SU1158928A1

SU1158928A1 - Device for measuring poisson's ratio of material

Info

Publication number: SU1158928A1
Application number: SU843706362A
Authority: SU
Inventors: Юрий Игоревич Мустафин; Валентин Адольфович Селезень; Елена Александровна Диденко; Закир Закирович Муслимов
Original assignee: Днепропетровский инженерно-строительный институт
Priority date: 1984-02-27
Filing date: 1984-02-27
Publication date: 1985-05-30

Abstract

.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА МАТЕРИАЛА, содержащее генератор, аттенюатор и пьеэопреобразователь в виде электроизолированных пьезопластин, на противоположных гран х каждой из которых размещена пара электродов, подключенных к генератору через аттенюатор , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , пьезопластины размещены одна под другой, а нижн снабжена дополнительной парой равных по площади электродов, подключенных во взаимно противоположной пол рности.Apparatus POISSON RATIO FOR MEASURING MATERIAL comprising a generator, an attenuator and in the form of electrically peeopreobrazovatel piezoceramic plates on opposite faces of each of which is located a pair of electrodes connected to the generator through the attenuator, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, piezoceramic plates placed one under the other one, and the bottom one is equipped with an additional pair of electrodes equal in area and connected in mutually opposite polarity.

Description

1СП1SP

оо юoo yu

0000

97:/г.; Изобретение относитс к промьшленности строительных материалов и может быть использовано дл контрол твердени бетона, например, дл выбора оптимального режима форм ваний изделий. Известно устройство дл измерени коэффициента Пуассона, содержащее генератор и ультразвуковой искатель выполненный в виде системы электрически изолированных пьезопластин, электроды которых подключены к гене ратору синусоидальных сигналов, сдвинутых по фазе К/2 . Недостаток данного устройства со тоит в сложности измерени , обуслов ленной необходимостью подачи сигналов , сдвинутых по фазе на /Г/2. При преобразовании изгибных или попереч ных колебаний, совешаемых излучателен , в поверхностные колебани /в из лучаемом сигнале по вл етс продоль на составл юща , что также затрудн ет проведение измерений. Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл измерени коэффициента Пуассона материала, содержащее генератор, аттенюатор и пьезопреобразователь в виде элект . роизолированных пьезопластин, на пр тивоположных гран х.каждой из которых размещена пара электродов, подключенных к генератору через аттенюатор 2} . Однако это устройство характеризуетс низкой точностью измерени , обусловленной наличием продольной составл ющей в выходном сигнале и малой мощностью акустического сигна ла, передаваемого через волновод в исследуемую среду, что затрудн ет . получение необходимой информации. .Кроме того, при контроле слабострук турированных сред паразитна продол на составл юща суммарного сигнала намного превышает по амплитуде полезный сигнал. Цель изобретени - повьппение точ ности измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл .измерени коэффициента Пуассона материала, содермсащем генератор, аттенюатор и пьезопреобразователь в виде электро изолированных пьезоплас-гин, на противоположшлх гран х каждой из котор размещена пара электродов, подключе ных к генератору через аттенюатор. пьезопластины |;р змещены одна под другой , а нижн снабжена дополнительной парой равных по площади электродов , подключенных во взаимно противоположной пол рности. На фиГ. 1 изображена схема устройства дл измерени коэффициента Пуас-. сона бетона; на фиг. 2 - зависимость коэффициента Пуассона от относительного времени твердени бетона. Устройство содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, выход кот торого соединен с электродами пьезопластины 2, расположенной на поверхности бетонной смеси 3, причем электроды пьезопластины 2 подключены к выходу генератора 1 во взаимно противоположной пол рности, а электроды пьезопластины 4 подключены к выходу генератора 1 через аттенюатор 5. Устройство работает следующим образом.. При проведении измерений электрический сигнал с выхода генератора 1 поступает на электроды пьезопластин. 2 и 4. Электроды пьезоп-ластины 2 подключены к выходу генератор 1 1 во взаимно противоположной пол рности. Две пары электродов пьезопластины 2 изготовлены равными по площади, чтобы обеспечить равенство энергий деформаций сжати и раст жени . Под действием электрического сигнала одна половина пластины 2 испытывает деформацрпо сжати (раст жени ), а друга половина пластины 2 - деформацию раст жени (сжати ). Деформации противоположных знаков передаютс в материал (бетонную смесь) 3, где в результате их взаимодействи во-чникает поперечна (сдвигова ) деформаци . Продольные колебани пьезопластины 4, пройд через пл.астину 2, достигают поверхности бетонной смеси 3 с задержкой, обусловленной временем прохождени через пластину 2. Задержка равна t/4 длины волны или )Г/2. В результате взаимодействи продольной и поперечной деформации, сдвинутых относительно друг друга; по фазе на |Г/2, на поверхности бетонной смеси 3 возникают поверхностиые колебани . Оптимальное отношение продольной и поперечной деформации, необходимое дл возбуждени поверхностных колебаний, устанавливаетс с помощью аттенюатора 5. Величина отношени продольной и поперечной деформации, при которой воз397: / g .; The invention relates to the industrial construction materials and can be used to control the hardening of concrete, for example, to select the optimum mode of formation of articles. A device for measuring the Poisson's ratio is known, which contains a generator and an ultrasound finder made in the form of a system of electrically isolated piezoplates whose electrodes are connected to a generator of sinusoidal signals shifted in phase K / 2. The disadvantage of this device is that it is difficult to measure due to the need to supply signals that are out of phase by / G / 2. When converting the bending or transverse oscillations, which are radiative, to surface oscillations (in the emitted signal, the component appears longitudinal to the component, which also makes measurement difficult. Closest to the invention is a device for measuring the Poisson's ratio of a material, comprising a generator, attenuator, and an electronic piezo transducer. insulated piezoplates, on opposite sides of each of which there is a pair of electrodes connected to the generator via an attenuator 2}. However, this device is characterized by low measurement accuracy due to the presence of a longitudinal component in the output signal and a low acoustic signal transmitted through the waveguide to the medium under study, which makes it difficult. obtaining the necessary information. In addition, in the control of weakly structured media, the parasitic continuation component of the total signal is much larger in amplitude than the useful signal. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that in a device for measuring the Poisson's ratio of material containing a generator, attenuator and piezotransducer in the form of electrically isolated piezoplas-gins, on the opposite faces of each of which is placed a pair of electrodes connected to the generator via an attenuator. piezoplates |; r are placed one below the other, and the bottom is provided with an additional pair of electrodes of equal area, connected in mutually opposite polarity. On fig. 1 shows a diagram of a device for measuring the Poise-Ratio. concrete sona; in fig. 2 - dependence of Poisson's ratio on the relative time of hardening of concrete. The device contains a generator of sinusoidal oscillations, the output of which is connected to the electrodes of the piezoplate 2 located on the surface of the concrete mix 3, the electrodes of the piezoplate 2 being connected to the output of the generator 1 in mutually opposite polarity, and the electrodes of the piezoplate 4 are connected to the output of the generator 1 through an attenuator 5 The device operates as follows. When measurements are taken, the electrical signal from the output of the generator 1 is supplied to the electrodes of piezoplates. 2 and 4. The electrodes of the piezoelectric plates 2 are connected to the output of a generator 1 1 in mutually opposite polarity. Two pairs of electrodes of piezoplates 2 are made equal in area to ensure equality of the strain and compression deformation energies. Under the action of an electrical signal, one half of the plate 2 undergoes deformation (compression), and the other half of the plate 2 - deformation (compression). Deformations of opposite signs are transmitted to the material (concrete mix) 3, where, as a result of their interaction, transverse (shear) deformation occurs. The longitudinal oscillations of the piezoplates 4, having passed through the plate 3, reach the surface of the concrete mix 3 with a delay due to the time of passage through the plate 2. The delay is equal to t / 4 wavelength or) G / 2. As a result of the interaction of longitudinal and transverse deformation, shifted relative to each other; out of phase on | Г / 2, surface vibrations occur on the surface of the concrete mixture 3. The optimum ratio of longitudinal and transverse deformation, necessary for the excitation of surface oscillations, is established using attenuator 5. The value of the ratio of longitudinal and transverse deformation, at which the

