SU282724A1 - Акустическое устройство для измерения механических характеристик материалов - Google Patents

Description

Изобретеиие относитс  к акустическим устройствам дл  измерени  механических .характернстик материалов, в особенности полимерных материалов, в .химической, нефтехимической , машиностроительной, приборостроительной ,и других отра-сл х промышлееностн.

Известные акустические устройства аналогичного назначени , содержащие датчик с возбуждающим и измерительным преобразовател ми и стержнем, соедин ющим воз-буждающий :преобразователь с образцом и укрепленным на упругих мембранах, св занных с корпусом, генератор и индикатор колебаний, соответственно подключенные к 1возбуждающему и измерительному преобразовател м, обладают невысокой точностью, непосто нством напр жений, прикладываемых к образцу , в щироко.м диапазоне частот и высокими взаимными помехами и потер ми энергии в нреобразов ател х.

Предлагаемое устройство не имеет этих недостатков И отличаетс  от известных тем, что в нем измерительный преобразователь расположен в плоскости образца нернендикул рно нанра.вленню продольных колебаний стержн , снабженного инерционными массами, установленными с возможностью перемещени  между мембранами, причем рассто ние от центра масс до нлоскости расположени  образца .и измерительного преобразовател  меньще четверти длины волны в стержне.

На фиг. 1 иредставлена схем.а предлагаемого акустического устройства; на фиг. 2-схема возбуждающего преобразовател  датчика.. Устройство Содержит датчик 1 установки,

состо щий из испытуемого образца 2, возбуждающего 3 и измерительного 4 преобразователей . Датчик помещен в термокриокамеру 5, котора  соединена с ирограммным регул тором 6 температуры, системой 7 ва.куумировани  и измерителем 8 температуры. Преобразователи 3 и 4 датчика / через схему 9 иереключени  режимов соедин ютс  с одной из измерительных схем: измерителем Ю частотных характеристик, схемой // срыва

колебаний, схемой 12 автогенератора. Двухкоординатный потенциометр 13 записывает частотные характеристики образца 2, а быстродействующий самописец 14 - затухающие колебани . Автоматический нотенцнометр 15

производит запись характеристических частот образца. Частотомер 16 измер ет текущне значени  частоты колебаний образца.

Схема возбуждающего iHpeo6pa30BaTevTH 3 датчика / состоит из корпуса 17; магнитопровода 18; иодвижной катущки 19, размещенной в зазоре магнитонровода 18; упругих центрирующих мембран 20, поддерживающих стерл ень 21, передающий колебани  образцу 2, зажатому в узле 22 креплени ; ннерционны.х.

конца образца находитс  измерительный преобразователь 4 магнитомодул ционного или емкостного тина, регистрирующий колебани .

Образец в форме нластины из испытуемого материала и измерительный преобразователь 4 расположены под пр мым углом к стержню 21, что снижает до минимума взаимные ломехи и демпфирование преобразователей 3 и 4.

Переменный ток от генератора колебаний одной из измерительных схем 10 или 12, протекающий по обмотке катущки 19, .взаимодействует с цолем магнитопровода 18. В результате этого взаимодействи  катущка 19 колеблетс  около положени  равновеси  в магнитном зазоре магнитопрогвода 18 параллельно его центральной оси. Колебанл  передаютс  стержню 21 и через него узлу 22 креплени  образца. Инерционные массы 23 располагаютс  на стержне 21 таким образом, чтобы подавить или -вывести из рабочей области 20- 5000 гц возможные резонансы, вызванные определенной упругостью подвеса, и резонансы возможных изгибных ИЛИ продольных колебаний стержн  21. Дл  этого рассто ние от центра .масс до образца выбираетс  меньшим четверти длины волны в стержне 21. Система подведени  энергии колебаний к образцу имеет амплитудно-частотную характеристику без резонансов в рабочем диапазоне частот и обеспечивает в этом диапазоне незначительную зависимость от частоты воздействующих иа образец напр жений.

Измерение параметров изгибных колебаний образца 2 возможно в трех основных режимах работы.

При подаче электрического сигнала на преобразователь 3 датчика 1 от измерител  10 на двухкоординатном потенциометре 13 получают запись амплитудно-ча стотной характеристики образца с расположенными на ней резонансными пиками, соответствующими первому, второму, третьему .и т. д. тону изгиб«ых .колебаний образца. По этой характеристике графически определ ют резонансные частоты и добротность образца и рассчитывают скорость звука в испытуемом материале, его

модуль Юнга и по щирине резонансных кривых (коэффициент механических потерь.

Датчик / с возбуждающим 5 .и измерительным 4 преобразовател ми в одном из режимов может быть включен .в цепь обратной св зи схемы 12 автогенератора, котора  генерирует колебани  с частотой первого тона изгибных .колебаний образ.ца. Эта частота регистрируетс  автоматически потенциометром 15,

который при использовании программного регул тора 6 температуры дает сразу запись температурной зависимости скорости звука или модул  Юнга.

Срыва  .колебани  схемы 12 автогенератора с помощью схемы 11 срыва колебаний, по кривой затухающих колебаний, записываемой на быстродействующем самописце 14, рассчитывают коэффициент механических .потерь материала.

Предмет .изобретени 

Акустическое устройство дл  измерени  механичеоких хара.ктеристик материалов, содержащее датчик с возбуждающим и измерительным преобразовател ми и стержнем, соедин ющим возбуждающий преобразователь с образцом и укрепленным на упругих мембранах , св занных с кор.пусом, генератор и индикатор колебаний, соответственно подключенные к возбуждающему и измерительному преобразовател м, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности, обеспечени  посто нства напр жений, прикладываемых к образцу, в щиро.ком диапазоне частот и уменьщени  взаим.ных помех и потерь энергии в .преобразовател х, ,в нем измерительный преобразователь расположен в плоскости образца перпендикул рно направлению продольных колебаний стержн , снабженного инерционными массами, установленными с возможностью перемещени  между мембранами , причем рассто ние от центра .масс до

плоскости расположени  образца и измерительного преобразовател  меньше четверти длины волны в стержне.

E7

го 23 20 19 8