивания. Существующие способы направлены на повышение точности измерений за счет измерения сдвигов фазы (SU 373610, SU 340958, SU 325511), модулирования посылок импульсов (RU 2464556, SU 599205), перестройки частоты следования импульсов (SU 1221501, SU 279209), многократного зондирования с последующим усреднением (RU 2281464), использование дополнительных звукопроводов и линий задержек (SU 735989, SU 437008, SU 1732177, SU 1742632, SU 1280520). Недостатками известных способов является нестабильность акустической картины в исследуемом образце и сложность построения измерительной системы содержащей специализированные узлы, реализующие разнообразные фазовые манипуляции сигналов.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ измерения скорости ультразвуковой волны [1] на длинномерном образце при котором, участвуют прутки длиной, многократно превышающей их диаметр. Прозвучивание образца производится с торца эхо методом стержневой или крутильной волной при этом ее длина многократно превышает диаметр длинномерного образца. В условиях незначительного затухания, отсутствующей или низкой дисперсии скорости, импульс отражается от противоположного торца образца и возвращается в зону излучения, затем вновь проходит по телу образца до противоположного торца и обратно. Многократные отражения при прозвучивании всего объема образца позволяют получить высокую точность определения величины скорости ультразвуковой волны [2].
Технической задачей изобретения является создание способа измерения зависимости скорости акустической волны от температуры для металлических и неметаллических образцов.
Технический результат достигается тем, что образец в виде прутка с установленными на его теле датчиками температуры и системой возбуждения и регистрации стержневых или крутильных волн, размещенной на его торце, помещается в нагревательную камеру. Так как волноводный метод позволяет прозвучивать значительные объемы материала и обеспечивает высокую точность измерения скорости акустической волны, его реализация достигается без использования специализированных устройств или узлов фазовой манипуляции сигналов.
К отличительным признакам относится то, что исследуемый образец изготавливается в виде прутка длиной, многократно превышающей его диаметр, на образец устанавливаются датчики температуры и система возбуждения и регистрации стержневых или крутильных волн, размещенной на его торце, и он помещается в нагревательную камеру, где и прозвучивается эхо-методом на многократных отражениях.
Положительный технический результат, обеспечиваемый указанной совокупностью признаков, состоит в высокой точности определения скорости ультразвуковой волны, в упрощении способа определения температурного коэффициента скорости ультразвука за счет применения оборудования без специализированных устройств или узлов фазовой манипуляции сигналов.
Результаты испытаний представляют собой зависимость скорости акустической волны от температуры. На рисунках приведены результаты измерений скорости стержневой волны на прутках из сталей марки 12Х1МФ (фиг. 1) и марки 12X18H10T (фиг. 2). Определение температурной зависимости скорости проведено на стенде с прутком диаметром 8 мм и длиной 1 м установленным в воздушной камере. На теле прутка расположены два температурных датчика. На торце прутка размещен ЭМА датчик возбуждающий и регистрирующий акустический импульс стержневой волны на рабочей частоте в 25 кГц. Возбуждение и регистрация импульсов производится в информационной системе дефектоскопа протяженных объектов «АДНШ-П» (утвержденный тип средств измерений №82936-21 (Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений (gost.ru) https://fgis.gost.ru/fundmetrotogy/registry/4/items/1393410). Регистрация температуры произведена с использованием «Внешнего USB устройства для мониторинга в различных областях науки, техники и производства» (ЛА-50USB(ООО "Руднев-Шиляев". Внешнее низкостоимостное USB устройство для мониторинга в различных областях науки, техники и производства. https://rudshet.ru/show.php?dev=38). Нагрев производится феном с установленной температурой воздуха 50°С в режиме минимальной мощности. В процессе нагрева производилось прозвучивание прутка с одновременной регистрацией температуры. При прозвучивании получен эхо сигнал, содержащий 20 донных отражений. Точное время прохождения акустического импульса произведено после программной передискретизации сигналов до частоты 1 ГГц с расчетом функции корреляции между 1-м и 10-м отражением.
Источники информации
1. Патент №2688877 С1, Российская Федерация, МПК G01N 29/04. Способ определения прочностных характеристик полимерных композиционных материалов: №2018117638: заявл. 11.05.2018: опубл. 22.05.2019.
2. Акустический волноводный контроль линейно-протяженных объектов / О.В. Муравьева, В.В. Муравьев, В.А. Стрижак, С.А. Мурашов, А.В. Пряхин - Новосибирск: Издательство Сибирского отделения РАН, 2017. - 234 с. - ISBN 978-5-7692-1560-5.
