SU1084669A1

SU1084669A1 - Device for determination of propagation rate and damping coefficient of ultrasonic oscillations in elastic lengthy articles

Info

Publication number: SU1084669A1
Application number: SU823447073A
Authority: SU
Inventors: Билал Хилалович Юнусов; Борис Дмитриевич Рысюк; Михаил Павлович Носов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7317
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1982-05-28
Publication date: 1984-04-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕЁАНИЙ- В ЭЛАСТИЧНЫХ ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЯХ , содержащее корпус, жестко- закрепленный на нем концентратор ультразвуковых колебаний, соединенные с :Ним демпфирующие прокладки и пьезопреобразователь , электрически соединенный с последним измерительный блок и узел прижима эластичных прот женных изделий к концентратору ультразвуковых колебаний, отличающеес тем, что, с целью повышени производительности и точности определени скорости, оно снабжено св занными с корпусом направл ющими, закрепленным на корпусе с возможностью перемещени по направл ющим кронштейном, жестко закрепленным на корпусе электромагнитом с кинематически взаимодействующим с кронштейном толкателем и регулируемым упругим элементом, прижимающим кронштейн к корпусу, а (g узел прижима выполнен в виде двух (Л жестко закрепленных на кронштейне призм, симметрично расположенных относительно концентратора. г 1 Х VJ 00 « О) со tpift. / L JTHE DEVICE TO DETERMINE THE SPEED AND DISTRIBUTION RATIO OF THE ULTRASONIC KOELENIE- IN ELASTIC EXTENDED PRODUCTS, which includes a body, a hardened on it, a hub of ultrasound vibrations, connected with: a hub of ultrasonic vibrations, characterized in that, in order to increase the performance and accuracy of the velocity, it is provided with body-related guides fixed to the body with the possibility of movement along a guide bracket, an electromagnet rigidly fixed to the body with a pusher interacting kinematically with the bracket and an adjustable elastic element clamping the bracket to the body, and (g clamp unit is made in the form of two (L rigidly mounted on the arm prisms symmetrically located relative to the hub. G 1 X VJ 00 "O) with tpift. / L j

Description

Изобретение относитс к испытательной технике, а именно, к устройствам дл определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвуковых колебаний в эластичных прот женных издели х, в частности , в волокнах, нит х и пленках при исследовании их физико-механических свойств.The invention relates to a testing technique, in particular, to devices for determining the propagation speed and attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic stretched articles, in particular, in fibers, threads and films, in the study of their physical and mechanical properties.

Известно устройство дл возбуждени и приема ультразвуковых колебани в нит х и пленках, содержащее корпус , размещенный в экранирующем корпусе пьезопреобразователь, демпфирующие прокладки, токоподводы, волновод-концентратор , контактирующий с исследуемым образцом, и прижим ClA device for exciting and receiving ultrasonic oscillations in filaments and films is known, comprising a housing, a piezo transducer housed in a shield housing, damping pads, current leads, a waveguide concentrator in contact with the test sample, and a Cl clamp.

Недостатком этого устройства вл етс ненадежный акустический контакт между рабочей гранью концентратора и исследуемым образцом, обусловленный конструкцией прижима, выполненного в виде подпружиненной платины , воздействующе Й на образец в точке его контакта с рабочей гранью концентратора.A disadvantage of this device is the unreliable acoustic contact between the working face of the concentrator and the sample under test, due to the design of the clamp, made in the form of spring-loaded platinum, acting on the sample at the point of its contact with the working face of the concentrator.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвуковых колебаний в эластичных прот женных издели х, содержащее корпус, жестко закрепленный на нем концентратор ультразвуковых колебаний, соединенные с ним демпфирующие прокладки и пьезопреобразователь , электрически соединенный с последним измерительный блок и узе прижима эластичных прот женных изйелий к концентратору ультразвуковых колебаний 2. The closest to the proposed technical entity is a device for determining the propagation speed and attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic stretched products, comprising a housing, a concentrator of ultrasonic vibrations rigidly attached thereto, damping pads connected to it, and a piezo transducer electrically connected to the latter. the unit and the unit of clamping elastic stretches to the concentrator of ultrasonic vibrations 2.

Недостатком указанного устройства вл ютс недостаточные производительность и точность определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвуковых колебаний, обусловленные конструкцией узла прижима , котоЕ а создает трудности закреплени эластичных прот женных изделий в устройстве и не обеспечивает дозированное нагружение эластичных прот женных изделий в процессе контрол .The disadvantage of this device is insufficient performance and accuracy of determining the propagation speed and attenuation coefficient of ultrasonic vibrations due to the design of the clamping unit, which makes it difficult to fix elastic stretched products in the device and does not provide metered loading of elastic stretched products in the process of control.

