Способ измерения скорости и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в средах

 

т н I. I, o- т е х н и,.=.= ..- . ,О П С""-А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ оциалистичес

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЦЕЛЬСУВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Кл. 42s, 1/06

Заявлено 30.1.1967 (№ 1129790/18-10) с п рисоеди непием заявки ¹ 1203430/18-10

Приоритет—

Опубликовано 17.111.1970. Бюл;тстен1, ¹ 11

Дата опубликования описания 2.VII.1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР.ЧПК В 0611 1/06

У Ч,К 534.22(088.8) Авторы изобретения

М. 3. Медведев и Л. П. Бобриков

Институт механики полимеров АН Латвийской ССР

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА

ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В СРЕДАХ

Изобретение относится к области импульс. ной техники.

Известные способы измерения скорости ультразвука с помощью калибровочной развертки или путем наложения калибровоч;того высокочастотного напряжения на принятьи1 импульс не удовлетворяют требованиям точности измерения.

Предлагаемый спосоо измерение скорости и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в средах отличается от известных тем, что аппроксимируют форму переднего фронта принятого сигнала изменен 1ем частоты и амплитуды эталонного напряжения, определяют параметры формы аппроксимирующего напряжения, например синусоидального, по величине разности интервала времени от момента посылки зондирующего импульса до характерной точки на аппроксимирующем сигнале и четверти периода аппроксимирующего напряжения определяют скорость ультразвуковых колебаний и по величине отношения разности периодов аппроксимирующего напряжения на двух базах измерения к разности баз определяют коэффициент затухания, что позволяет повысить точность измерения в средах с большим затуханием.

На фиг. 1 представлена диаграмма, поясня,îùàÿ предлагаемый способ; на фиг. 2 — блоксхема устройства, реализующего его.

Сущность предлагаемого способа закл1ачается в следующем. Форму переднего фронта принятого сигнала, прошедшего через исследуемую среду, аппроксимируют эталонным на5 пряжением, например синусоидальным, путем изменения частоты и амплитуды эталонного напряжения. Точность аппроксимации, т. е, воспроизведения формы .переднего фронта принятого сигнала контролируют путем наложе10 ния с помощью двухлучевого индикатора эталонного напряжения на принятый сигнал (фиг, 1). Определяют период Т аппроксимирующего эталонного напряжения и время от момента посылки зондирующего импульса

15 О до характерной точки К аппроксимиру1ощего эталонного напряжения, расположенной на .1 уровне —,, где А — амплитуда первой полуволны принятого сигнала, прошедшего через

20 исследуемый материал. Интервал времеНи от момента вступления принятого сигнала х (фиг. 1), до характерной точки К легко определяется как четверть периода Т аппроксимирутощего напряжения, и ctcopooTb ультразвук Ico25 вых колеоаи11й определяIот 110 величине разности интервала времени t„. от момента посылки зондирующего импульса до характер11о11 точки на аппроксимирующем сигтале и ",åòâåðти периода 7 аппроксимирующего иапряжс=

50 ния, Для определения коэффициента затухания используют «расплыв» импульса, т. е. зависимость величины периода r аппроксимирующего напряжения от базы измерения. Принимая, например, эту зависимость линейной, коэффициент затухания определяют по величине отношения разности периодов аппроксимирующего напряжения на двух базах измерения к разности баз измерения.

На фиг. 2 представлена блок-схема устоойства, реализующего предлагаемый импульснопараметровый способ измерения скорости и коэффициента затухания ультразвуковых колебаний.

Устройство содержит прибор 1 для возбуждения и приема ультразвуковых колебаний и измерения интервалов времени; делитель частоты 2 с импульсным трансформатором; генератор 8 синусоидальных электрических колебаний; двухлучевой осциллограф 4; частотомер 5.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор приоора 1 вырабатывает короткие импульсы для запуска схемы ступенчатой и плавной задержек развертки луча, используемых для отсчета времени, через линию задержки генератора УЗК. Синхронизация задающего генератора осуществляется синусоидальными электрическими колебаниями генератора 8 через делитель частоты 2 и импульсный трансформатор. