SU1732177A1

SU1732177A1 - Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука

Info

Publication number: SU1732177A1
Application number: SU894766868A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Недбай
Original assignee: Ленинградский государственный университет
Priority date: 1989-12-13
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может быть использовано при неразрушающем контроле твердых сред с большим затуханием ультразвуковых колебаний. Целью изобретени Явл етс повышение точности измерений за счет измерени при контроле изменени линейных размеров издели . Способ заключаетс в измерении изменений с температурой времени прихода прошедшего акустическую чейку ультразвукового импульса и интервалов времени между эхо-импульсами из слоев иммерсионной жидкости, между которыми помещаетс контролируемый образец. Рассто ние между преобразовател ми и между одним из преобразователей и ближайшей поверхностью образца фиксируетс ограничивающими элементами, изготовленными из материала с малым температурным коэффициентом теплового расширени , 1 ил. §

Description

Изобретение относитс к акустическим измерени м и может быть использовано при неразрушающем контроле.

Известен способ определени температурного коэффициента скорости (ТКС) ультразвука в жидкости, заключающийс в определении при изменении температуры изменени времени прохождени ультразвукового сигнала через слой контролируемой жидкости, толщина которого фиксируетс с помощью элементов, изготавливаемых из материалов с малыми коэффициентами температурного расширени .

Известен способ определени ТКС , ультразвука в твердых средах путем определени изменени с температурой времени между эхо-импульсами из контролируемого издели и расчете ТКС ультразвука с учетом дополнительных дилатометрических измерений..

Известен способ определени ТКС ультразвука по величине времени прохода ультразвукового сигнала через два звукопровода и образец, помещенный между ними, и времен прохода через эту акустическую чейку эхо- импульсов из звукопроводов, которые

-1

со to

1 -1

изготавливаютс с различающейс кустической базой.

Недостатком известного способа вл етс наличие погрешности за чет вли ни на результаты измерений теплового расширени контролируемого издели .

Целью изобретени вл етс повышение точности при исследовании сильнопоглощающих материалов за счет учета изменени линейных размеров контролируемого издели при изменении температуры.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определени ТКС ультразвука, включающему возбуждение импульсов ультразвуковых колебаний а акустической чейке, содержащей излучающий и приемный преобразователи и образец толщиной 10, размещенный между двум сло -ми жидкости, прием прошедшего акусти- ческую чейку импульса и эхо-импульсов из слоев жидкости, измерение времени прихода этих импульсов, измере-- ние времени прохождени Ґ0 ультразвукового импульса через контролируемый образец, изменение температуры акустической чейки на величину ДТ и определение ТКС ультразвука, прием эхо-импульсов производ т при фиксированных рассто ни х L между преобразовател ми и между одним из преобразователей и ближайшей поверхностью образца, после нагрева акустической чейки измер ют изменение времени прихола Д прошедшего акустическую чейку импульса, измер ют изменение интервала времени дЈ между прошедшим импульсом и эхо-импульсом из сло жидкости толщиной 1 и изменение интервала времени йС. между прошедшим импульсом и эхо-импульсом из второго сло жидкости толщиной L-1-10, а ТКГ ультразвука определ ют по формуле

д / 1 . L-l-loN fl, ,

Р (2ё;+ ьт +

СОА

1

200

L-1-

)

tfn

UT

iuT

интервал времени между прошедшим акустическую чейку импульсом и эхо-импульсом из сло жидкости толщиной 1,

интервал времени между прошедшим акустическую чейку

-

10

15

20

25

7321774

импульсом и эхо-импульсом

IИЗ СЛОЯ ЖИДКОСТИ ТОЛЩИНОЙ

L-1-10.

На чертеже изображена схема уст- 5 ройства дл измерени ТКС ультразвука с нанесенной схемой распространени ультразвуковых импульсов в акустической чейке.

