SU735989A1 - Устройство дл ультразвукового контрол материалов - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО Изобретение относитс  к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано дл  ультразвуковото контрол , изучени  текстуррых характеристик материалов, упругих свойств и напр женного состо ни  сильнопоглощающих анизотропных сред на основе измерени  скоростей продольных и поперечных ультразвуксжых волн. Известны устройства дл  измерени  скорости ультразвука в средах, основан ные на наложении ультразвуковых импул сов на экране осциллографа, прошедших через Два звукопровода с размещенным между ними образцом и через идентичный дополнительный звукопровод, длина которого равна длине основных звуко- проводов В этом устройстве возбуждение колебаний производитс  генератором видеоимпульсов, что не позвол ет определ ть характеристики материалов в широком диапазоне частот, а также не позвол ет определ ть коэффициент затухани . КСИТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ Наиболее близким по техническсй сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  устройство дл  ультразвукового контрол , содержащее . электроакустически последовательно сое-, динешхые задающий генератор синусои- дальньк колебаний регулируемой частоты , делитель частоты, зондирующий генератор, излучающий преобразователь, два идентичных звукопровода, между которыми размещён исследуемый образец, приемный преобразователь и усилитель выход которого подключен к одному из входов двухлучевого осциллографа, а также коммутирующий переключатель, входы которого подключены соответственно к выходу делител  частоты и к выходу задающего генератора, а выход - к входу синхрсжизадии осциллографа, а прнемо-излучающий преобразователь , генератор линейно-измен ющегос  напр жени , вход которого подключен к выходу задающего генератора через пороговый фсч мирователь, причем мо/дг торы трубки осциллографа подключены блоку подсветки, управл емого импульсами делител  частоты 2/.

Недостатком известного устройства вл етс  мала  точность измерений при измерени х сильнсйпоглощающих материалов , так как в этом случае не удаетс  получить четкие эхо-импульсы, отраженbiDe от торцов образца..

Цель изобретени  - повьпдоние точности измерений при контроле сильнопоглощающих материалов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство, содержащее электроакустичеЪки последовательно соединенные задающий генератор синусоидальных колебаний регулируемой частоты, делитель частоты, зондирующий генератср, излучающий преобразователь, дваидентичньгх звукопровода, ыежду которыми размещен исследуемый образец, приемный преобразователь и усилитель, выход которого подключен к одному из входов двухлучевого осциллографа, а также коммути-, рующий переключатель, входы коТорого пошслючены соответств энно к выходу делител  частоты и к выходу задающего генератора, снабжено электроакубтически последовательно Соединенной цепью, состо щей из двух дополнительных звукопроводов , идентичных основным звукопроводом , дополнительных приемного и излучающего преобразователей, дополнительного усилител  и аттейюатора, при этом вход дополнительного излучающего преобразовател  подключен к выходу зондирующего Генератора, а выход ттенюатора соединен со вторым входом двухлу- чевого осциллографам

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1 синусоидельных колебаний, выход которого соединен с электронносчетным частотомером 2, с входом делител  частоты 3 и одним из кЪнтактов переключател 4 . Делитель частоты 3предназначен дл  делени  частоты задающего генератора 1 с коэффициентом делени  1:10 . где г 1,2, 3, ...

Выход делител  частоты 3 соединен с йходом зондирующего генератора 5 и с одним из контактов переключател  4. Последний предназначен дл  синхронизации работы двухлучевого осциллографа 6 или и myльcaми с, выхода пелител  частоты .3 и. ипир жением с выхода Задающего генератора 1. Зоидп)ую1ций

генератор 5 предназначен дл  возбуждени  излучающих пьезопреобразовате- лей 7 и 8. Преобразователь 8 и приемный пьезопреобразователь 9 смонтированы по обеим сторонам двух идентичных звукоп{)оводов 10 и 11, между которыми размещен исследуемый образец 12. В Дальнейшем звукопроводы 10 и 11 называют измерительными. Преобразователь 7 и приемный пьезопреобразователь 13 смонтированы по обеим сторонам двух звукопроводов 14 и 15 идентичньк звукопроводам 10 и

11,Звукопроводы 14 и 15 соединены последовательно, т. е. их другие торцы (на которых не установлены пьезопреобразователи ) соединены между собой. В . дальнейщем звукопроводы 14 и 15 назьшают эталонными. Приег./}ный пьезо-. преобразователь 9 измерительньк звукопроводов соединен .с входом приемного усилител  16, служащего дл  усилени ультразвуковых иг пульсов пр мсго прохождени через звукопровод 10, образец 12 и звукопр,оврд 11. Выход усилител  16 подключен Кодному из входов вертикального отключени  (например, к первому ) осциллографа 6. Приемный преобразователь эталонньрс пьезозвукопроводов 13 присоединен к входу приемного усилител  17, предназначенного дл  усилени  ультразвуковых импульсов пр мого прохождений через звукопроводы 14 и 15. Выход усилител  17 через аттенюатор 18 соединен со вторым входом вертикального отклонени  осциллографа 6. Аттенюатор 18 служит дл  измерени  поглощени  ультразвука в исследуемом образце.

