SU819589A1 - Способ измерени скорости ультразвука - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

1

Изобретение относитс  к облас- ти исследовани  физико-химических свойств конденсированных сред, в частности к способам измерени  скорости ультразвука.

Известен эффект Мессбауэра, заключающийс  в том, что существует безотдачный 7 Резонанс  дер в твердом теле, при котором отдача, которую получает испускающее или поглощающее  дро, св занное в твердом теле, передаетс  всему кристаллу, как целому, то есть отдачу получает не одно  дро, а целый кристалл, вследствие чего потер  на отдачу настолько мала, что имеет место перекрытие линий испускани  и поглощени  ( ) fl.

Эффект Мессбауэра наблюдаетс  во многих  драх, но наиболее удобным  вл етс  изотоп железа Fe, который обладает достаточно большим сечением поглощени  JT-квантов при комнатных температурах

Колебани  мессбауэровских  дер под действием ультразвуковых волн моделируеют мессбауэровское Т г злучение . Частота последнего 10 Гц и, следовательно, частота ультразвковых волк практически не ограниче на , то есть на толщину исследуемого материала, а которс измер етс  скорость звука, практически не ставитс  ограничений.

Известен способ измерени  скорости ультразвука, закгаочающийс  в . том, что возбуждают в исследуемой среде ультразвуковые колебани , фиксируют частоты, сортветствующие возo никновению сто чих волн, и определ ют скорость ультразвука с учетс 4 размеров образца и частоты ультразвуковых колебаний. П{ж этом в качестве излучател  и приемника звука

S используетс  кварцева  пластинка, а дл  регистраци используетс  экран осциллографа Гз .

Данный способ по своей технической cytSHocTH  вл е с  наиболее близким к изобретению. Однако он обладает недостаточной чувствительностью и точностью, .поскольку кварцева  пластинка, котора   вл етс  приемником звука, не чувствует изменений

5 слабых звуковых давлЬннй при прохождении звука через тонкие образцы.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений и расшнре30 ние диапазона измер емых толщин.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что со стороны, противпбложной плоскости ввода ультразвуковых колебаний , помещают поглотитель, содержащий мессбауэровские  дра, облучаю полученную систему --йзлучение,. снимают зависимость веро тности эффекта Мессбауэра от частотн ультразвуковых колебаний при заданной толщине-среды или толщины среды при зещанной частоте, определ ют значение частот в первом случае или толщин во втором, соответствующие : экспериментальным значени м веро тност эффекта Мессбауэра, по которым вычисл ют скорость ультразвука..

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего предл-агаемый способ. . .

Устройство включает источник 1 Т-излучени , кварцевый ультразвукевой преобразователь 2, высокочастотный генератор 3, мессбауэровский поглотитель 4, анализатор 5 импульсов. . ,

Измерение скорости ультразвука предлагаемым способом осуществл ет- с  следующим образом. ...

Вырезают из материала, в котором необходимо измерить скорость эвука, пластину б определенной толщины (,2 мм и ниже), приклеивайт ее акустическими склейками к ультразвуковому преобразователю 2, а к другой стороне исследуемого материала приклеивают той же акустической склкой мессбауэ.ровский поглотитель 4, облучают полученную систему гу-иэлучением .

При этом гамма-лучи, проход  чер исследуемую среду, содержащую мессбауэровские . дра (в данном случае Fe), детектируютс  с помощью суинтилл ционного кристалла и поступают на фотоэлектронный умножитель (на чертеже не показаны). Одт повременно на кварцевый Преобразователь 2 подают от.высокочастотного генератора 3 напр жение, которое преобразуетс  в механические ко .лебаНи . Эти колебани  с помощью акустических склеек передаютс  на мессбауэровский образец. Затем с выхода фотоэлектронного умножител  электрические импульсы посылают на анализатор 5, где происходит их усиление и затем полу .ченного мессбауэровского спектра поглощени  .поглотител . .

Далее определ ют веро тность эффекта мессбауэра дл  нескольких частот ультразвуковых колебаний и и.з известного графика зависимости веро тности эффекта Мессбауэра от частоты ультразвуковых колебаний (при определенной толщине исследуемого материала и эффективного напр жени  на преобразователе) нахог  т

скорость ультразвука в материале по формуле:

,)d,

где С - скорость ультразвука в исгследуемой среде Сматериале; 5 О.&2 частоты ультразвука, соответствующие двум Ридам наход щимс  . максимумам веро тности эффекта Мессбауэра} d - толщина исследуемого мате0 ригша.

Скорость звука можно определить и по формуле , . С 2 (dj, -d)ft.

В этом случае частота ультразвука остаетс  посто нной, а ме1Й1етс  толщина пластинки из исследуемого материала.

Таким образом, использование в данном способе Явлени  модул ции

0 мессбауэровсксго гамма-излучени  звуков ит волнами и примененийв качестве приемника мессбауэроских  дер дает возможность повысить точность и чувствительность

5 измерений в конденсированных средах, расширить диапазон измер емых толщин образцов.

Формула . изобретени 

. Способ измерени  скорости ультразвука , заключающийс  в том, что возбуждают в исследуемой среде ультраr звуковые колебани , фиксируют частоты , соответствующие возникновению сто чих волн, и определ ют скорость ультразвука с учётом размеров образца и частоть ультразвуковых колебаний , о т .л и ч а ю щ и и с  

0 тем, что; с целью повышени  точности измерений и расширени .диапазона измер емых TOJHUHH, со стороны, противоположной плоскости ввода ульт азвуковых колебаний, помеща5 SOT поглотитель, содержащий мессбаузровские  дра, облучают полученную систему/у-излучением, снимают зависимость веро тности .эффекта Мессбауэра от частоты ультра3буковых

0 колебаний при заданной толщине среди или-от толщины среды при заданной частоте, олредел ют значение частот в первом случае или толщин во втором, соответствующие эксперис ментальным значени м веро тности эффекта Мессбауэра, -по которым вьгЧисл ют скорость ультразвука.

Источники информации, прин тые.во внимание при экспертизе

1.Эффект Мессбауэра. Сб. статей 0 под ред. Ю. Кагана. М., Иностранна  литература,. 1962.

2.Бергман А. Ультразвук. М., Иностранна  лит.ература, 1962, (прототип). . .

Claims (1)

1. . Способ измерения скорости ультразвука, заключающийся в том, что возбуждают в исследуемой среде ультра35 звуковые колебания, фиксируют частоты, соответствующие возникновению стоячих волн, и определяют скорость ультразвука с учётом размеров образца и частоты ультразвуковых колебаний, о сличающийся 40 тем,что, с целью повышения точности измерений й расширения диапазона измеряемых толщин, со стороны, противоположной плоскости ввода ультразвуковых колебаний, помеща45 ют поглотитель, содержащий мессбауэровские ядра, облучают полученную систему/у-излучением, снимают зависимость вероятности эффекта Мессбауэра от 'частоты ультраэбуковых колебаний при заданной толщине сре- ды или от толщины среды при заданной частоте, определяют значение частот в первом случае или толщин во втором, соответствующие экспериментальным значениям вероятности эффекта Мессбауэра, по которым вычисляют скорость ультразвука.