SU811137A1

SU811137A1 - Способ определени скоростиульТРАзВуКА

Info

Publication number: SU811137A1
Application number: SU782606164A
Authority: SU
Inventors: Евгений Исаевич Серегин; Борис Львович Зайцев
Original assignee: Белорусский Республиканский Центрстандартизации И Метрологии
Priority date: 1978-04-17
Filing date: 1978-04-17
Publication date: 1981-03-07

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при исследовании упругих характеристик и структуры материалов ультразвуковым импульсным методом.

Известен способ определения скорости распространения ультразвука, основанный на сравнении времени распространения упругих импульсов в испытуемом образце и эталоне [1].

Однако этот способ не позволяет полностью исключить систематическую погрешность на дифракцию.

Известен также способ определения скорости ультразвука, заключающийся в том, что в испытуемом образце, помещенном в иммерсионную жидкость, с помощью излучателя возбуждают ультразвуковые импульсы, затем фиксируют моменты времени поступления на приемник эхо-импульсов, прошедших различные расстояния в образце, и в зависимости от толщины образца рассчитывают скорость ультразвука по формуле:

21- jd где d — толщина образца;

/,·, tj — моменты времени поступления на приемник соответственно ι-ого и /-ого донных (импульсов [2].

Недостатком указанного способа является его невысокая точность из-за систематической погрешности, вызываемой различным воздействием дифракционных эффектов на регистрируемые донные эхо-импульсы при измерениях.

Целью изобретения является повышение точности при определении скорости распространения ультразвука в исследуемых образцах.

Поставленная цель достигается тем, что перед фиксированием момента времени поступления на приемник одного из импульсов изменяют расстояние вдоль акустической оси между излучателем (приемником) и образцом на величину, обеспечивающую равное воздействие дифракционного эффекта на оба фиксируемых импульса, а скорость рассчитывают по формуле:

_{r =} 2 i - j'd__________ / / '^l~i is₂ —’ ' ·' ί-i ' где С_в — скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (вода);

— расстояние от излучателя (при- емника) до образца в момент времени прихода первого регистрируемого импульса;

5₂ — расстояние до образца, на кото- ром располагается излучатель (приемник) перед фиксированием момента времени последующего регистрируемого импульса;

S₂ =

2α²-^ 12а² + (S\ y-(S\)V(S\y+4a*\ —— - — + _£[/ (St)² + 4a² -SJ , A ’ где S, = S'j + 24;>

' S'i = _ 2a² - A²(S4² + 2a² - St /(^7+4^.

- sj ^: a — радиус пьезопластины излучателя (приемника);

С_м— скорость ультразвука в материале, измеренная без учета дифракционных поправок [2];

С_в— скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (дистиллированная вода), известная с высокой степенью точности.

Схема содержит измеритель 1 временных интервалов, генератор 2 импульсов, осциллограф 3, преобразователь 4 (излучатель и приемник), иммерсионную жидкость 5 и контролируемый образец 6.

Способ определения скорости ультразвука заключается в следующем. С генератора 2 подают возбуждающий электрический импульс на преобразователь, с помощью которого в контролируемом образце 6 возбуждают ультразвуковые колебания. Много, кратно отраженные от граней образца донные эхо-импульсы поступают на пьезопреобразователь в момент работы его в качестве приемника. При помощи регулируемой линии задержки t-й отраженный от дна импульс (например третий донный) выставляют определенным максимумом гармонической функции заполнения на центральную вертикальную линию сетки экрана осциллографа 3 и производят отсчет времени с помощью измерителя /. Затем преобразователь перемещают относительно образца на расстояние S₂ и при помощи линии задержки /-й донный импульс (например 1-й донный) выставляют тем же максимумом гармонической функции заполнения на центральную вертикальную линию сетки экрана осциллографа 3 и производят отсчет времени /· с помощью измерителя 1. Скорость ультразвука в образце вычисляют по формуле (в случае если i—3-й донный и j— 1-й донный):

4d ^с ' 'Г, а-а ^;

1*з ' 1 г j

I где — время прохождения 3-его донного импульса;

Λ — время прохождения 1-го донного импульса.