Цель изобретени - повыщение производительности и точности определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвукевых колебаний в эластичных прот женных издели х.The purpose of the invention is to increase the productivity and accuracy of determining the propagation velocity and the attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic stretched articles.

Поставленна цель достигаетс The goal is achieved

за счет того, что устройство дл определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвуковых колебаний в эластичных прот женных издели х, содержащее корпус, жестко закрепленный на нем концентратор ультразвуковых колебаний, соединенные с ним демпфирующие прокладки и пьезопреобразователь, электрически соединенный с последним измерительный блок и узел прижима эластиных прот женных изделий к концентратору ультразвуковых колебаний, снабжено св занными с корпусом направл ющими , закрепленным на корпусе с возможностью перемещени по- направл ющим кронщтейном, жестко закреленным на корпусе электромагнитом с кинематически взаимодействугацим с кронщтейном толкателем и регулируемы упругим элементом, прижимающим кронштейн к корпусу, а узел прижима выполнен в виде двух жестко закрепленных на кронштейне призм, симметрично расположенных относительно концентратора.due to the fact that the device for determining the propagation velocity and the attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic extended products, comprising a housing, a concentrator of ultrasonic vibrations rigidly attached to it, damping pads connected to it, and a piezo transducer electrically connected to the last measuring unit and clamp unit elongated elongated products to the ultrasonic oscillation concentrator, equipped with body guides attached to the body with Stu movement po- guide kronschteynom rigidly zakrelennym to the electromagnet housing with kinematically vzaimodeystvugatsim kronschteynom with adjustable pusher and the elastic member, the pressing bracket to the housing, and the clamping assembly formed by two rigidly mounted on the bracket prisms arranged symmetrically relative to the hub.

На фиг. 1 изображено устройство дл определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвуковых колебаний в эластичны прот женных издели х, общий вид; на фиг. 2 - схема заправки эластичного прот женного элемента в устройство дл определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвуковых колебаний в эластичных прот женных элементах при двухбазовых изменени х, с установкой концент раторов ультразвуковых колебаний пepпeндикyл pнo эластичному прот женному элементу; на фиг. 3 - схема установки концентраторов ультразвуковых колебаний параллельно эластичному прот женному элементу,FIG. 1 shows a device for determining the speed of propagation and the attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic extended products, a general view; in fig. 2 is a diagram of filling an elastic extension element into a device for determining the propagation speed and attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic extension elements with two-base variations, with installation of ultrasonic oscillation concentrators perpendicular elastic element; in fig. 3 is a diagram of installation of ultrasonic oscillator concentrators parallel to an elastic extended element,

Устройство дл определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвуковых колебаний в эластичных прот женных издели х содержит корпус 1, жестко закрепленный на нем концентратор 2 ультразвуковых колебаний, соединенные с ним демпфирующие прокладки 3 и пьезопреобразователь 4, электрически соединенный с последним измерительный блок 5, св занные с корпусом 1 напрал ющие 6, закрепленный на корпусе 1 с возможностью перемещени по направл ющим 6 кронштейн 7, жестко закрепленный на корпусе 1 электромагнит 8 с кинематически взаимодействующим с кронщтейном 7 толкателем 9, регулируемый упругий элемент 10, прижимающий кронщтейн 7 к корпусу 1, и узел прижима эластичных прот женных изделий к концентратору 2, выполненный в виде двух жестко закрепленных на кронштейне 7 призм 11, симметрично расположенных относительно концентратора 2.A device for determining the propagation velocity and the attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic stretched products comprises a housing 1, an ultrasonic vibration concentrator 2 rigidly attached thereto, damping pads 3 connected to it, and a piezo transducer 4 electrically connected to the last measuring unit 5 connected to it the body 1, the guide bars 6, mounted on the body 1 with the possibility of movement along the guides 6 bracket 7, rigidly fixed on the body 1, the electromagnet 8 with kinematically in borrowing with the brace 7 pusher 9, an adjustable elastic element 10, pressing the brace 7 to the body 1, and a clamping unit of elastic stretched products to the concentrator 2, made in the form of two prisms 11 rigidly fixed on the bracket 7, symmetrically located relative to the concentrator 2.

