SU1191815A1 - Импульсно-интерференционный способ определени скорости ультразвука - Google Patents

Abstract

1-МПУЛЬСНО-ИИТЕРФЕРЕ ЩИОН-. libUi СПОСОБ ИЗМЕРЕНШ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА5 заключающийс  в том, что возбуждают в акустической  чейке с образцом имнульс ультразвуковых колебаний, принимают прошедший  чейку с образцом и -шульс ультразвука- , вых колебаний, измер ют частоты компенсации между интерферирующими прошедшими импульсом ультразвуковых колебаний и опорным импульсом , определ ют число частот компенсации между измеренными частотами компенсации, которое используют при определении скорости ультразвука, о т л и чающийс  тем, что, с целью повьппени  точности измереnmi , дополнительно пропускают импульс ультразвуковых колебап1ш. через акустическую  чейку без образизмер ют частоты , .1 и ца, п L I :f,4-N n -Nt-i компенсации, удовлетвор ющи-е услови м . 1 и (Л а скорость ультразвука, определ ют по формуле с Ч.к-fJ с f - f Ai. K-Nf -f n+H+l n+N Где С - скорость ультразвука в разце; - длина образца; 00 N U К - число частот компенсации между соответственно fj nr п+.Ы-,, Ki 4-(-k- ai

Description

Изобретение относитс  к измерительной техншсе и может быть исполь зовано дл  неразрушающего контрол  качества материалов по скорости распространени  ультразвука в химической , металлургической и других отрасл х промьшшенности. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений. На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ опр . делени  скорости ультразвука. Устройство, реализующее способ определени  скорости ультразвука, содержит генератор 1 высокочастотны колебаний, выход которого соединен с входом модул тора 2, другой вход которого соединен с генератором 3 импульсов. Выход модул тора 2 соединен с входом акустической  чейки 4, выход которой соединен с усилителем 5 с регулируемым коэффициентом усилени . Усилитель 5 подсоединен к одному из входов осциллографа б, другой вход которого сое динен с частотомером 7, соединенньм в свою очередь с выходом генер тора 1 высокочастотных колебаний. Акустическа   чейка состоит из излу чающего преобразовател  8, двух акустически соединенных волноводов 9 с образцом 10 или оба образца меж ду ними и приемного преобразозате-л  11 . Предлагаемый способ реализуетс  следующим образом. С генератора 1 высокочастотных колебаний непрерьшный cинyco здaльный сигнал поступает на модул тор 2 который модулируетс  видеоимпульсом с генератора 3 импульсов. Радиоимпу сы с модул тора 2 поступают в акустическую  чейку 4, принимаютс  усилителем 5 с регулируемым козффициен том усилени  и поступают на один из входов дифференциального усилител  осциллографа б, где интерферируют с опорным сигналом, поступаюш.им с высокочастотного генератора 1, частота которого измер етс  частотомером Поступивший в акустическую  чейку 4 радио1-1мпульс преобразовьшаетс  излучающим преобразователем 8 в уль разв псовой радиоимпульс, который проходит через два акустически соединенных волновода 9 с образцом 10 или без образца между ними и преобразовьшаетс  приемным преобразователем 11 обратно в электрический сигнал . Таким образом, прошедший через акустическую  чейку радиоимпульс интерферирует в электрических цеп х усилител  осциллографа 6 с когерентным ему опорным сигналом. Противо фазность этих сигналов (с учетом дифференциальности входов усилител  - совпадение фаз ) определ етс  по получению нулевой линии на экране осциллографа 6 при изменении частоты и коэффициента усилени  усилител  5. Дл  определени  абсолютных значений скорости ультразвука наход т несколько частот компенсации (нулевых линий j с образцом и без образца в акустической  чейке, которые должны удовлетвор ть уравнени м: ,Ф({,К-1/2, , t - врем  прохождени  ультразвуковых колебаний через образец; Г - врем  прохождени  ультразвука через оба волновода; IC-t)- сумма фазовых сдвигов, обусловленных преобразованием электрических колебаний в ультразвуковой и обратно в электрические, вли нием склейки между преобразовател ми и волноводами, pe3OHatiCHbiMH свойствами электрических цепей. На каждом из двух предельно отсто щих один от другого участков диапазона частот, определ емого широкополосностью используемых пъезопреобразователей, производ т измерени  по две частоты компенсации без образца и одной частоты с образцом в акустической  чейке: соГ и , ; ответственно h , при условии, ЧТО .. )c гч-Mfi Кроме того, путем подсчета определ ют Ми К - число частот компенсации между соответственно и .,.u) К измеренных частот компенсации соотношени  (1) и (2) и предполага , что на вс ком небольшом участке частот пор дка функци  Ф(-4;) зависит от частоты линейно . , где а, b посто нные (различные на разных участках), можно получить четное выражение дл  определени  скорости распространени  ультразвуковых колебаний k) с р f М У N-1 7| п+ми (+1 Г где С - скорость ультразвука в образце; в - длина образца. Дл  конкретной установки четыре частоты компенсации при измерени х 119 5 0 t5 20 15 4 без образца „,.„;:,, и п;,;, а также число частот компенсации N  вл ютс  ее посто нными, которые лишь периодически необходимо контролировать . Дл  расчета скорости в образцах достаточно измер ть по две частоты f и и найти К. Таким образом, повышение точности измерени  в предлагаемом способе обусловлено относительным изменением величины фазовых сдвигов ультразвуковой волны с частотой, а не их абсолютной величиной, как в известных способах измерени  скорости. По этой же прнчине увеличение толщины акустической склейки не приводит к значительной потере точности , т.е. предлагаемый способ менее критичен к качеству акустического контакта, к качеству поверхности контролируемых изделий.

Claims (1)

1. ИМПУЛЬСНО-ИНТЕРФЕРЕНЦИОН-

   НЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА, заключающийся в том, что возбуждают в акустической ячейке с образцом импульс ультразвуковых колебаний, принимают прошедший ячейку с образцом импульс ультразвуко- , вых колебаний, измеряют частоты компенсации между интерферирующими прошедшими импульсом ультразвуковых колебаний и опорным импульсом, определяют число частот компенсации между измеренными частотами компенсации, которое используют при определении скорости ультразвука, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности измерений , дополнительно пропускают импульс ультразвуковых колебаний, через акустическую ячейку без образца, измеряют частотыf , и , компенсации, удовлетворяющие условиям.

   а скорость ультразвука определяют по формуле г-. Ч^£к+к^к)

   Г -----г—т ' ^£П+Н+1'^£П+Ы где С - скорость ультразвука в образце;

   ? - длина образца;

   N и К - число частот компенсации между соответственно {^_г ^кч-к··

   SU ,1191815