Claims (1)
- Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука, включающий использование образца в виде прутка с установленными на его теле датчиками температуры и системой возбуждения и регистрации стержневых или крутильных волн, размещенной на его торце, и помещенного в нагревательную камеру и прозвучиваемого акустическим эхо-методом, отличающийся тем, что используют образец длиной, многократно превышающей его диаметр, прозвучивают с торца весь объем материала образца на многократных отражениях акустическим эхо-методом стержневой или крутильной волной, при этом длина волны значительно превышает диаметр образца.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2786717C1 true RU2786717C1 (ru) | 2022-12-26 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU968622A1 (ru) * | 1981-04-30 | 1982-10-23 | Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет | Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука |
| SU1732177A1 (ru) * | 1989-12-13 | 1992-05-07 | Ленинградский государственный университет | Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука |
| SU1742632A1 (ru) * | 1989-12-27 | 1992-06-23 | Ленинградский государственный университет | Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука |
| CN101943680A (zh) * | 2010-09-02 | 2011-01-12 | 华南理工大学 | 一种带温度补偿的阵列超声探伤方法与系统 |
| RU2626571C1 (ru) * | 2016-10-31 | 2017-07-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU968622A1 (ru) * | 1981-04-30 | 1982-10-23 | Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет | Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука |
| SU1732177A1 (ru) * | 1989-12-13 | 1992-05-07 | Ленинградский государственный университет | Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука |
| SU1742632A1 (ru) * | 1989-12-27 | 1992-06-23 | Ленинградский государственный университет | Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука |
| CN101943680A (zh) * | 2010-09-02 | 2011-01-12 | 华南理工大学 | 一种带温度补偿的阵列超声探伤方法与系统 |
| RU2626571C1 (ru) * | 2016-10-31 | 2017-07-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2352839A1 (en) | Apparatus and method for evaluating the physical properties of a sample using ultrasonics | |
| JPH0640096B2 (ja) | 微小散乱体間隔空間分布測定方法および装置 | |
| CN105300856A (zh) | 基于超声阻抗谱对颗粒浓度和尺寸的测量方法 | |
| RU2786717C1 (ru) | Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука | |
| WO2021243975A1 (zh) | 剪切波衰减系数测量方法与系统 | |
| Kerdtongmee et al. | Quantifying dry rubber content in latex solution using an ultrasonic pulse | |
| JP2001343365A (ja) | 金属薄板の厚み共振スペクトル測定方法及び金属薄板の電磁超音波計測方法 | |
| Cegla et al. | Fluid bulk velocity and attenuation measurements in non-Newtonian liquids using a dipstick sensor | |
| Oglat et al. | Measuring the acoustical properties of fluids and solid materials via dealing with a-SCAN (GAMPT) Ultrasonic | |
| RU2688877C1 (ru) | Способ определения прочностных характеристик полимерных композиционных материалов | |
| Kotelnikova et al. | Determination of the elastic properties of a solid sphere based on the results of acoustic beam scattering | |
| RU2362487C2 (ru) | Способ неинвазивного измерения скорости распространения акустических колебаний в эластичной ткани | |
| RU2540942C1 (ru) | Способ контроля за динамикой изменения толщины стенки контролируемого объекта | |
| Sani et al. | A study of PC-based ultrasonic goniometer system of surface properties and characterization of materials | |
| RU2783297C2 (ru) | Способ ультразвукового контроля электропроводящих цилиндрических объектов | |
| RU2052769C1 (ru) | Ультразвуковой способ измерения толщины изделия с большим затуханием ультразвука и устройство для его осуществления | |
| Nurmaida et al. | A Study of Non-Destructive Measurement for Salinity Sensor Utilizing Ultrasonic Wave | |
| Titova et al. | DETERMINATION OF THE NONLINEAR PARAMETER AND INTERNAL PRESSURE IN A LIQUID BY THE ACOUSTIC METHOD | |
| Daud et al. | A computerized time domain and spectral analysis system for acoustic characterization of tissue mimicking materials | |
| SU1693530A1 (ru) | Способ определени физико-механических свойств сыпучих материалов при помощи преобразовател с буферным стержнем | |
| El Mouhtadi et al. | Experimental determination of plate parameters with an air coupled instrument | |
| Brysev et al. | Phase conjugation for measuring ultrasound absorption in inhomogeneous media | |
| Klochko et al. | Noninvasive Estimation of Temperature Gradient of Inner Layers of Living Tissues by the Ultrasonic Method | |
| RU2047171C1 (ru) | Способ измерения коэффициента затухания ультразвука в материале | |
| RU2138778C1 (ru) | Способ оценки толщины колонны при ультразвуковом методе контроля |