Устройство работает следующим .образом .

Задающий генератор 1 вьфабатьтает непрерьюнью синусоидальные колебани  .регулируемой частоты. Выходное напр жение генератора 1 поступает на делитель частоты 3, коэффициент делени  которого, выбираетс  с учетом поглощени  ультразвук.двых колебаний в образце

12.Вь1хоцные импульсы усилител  3 запукают зондирующий генератор 5 и синхронизируют развертку осциллогр фа 6 при предварительной настройке работы устройства . Электрические импульсы генератора

Claims (2)

1. 5 возбуждают излучающие пьезопреобраг- зователи 7 и 8, котфые преобразуют их в ультразвуковые импульсы, рпсггростран ющиес  соответствеино по зрукопрс)водам 14 и 15 и звукоггроиолу 1О, об|разцу 12 н звукопроводу 11. Ультразвуковые HNmynbCbt пр мого прохождени  через звукопровод 10, образец 12 и зву копровод 11 регистрируютс  приемным пьезопреобразоватолем 9, усиливаютс  приемным усилителем 16 и подаютс  на один из входов вертикального Ътклоне- ни  двухлучевого осциллографа 6. Ультразвуковые импульсы пр мого прохождени  через звукопроводы 14 и 15 регистрируютс  приемным пьезопреобразователем 13, усиливаютс  приемным усилителем 17 и через аттенюатор 18 подаютс  на другой вход вертикального отклонени  двухлучевого осциллографа 6, Таким образом , при синхронизации осциллографа 6 импульсами делител  частоты 3 (переклю чатель 4 на чертеже установлен в нижнее положение) наблюдаютс  два ультразвуковых импульса, один из которых соответ- ствует импульсу пр мого прохождени  через эталонные звукопроводы 14 и 15, а другой - импульсу пр мого прохождени  через звукопроБод 10, образец 12 и звукопровод 11. Эти импульсы сдвинуты относительно друг друга на врем , равное В|эемени распространени  ультразвукового сигнала через исследуемый образец . Данна  сери  ик5пульсов наблюдает- с  при- предварительной настройке работы устройства. Импульсы многократного .отражени  в иомерительных и эталонных звукопроводах и образце не учитываютс , так как их амплитуда намного меньше амплитуды импульсов пр мого прохождени Дл  измерени  скорости и поглощени  ул1 тразвука в исследуемом образце испол зуют оптическое наложение импульсов на экране осциллографа. Это осуществл етс  прн синхронизации осциллографа 6 напр жением задающего генератора 1 (переключатель 4 на фиг. 1 установлен в верхт нее положение). В этом случае ультразву ковые импульсы наблюдаютс  на. пр мом хоцу развертки. Измен   частоту задающего генератора 1, можно точно совместить эти импульсы. Тогда обратна  величина самой низкой частоты, при которой осуществл етс  точное наложение импульсов , будет равна интервалу времени межцу этими импульсами. Частота задающего генератора с высокой точностью измер ет с  электронное четным частотомером 2, Измерение поглощени  ультразвуковых ксхпёбаний в исследуемом материале осушествл етс  аттенюатором 18. При точном наложении импульсов их амплитуды сравниваютс  на экране осциллографа. П|эедложенное устройство испытано в лабораторных услови х и результаты экспериментальной проверки на образе андезито-базальта пористой текстуры (порис- тость 35%). показали, что оно обеспечивает измерение скорости и поглощенн  ультразвука практически в любых сильно- поглощакэщих материалах, таких как горные породы, полимеры, бетон, композиционные материалы, а также сварные конструкции, сооружени  и т. д. При этом абсолютна  величина скорости ультразвука измер етс  с погрешностью , не превышающей 0,1 %, а точность относи- . тельных измерений скорости (например, при текстурном анализе, при изменении термодинамических условий измерений) пор дка Oi01%.., . Формула изобретени  Устройство дл  ультразвукового контрол  материалов, содержащее электроакустически последовательно соединенные задающий ге.нератор синусоидальных колебаний регулируемой частоты, делитель частоты , зондирующий генератор, излучающий преобразователь, два идентичных звукопро- вода, между которыми размещен исследуемый образец, приемный преобразователь, усилитель, выход которого подключен к одному из входов двухлучевого осциллографа , а также коммутирующий переключатель , входы которого подключены соответственно к выходу делител  частоты и j выходу задающего генератора, i а выходк входу синхронизации осциллографа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений прн контроле сильнопоглощающих материалов, оно снабжено электроакустически последовательно соединенной цепью, состо щей из двух дополнительных звукопрово- дов, идентичных основным звукопроводам, дополнительных приемного к излучающего преобразователей, дополнительного усилител  и аттенюатора, при этом вход дополнительного излучающего преобразовател  подключен к выходу зондирующего генератора, а выход аттенюатора coeд ;нен со вторым входом двухлучевого осциллографа . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №442411, кл. G 01 Н 5/ОО, 1974.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 425110, кл. G 01 Р 5/ОО, 1973 (прототип).