SU1742632A1 - Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике и может быть использовано при неразрушающем контроле твердых сред. Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет учета изменени  с температурой линейного размера контролируемого издели . Способ заключаетс  в измерении изменений с температурой временных интервалов между эхо-импульсами из двух слоев иммерсионной жидкости с образца с фиксированными рассто ни ми между двум  преобразовател ми и между одним из преобразователей и ближайшей поверхностью образца. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю.

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 малым коэффициентом 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 с твердых средах, заключающийс  в нахождении величины изменени  с температурой интервала времени между эхо-импульсами из образца, размещенного между двум  сло ми жидкости.

Однако дл  определени  известным способом ТКС ультразвука дополнительно требуютс  дилатометрические данные дл  материала контролируемого издели , а при отсутствии последних известный способ имеет за счет этого погрешность.

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет учета изменени 

рч ь,

го

нейных размеров контролируемого издели  при изменении температуры.

Дл  измерени  ТКС ультразвука используетс  помещаема  в термостат акустическа   чейка, содержаща  излучающий и приемный преобразователи и размещенный между двум  сло ми жидкости контролируемый образец толщиной 0. Причем дл  разрешени  во времени прошедших акустическую  чейку первых эхо-импульсов из образца и слоев иммерсионной жидкости рассто ние между преобразовател ми L и рассто ние I между одним из преобразователей и ближайшей поверхностью контролируемого образца выбирают удовлетвор ющие условию L:i:i0 З(3сж+Со):4сж:3с0; где сж - скорость ультразвука в иммерсионной жидкости, Со - скорость ультразвука в материале контролируемое образца, Рассто ни  L и I в акустической  чейке фиксируютс  с помощью элемен гов, изготавливаемых из материалов с малым коэффициентом температурного расширени . Определение ТКС ультразвука производитс  по измеренным величинам изменени  (после изменени  температуры акустической  чейки) интервалов времени между эхо-импульсами из контролируемого издели  А Го, эхо-импульсами из слоев жидкости ATI, A T2 и расчете ТКС ультразвука по формуле

L-l-lo /Ari

lo

Т1

Дг2

А г0

TO I Ат

где r0,Ti и Г2 - интервалы времени между эхо-импульсами из образца, сло  жидкости толщиной I и соответственно.

На чертеже изображено устройство дл  измерени  ТКС ультразвука со схемой, ил люстрирующей распространение ультразвуковых импульсов в акустической  чейке.

Акустическа   чейка, помещенна  в термостат 1, состоит из соосно расположенных излучающего 2 и приемного 3 преобразователей и образца 4 толщиной 0, 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, изготовленными из материалов с малым коэффициентом температурного расширени , например из плавленного кварца, титано-силикатного стекла или соответствующих марок ситаллов. Из такого же материала изготавливают фиксирующие кольцо (или стержни) 8, задающие рассто ние между преобразователем 3 и

ближайшей поверхностью 9 образца 4, Схема содержит зондирующий ультразвуковой импульс 10, импульс 11, прошедший напр мую акустическую  чейку, прошедшие акустическую  чейку эхо-импульсы 12 из образца 4 слой 13 жидкости толщиной I и второй слой 14 жидкости.

Способ определени  ТКС ультразвука осуществл етс  следующим образом.

С помощью излучающего ультразвукового преобразовател  2 в иммерсионной жидкости 5 возбуждают импульс 10 ультразвуковых колебаний. Ультразвуковой импульс , распростран  сь через образец и два

сло  иммерсионной жидкости и частично отража сь от их плоскопараллельных границ, образует три серии эхо-импульсов, которые преобразовываютс  приемным преобразователем 3 в электрические сигналы и регистрируютс  приемной радиоаппаратурой (не показана)

Дл  определени  ТКС ультразвука по расчетной формуле необходимо измерить интервалы времени между прошедшим акустическую  чейку импульсом 11 и первыми эхо-импульсами 12 из образца 4, слои 13 и 1ц жи.схости-импульсы г0, т и Т2 соотве ст- взмно, а после изменени  температуры акустической  чейки измерить изменени  этих

интервалов Ar0, ATI, А та

Измерени  этих величин могут быть осуществлены известными ультразвуковыми методами - пр мым отсчетом по экрану осциллографа , интерференционными или методом наложени  изображени 

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  температурного коэффициента скорости ультразвука, заключающийс  в том, что возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний в акустической  чейке, содержащей излучающий и приемный преобразователи и размещенный между двум  сло ми жидкости контролируемый образец толщиной 0, принимают прошедшие  чейку эхо-импупьсы из образца и слоев жидкости измер ют интервал времени Т0 между эхо-импульсами из образца, измен ют температуру акустической  чейки на величину А Т, измер ют изменение интервапа А т0 между схо-импульсами из образца, с учетом которого рассчитывают температурный коэффициент СКОРОСТИ ультразвука, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

   точности, прием эхо-импульсов производ т при фиксировэ-ных рассто нии L между преобразовател м и рассгс и /, I между из преобразователей и ближайшей Р йрр/чостью образца, дг)молн;л;ег ьно измер ют интервалы времени и Т2 между эхо-импульсами из слоев жидкости между поверхност ми образца и противолежащими поверхност ми преобразователей, после изменени  температуры акустической  чейки дополнительно измер ют изменение интервалов времени An и АГ2 между эхо-импульсами из упом нутых слоев жидкости , а температурный коэффициент В скорости ультразвука определ ют по формуле

   о fL-l-lp /An Ar2 Дгр 1 I ° V Т1 Т2 J TQ I ST

   L, I и 10 выбирают из услови :

   3 (Зсж + с0):4с:3с0, где Сж скорость ультразвука в иммерсионной жидкости;

   Со - скорость ультразвука в образце.

   ч