Кроме того, устройство дл определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразву совых колебаний в эластичных прот женных издели х содержит защитный кожух 12, защищающий пьезопреобразователь 4, токопровод 13, св зывающий пьезопреобразователь 4 с измерительным блоком 5, винт 14 креплени регулируемого упругого элемента 10 к кронштейну 7, зажим 15 креплени эластичного прот женного издели в процессе контрол , первый излучатель 16 ультразвуковых колебаний, второй излучатель 17 ультразвуковых колебаний и груз 18 нат жени эластичного прот женного издели в процессе его контрол .In addition, a device for determining the propagation speed and attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic extended products contains a protective cover 12 protecting the piezo transducer 4, the conductor 13 connecting the piezo transducer 4 with the measuring unit 5, the fastening screw 14 of the adjustable elastic element 10 to the bracket 7, the clip 15 of attachment of the elastic stretch article in the course of control, the first emitter 16 of ultrasonic vibrations, the second emitter 17 of ultrasonic vibrations and the load 18 of tension rib elongated article in the course of its monitoring.

Устройство дл определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвуковых колебаний, в эластичных прот женных издели х работает следующим образом.A device for determining the speed of propagation and the attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic stretch articles works as follows.

При двухбазовых измерени х с установкой концентратора 2 ультра- , звуковых колебаний перпендикул рно эластичному прот женному изделию 19 последнее закрепл етс в зажиме 15, укладываетс на первый излучатель 16 ультразвуковых колебаний и одновременно на второй излучатель 17 ультразвуковых колебаний и нагружаетс требуемым раст гивающим усилием с помощью груза 18. Дл этого включаетс элек тромагнит 8, при включении которого толкатель 9 воздействует на кронштейн 7, который по направл ющим 6, св занным с корпусом 1, перемещаетс , относительно корпуса 1 и отводит от концентрат.ора 2 две призмы 11, после чего контролируемое изделие 19 - эластичный прот женный элемент - вводитс между концентратором 2 и узлом прижима, состо щим из двух призм 11. Затем электромагнит 8 выключаетс , кронштейн 7 под действием регулилируемого упругого эле-, мента 10 вновь по направл ющим 6 перемещаетс к корпусу 1, а две призмы 11 прижимают эластичное прот женное изделие 19 к концентратору 2 ультразвуковых колебаний, образу угол охвата Чи первого излучател 16 ультразвуковых колебаний,такой. . же угол охвата 4 второго излучател 17 ультразвуковых колебаний и угол охвата V концентратора 2 ультразвуковых колебаний. 1With two-base measurements with the installation of a concentrator 2 of ultra- sound vibrations perpendicular to the elastic stretched product 19, the latter is fixed in the clamp 15, placed on the first radiator 16 of the ultrasonic vibrations and simultaneously on the second radiator 17 of the ultrasonic vibrations and loaded The load 18. For this, the electromagnet 8 is turned on, when turned on, the pusher 9 acts on the bracket 7, which along the guides 6 connected to the housing 1 moves relative to the housing 1 and retracts the two prisms 11 from the concentrate. 2, after which the test article 19, an elastic extended element, is inserted between the concentrator 2 and the clamping unit consisting of two prisms 11. Then the electromagnet 8 is turned off, the bracket 7 under the action of the adjustable elastic The element 10 moves again along the guides 6 to the housing 1, and the two prisms 11 press the elastic extended product 19 to the ultrasonic oscillation concentrator 2, forming the angle of coverage Chi of the first ultrasonic oscillator 16, such. . the same angle of coverage 4 of the second radiator 17 ultrasonic vibrations and the angle of coverage V of the hub 2 of ultrasonic vibrations. one

При работе устройства дл определени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвуковых колебаний в эластичных прот женных издели х первый излучатель 16 ультразвуковых колебаний и второй излучатель 17 ультразвуковых колебаний поочередно возбуждают в исследуемом эластичном прот женном изделии 19 ультразвуковые импульсы, распроётран ющиес вдоль него и воспринимаемые концентратором 2 ультразвуковых колебаний, устанавливаемым на двух фиксированных рассто ни х отDuring operation of the device for determining the propagation speed and attenuation coefficient of ultrasonic vibrations in elastic stretched products, the first emitter 16 of ultrasonic vibrations and the second emitter 17 of ultrasonic vibrations alternately excite ultrasound pulses propagating along it and perceived by the concentrator 2 ultrasonic vibrations in the studied elastic stretched product 19 oscillations set at two fixed distances x from

первого излучател 16 ультразвуковых колебаний С, и от второго из .лучател 17 ультразвуковых колеба- . . Этим обеспечиваетс получение усредненного результата измерений при пр мом и обратном прозвучивании исследуемого эластичного издели 19. of the first radiator, 16 ultrasonic vibrations C, and from the second of the emitter, 17 ultrasonic vibrations. . This ensures that the averaged measurement result is obtained during forward and reverse sounding of the elastic product 19 under investigation.