Акустическа чейка, помещенна в термостат 1, состоит из соосно расположенных излучающего 2 и приемного 3 преобразователей и образца А, помещенных в иммерсионную жидкость 5, котора одновременно вл етс и жидкостью дл термостата 1. Рассто ние L между преобразовател ми 2 и 3 с помощью конструкционных элементов 6 фиксируетс кольцом (или стержн ми) 7, изготовленным из материалов с малым коэффициентом температурного расширени , например из плавленого кварца , титаносиликатного стекла или соответствующих марок ситаллов. Из такого же материала изготавливают фиксирующее кольцо (или стержни) 8, задающее рассто ние 1 между преобразователем 3 и ближайшей поверхностью

9образца , На чертеже обозначены также зондирующий ультразвуковой импульс 10, ультразвуковой импульс 11 прошедший акустическую чейку напр мую ,прошедшие акустическую чейку эхо-импульсы 12 и 13 из сло жидкости толщиной 1 и второго сло соот35 ветственно.

Способ осуществл етс следующим образом.

С помощью излучающего ультразвукового преобразовател 2 в иммерси- 40 онную жидкость 5 излучаетс импульс

10ультразвуковых колебаний. Ультразвуковой- импульс, распростран сь через два сло иммерсионной жидкости и образец и частично отража сь от их

45 плоскопараллельных границ, образует при большом поглощении ультразвуковых колебаний в материале образца две серии эхо-импульсов из слоев жидкости, которые преобразуютс

50 приемным преобразователем 3 в электрические колебани и регистрируютс приемной радиоаппаратурой (не показана),

Предварительно, до нагрева образ55 ца, определ ют врем прохождени Ја ультразвукового импульса через образец по измеренным временам прихода на приемный преобразователь импул ь-- са, прошедшего напр мую акустическую

30

чейку, т, и эхо-импульсов из слоев жидкости Т и Т по формуле

V (Г1 - Тг- V/2.

Лл определени ТКС ультразвука по расчетной формуле необходимо также измерить интервалы времени между прошедшим акустическим импульсом 11 и первыми эхо-импульсами 12 и 13 из слоев жидкости $, и Ј соответственно , а после изменени температуры акустической чейки измерить изменени времени прихода импульса 11 дОп и изменени интервалов времени между эхо-импульсами из слоев жидкости й2, и дЈг.

Как относительные, так и абсолютные измерени интервалов времени могут быть осуществлены известными ультразвуковыми методами - пр мым отсч-етом времени по экрану осциллографа , интерференционным или методом наложени изображени .

Claims

Формула изобретени

jg |г

20

732177

через контролируемый образец, изменение температуры акустической чейки на величину ДТ и определение температурного коэффициента.отличающийс тем, что, с целью повышени точности, прием эхо-импульсов производ т при фиксированных рассто ни х L между преобразовател ми и между одним из преобразователей и ближайшей поверхностью образца, после нагрева акустической чейки измер ют изменение времени прихода А С), прошедшего акустическуй чейку импульса, измер ют изменение интервала времени Д« между прошедшим импульсом и эхо-импульсом из сло жидкости толщиной 1 и изменение интервала времени й между прошедшим импульсом и эхо-импульсом из второго сло жидкости толщиной L-l-le, а температурный коэффициент скорости ультразвука определ ют по формуле

Р

,1 L-1-Ьч А .

- Ч; AT

Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука включающий возбуждение импульсов ультразвуковых колебаний в акустической чейке, содержащей излучающий и приемный преобразователи и образец толщиной 1 , размещенный между двум сло ми жидкости, прием прошедшего акустическую чейку импуль- са и эхо-импульсов из слоев жидкости измерение времени прихолэ этих импульсов , измерение врем прохож-1 дени о ультразвукового импульса

0

5

йЈ„

/ 1 ч

+ (s; - ) Јт

где Ј4 - интервал времени между прошедшим акустическую чейку импульсом и эхо-импульсом из сло жидкости толщиной 1; Јг - интервал времени между

прошедшим акустическую чейку импульсом и эхо-импульсом из сло жидкости толщиной L.-1-1 о.

9 7

6