буждаютс поверхностные колебани , однозначно св зана со значением коэффициента Пуассона бетонной смеси, что позвол ет определ ть коэффициент Пуассона по отношению электрических сигналов, генерирующих соответствую-: щие деформации, т.е. по предварительно отградуированному аттенюатору 5.surface fluctuations are unambiguously related to the value of the Poisson's ratio of the concrete mix, which allows determining the Poisson's ratio with respect to the electrical signals that generate the corresponding deformations, i.e. on a pre-calibrated attenuator 5.

Значение коэффициента Пуассона определ етс по величгЛе ослаблени сигнала аттенюатором 5 при возникновении на поверхности материала поверхностной (рэлеевской) волны.The value of the Poisson's ratio is determined by the magnitude of the attenuation of the signal by an attenuator 5 when a surface (Rayleigh) wave appears on the material surface.

Формирование Поверхностной волны непосредственно в исследуемой бетонной смеси позвол ет исключить возникновение продольной составл ющей в из9284The formation of a surface wave directly in the concrete mixture under study allows us to exclude the occurrence of a longitudinal component in 9284

лучаемом сигнале, котора возникает при передаче.сигнала через границу . раздела сред.the transmitted signal that occurs during the transmission of the signal across the border. partition nur.

Предлагаемое устройство позвол етThe proposed device allows

по изменению коэффициента Пуассона контролировать кинетику твердени бетона в услови х заводского изготовлени изделий.by changing the Poisson's ratio to control the kinetics of concrete hardening under the conditions of factory-made products.

Точка А (фиг. 2) соответствуетPoint A (Fig. 2) corresponds to

завершению в основном формированииcompletion mainly shaping

пространственного каркаса коагул ц онной структуры. Контроль твердени бетона непосредственно на технологической линии дает возможность оперативно определ ть оптимальное врем приложени активационного воздействи , например повторного вибрировани .spatial framework of the coagulative structure. Monitoring the hardening of the concrete directly on the process line allows you to quickly determine the optimal time of application of the activation effect, such as re-vibrating.

«,S", S

OftOft

ww

Claims

DEVICE FOR MEASURING POISSON MATERIAL COEFFICIENT, containing a generator, attenuator and piezoelectric transducer in the form of electrically insulated piezoelectric plates', on the opposite faces of each of which there is a pair of electrodes connected to the generator through an attenuator, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, the piezoelectric placed one below the other, and the bottom is equipped with an additional pair of equal in area electrodes connected in mutually opposite polarity.

1 operator

SU „., 1158928