Ультразвуковые колебани от концентратора 2 ультразвуковых колебаний через пьезопреобразователь 4, зщищенный защитным кожухом 12 и изолированный от корпуса 1 демпфирующими прокладками 3, преобразуютс в электрические сигналы и по токопроводу 13 подаютс в измерительный блок 5. Пьезопреобразователь 4 вырабатывает электрический сигнал, пропорцион&льный амплитуде прошедшего через соответствующий участок и Е2 ультразвукового импульса.Ultrasonic oscillations from ultrasonic oscillator concentrator 2 through a piezoelectric transducer 4, protected by a protective casing 12 and isolated from the housing 1 by damping pads 3, are converted into electrical signals and through a conductor 13 are supplied to measuring unit 5. Piezoelectric transducer 4 produces an electrical signal proportional to the amplitude of the transmitted through the corresponding section and E2 ultrasound pulse.

По завершении испытаний включаетс Ъновь электромагнит 8, его толкатель 9, преодолева сопротивление регулируемого упругого элемента 10, отрегулированного на соответствующе усилие винтом 14, воздействует на .кронштейн 7 и освобождает дл сн ти эластичное прот женное изделие , 19 .At the end of the test, the electromagnet 8 is switched on again, its pusher 9, overcoming the resistance of the adjustable elastic element 10, adjusted for an appropriate force by the screw 14, acts on the bracket 7 and releases the elastic elongated product 19 for removal.

По логарифму отношени амплитуд напр жени электрических сигналов и времени прохождени ультразвуковых импульсов на длине -i в измерительном блоке 5 определ ютс коэффициент затухани и скорость распространени ультразвуковой волны в эластичном прот женном изделии 19.From the logarithm of the amplitude ratio of the voltage of the electrical signals and the transit time of ultrasonic pulses at length i in measuring unit 5, the attenuation coefficient and the propagation speed of the ultrasonic wave in the elastic extended product 19 are determined.

При исследовании эластичных прот женных изделий с большим коэффициентом затухани концентратор 2 и первый излучатель 16 ультразвуковых колебаний размещаютс параллельно исследуемому эластичному прот женному изделию 19 таким образом, чтобй концентратор 2 совершал колебани вдоль эластичного прот женного издели 19, возбужда в нем интенсивные волны раст жени -сжати , а не их составл ющие, как это имеет место при работе по схеме на фиг. 2. Схема такого размещени концентрато ,ра 2 и первого излучател 16 ультразвуковых колебаний приведена на фи г. 3.In the study of elastic extended products with a large attenuation coefficient, the concentrator 2 and the first emitter 16 of ultrasonic vibrations are placed parallel to the investigated elastic extended product 19 in such a way that the concentrator 2 oscillates along the elastic extended product 19, exciting intense compression waves in it rather than their components, as is the case when working according to the scheme in FIG. 2. The layout of such a placement of the concentrate, pa 2 and the first radiator of 16 ultrasonic vibrations is given in phi 3.

Таким образом, благодар применению узла прижима, состо щего из двух призм, по вилась возможность установки и поддержани посто нного заданного усили прижати образца к концентратору, посто нного, угла Обхвата концентратора исследуемым изделием , повышени производительности и точности определени скорое- ти распространени и коэффициентаThus, due to the use of a clamping unit consisting of two prisms, it became possible to install and maintain a constant predetermined force to press the sample against the concentrator, a constant angle of the concentrator around the concentrator with the product under investigation, increase in productivity and accuracy of determining the propagation speed and

затухани ультразвуковых колебаний в эластичных прот женных издели х, а благодар применению электромагнита с толкателем, воздействующегоdue to the use of a pushrod electromagnet,

на кронштейн, перемещающийс по направл ющим , произошло дальнейшее повышение производительности определени указанных параметров.on the bracket moving along the guides, there was a further increase in the performance of determining the specified parameters.

фиг. гFIG. g

Claims

DEVICE FOR DETERMINING THE SPEED OF SPREADING AND ATTENUATION FACTOR OF ULTRASONIC OSCILLATIONS - IN ELASTIC EXTENDED PRODUCTS, comprising a housing, rigidly damping gaskets and a piezoelectric transducer, which is electrically connected to the last measuring unit and is electrically connected to the last that, in order to increase the productivity and accuracy of determining the speed, it is equipped with guides connected to the chorpus, mounted on a housing with the ability to move along the guide bracket, an electromagnet rigidly fixed to the housing with a pusher kinematically interacting with the bracket and an adjustable elastic element pressing the bracket against the housing, and the $ d clamping unit is made in the form of two prisms rigidly mounted on the bracket, symmetrically located relative to the hub.

I__