Claims

Si - рассто ние от излучател (приемника ) до образца в момент времени прихода первого регистрируемого импульса; 2 - рассто ние до образца, на котором располагаетс излучатель (приемник) перед фиксированием момента времени последующего регистрируемого импульса; , I2a4-()2-(5,),7+4 VM5,) + 4a - где 5, S,+24; С/ 2а - + 2а - S У (S + 4а) K()-S,) а - радиус пьезопластины излучател (приемника); . Д - -, С„- скорость ультразвука в материале , измеренна без учета дифракционных поправок CB- скорость ультразвука в иммерсионной жидко€Т1И (дистиллированна вода), известна с высокой степенью точности. Схема содержит измеритель 1 временных интервалов, генератор 2 импульсов, осциллограф 5, преобразователь 4 (излучатель и приемник), иммерсионную жидкость 5 и контролируемый образец 6. Способ определени скорости ультразвука заключаетс в следующем. С генератора 2 подают возбуждающий электрический импульс на преобразователь, с помощью которого в контролируемом образце 6 возбуждают ультразвуковые колебани . Много , кратно отраженные от граней образца донные эхо-импульсы поступают на пьезопреобразователь в момент работы его в качестве приемника. При помощи регулируемой линии задержки i-й отраженный от дна импульс (например третий донный) выставл ют определенным максимумом гармонической функции заполнени на центральную вертикальную линию сетки экрана осциллографа 5 и производ т отсчет времени ti с помощью измерител /. Затем преобразователь перемещают относительно образца па рассто ние 52 и при помощи линии задержки /-Й донный импульс (например 1-й донный) выставл ют тем же максимумом гармонической функции заполнени на центральную вертикальную линию сетки экрана осциллографа 5 и производ т отсчет времени tj с помощью измерител /. Скорость ультразвука в образце вычисл ют по формуле (в случае если i-3-й донный и /-1-й донный): С js,-s,h где 3 - врем прохождени 3-его донного импульса; /1 - врем прохождени 1-го донного импульса. Формула изобретени Способ определени скорости распространени ультразвука, заключающийс в том, что в испытуемом образце, помещенном в иммерсионную жидкость, с помощью излучател возбуждают ультразвуковой импульс , фиксируют моменты времени поступлени на приемник импульсов, прощедщих различные рассто ни в образце, и рассчитывают скорость ультразвука, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью повыщени точности , перед фиксированием момента времени поступлени на приемник одного из импульсов измен ют рассто ние вдоль акустической оси между излучателем (приемником ) и образцом на величину, обеспечивающую равное воздействие дифракционного эффекта на оба фиксируемых импульса, а скорость рассчитывают по формуле: s;-sj где CB - скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (вода); d - толщина образца; ti, tj - моменты времени, соответствующие поступлению соответст1Вбнно г-ого и /-ОГО донных импульсов; Si - рассто ние от излучател (приемника ) до образца в момент времени прихода первого регистрируемого импульса; рассто ние до образца, на котором располагаетс излучатель (приемник) перед фиксированием момента времени последующего регистрируемого импульса; )-Ч5/0}/(5,)-Иа-1 (S/), где 5i + 2d; (8 + (8,+ 4a)) . 5 К(У SC + 4а - S,) а - радиус пьезопластины излучател (приемника); , С„- скорость ультразвука в материале , измеренна без учета ди-15 фракционных поправок 10 CB- скорость ультразвука в иммерсионной жидкости (дистилл роваина вода), известна с высокой степенью точиости. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 442411, кл. G 01 N 29/00, .1969.
2. Исследование возможности поверки ультразвуковых импульсных толщиномеров без применени контрольных образцов. Отчет по НИР № Б 542172, Госстандарт СССР БРЦМ, Минск, 1976 (прототип).

k4