SU968622A1

SU968622A1 - Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука

Info

Publication number: SU968622A1
Application number: SU813282401A
Authority: SU
Inventors: Михаил Васильевич Лысенко; Геннадий Алексеевич Пустовалов; Александр Сергеевич Сабаев
Original assignee: Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет
Priority date: 1981-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1982-10-23

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относитс к контроль- , но-измерительной технике и может быть; использовано дл определени темпе-. i ратурного коэффициента скорости ультразвука преимущественно в полимерных материалах.

Известен способ определени тем- пературного коэффициента скорости ультразвука, заключакждайс в том, что в образце возбуждают бегущую ультразвуковую волну, измер ют ее скорость, нагревают образец до заданной температуры, повторно определ ют скорость и по результатам измерений рассчитывают температурный коэффициент скорости ультразвука ..ll.

недостаток известного способа сос тоит в большой продолжительности измерений, обусловленной длительное-: тью прогрева материалов с низкой теплопроводимостью , в частности полимеров .

Цель изобретени вл етс ускорение измерений в материалах с низкой теплопроводностью.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определе- , ни температурного коэффициента скорости ультразвука, заключающемус в том, что в образце возбуждают бегу-.

гщую ультразвуковую волну, измер ют ее скорость, нагревают образец до, заданной температуры, повторно опре- дел ют скорость и по результатам измерений рассчитывгиот температурный коэффициент скорости ультразвука, нагрев образца осуществл ют бегущей ультразвуковой волной, измер ю значени температуры в двух точ;ках,

10 разноудаленных от сечени возбуждени , измерение скорости провод т в сечении образца между этими точками , повторное определение скорости осуществл ют в другом сечений также между этими точками, прекращают

15 возбуждение при достижении заданной разности температур между указанными точками, вычисл ют разность температур и разность, скоростей в указанных сечени х и учитывают их

20 при расчете температурного коэффициента скорости ультразвука.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Схема содержит ультразвуковой

25 излучатель 1, образец 2, поглотитель 3, датчики 4 и блок 5 измерени температуры, датчики б и блок 7 измерени скорости.

Способ осуществл етс следующим

30 образом. С помощью ультразвукового излуча тел 1 в образце 2 возбуждают УЗК бегущую волну, энерги которой частично поглощаетс образцом и преобразуетс в тепло, частично рассеиваетс в поглотителе 3, распределение температуры в образе определ - етс из выражени дл коэффициента затухани энергии УЗК где дТ и дТ2 - приращение темпера туры в точка х и xj, соответственно , относительно начальной температуры образца. Измер приращение температуры а Т и лТз с помощью датчиков 4, расположенных в выбранных точка х;, и Xij и соединенных с блоком 5 измерени температуры, и подставл в . выражение. (1 ), найдем величину-j-. Любое промежуточное значение приращени температуры лТ, заключенное между дТ- и ATj, определим из выражени (.1) как функцию координаты Лт, . (2Г При Достижении заданной разности температур между точками х ,, и х возбуждение УЗК прекращают, т.е. прекращают нагрев образца, происход щий во всем обьеме одновременно. Амплитуда сигнала УЗК выбираетс из услови получени необходимой скоро ти нагрева образца. С помощью датчиков 6 скорости УЗ установленных на рассто нии друг от друга й (базе), измер ют скорость УЗК, котора регистрируетс блоком 7 измерени скорости. Величина базы д1 выбираетс из услови обеспечени необходимой точ ности измерени , так как температура на рассто нии л измен етс от сечени к сечению и, следовательно, скорость, измеренна в этом интерва ле, будет величиной средней (интегральной ) . Перемеща датчики 6 скорости вдоль образца производ т измерение скорости УЗК в .выбранных сечени х (база д1 посто нна). Вычисл ют раз ность измеренных скоростей V и V), в сечени х i и k (i-ik - текущие номера сечений, в которых измер етс скорость) и разность температур Tj и Т,(, которые .подставл ем в форм лу дл определени температурного коэффициента скорости ot Vr - .УК (Т.- Т„)

Пример. В.политетрафторэтиленовом образце 2 диаметром 10 мм и длиной 100 мм, нагруженном

М

9,33

9,09

с град на конусный поглотитель 3, с помощью излучател . 1 из пьезокерамики ЦТС-19 возбуждают бегущую УЗК волну. В качестве задающего генератора использован генератор ГЗ-56/1. Предварительно образец выдержан при , измеренные градиенты температуры в нем не превышают О,005 выбранных точках образца х-, и Х2, отсто щих от излучател ;. УЗК соответственно на рассто нии 5 мм и 45 мм, устанавливают температурные датчи1 1 4, представл ющие собой кольцевые бесконтактные проволочные термометры сопротивлени . При разогреве образца ультразвуковыгли колебани г и заданна разность температур между точками х и х,, равна д Т 0,8°С, устанавливаетс за 16 с, после этого возбуждение прекращаетс . Измерение проводитс на частоте f 150 кГц, амплитуда сигнала на выходе генератора и gj,, 110 в. Датчт ки 6 скорости , представл ющие собой емкостные датчики перемещени (чувствительность этих датчиков к перемещени м составл ет около 10 см.), расположены на рассто нии 20 мм друг от друга (база д1). Одной из обкладок емкостного датчика вл етс напыленна полоса металла на поверхности образца . Измерение скорости проводитс фазовым методом с точностью 0,1% в трех сечени х в промежутках между выбранными точками х и х, отсто щих от излучател на рассто ни х 15 мм, 25 мм, 35 мм. Продолжительность измерени в трех сечени х составл ет примерно 6с. Величину скорости при расчете температурного коэффициента относ т к температуре в точке, ближней к излучателю . В та.блице приведены измеренные значени величины скорости и вычисленные .значени температуры в выбранных сечени х, а также температурный коэффициент скорости УЗК oL If , мм ЛТ., град 0,67 0,45 0,3 836,5 838,6 840,0

Claims

Формула изобретения

Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука, заключающийся в том, что в образце ' возбуждают бегущую ультразвуковую волну, измеряют ее скорость, нагревают образец до заданной температуры, повторно определяют скорость и по результатам измерений рассчитывают температурный коэффициент скорости ультразвука, отличающийся тем, что, с целью ускорения измерений в материалах с низкой теплопроводностью, нагрев образца осуществляют бегущей ультразвуковой волной, измеряют значения температуры в двух точках, разноудаленных от сечения возбуждения, измерение * скорости проводят в сечении образца между этими точками, повторное опре1деле::ие скорости осуществляют в дру’гом сечении также между этими точками, прекращают возбуждение при дости10 жении заданной разности температур между указанными точками, вычисляют разность температур и разность скоростей в указанных сечениях и учитывают их при расчете температурного 15 коэффициента скорости ультразвука..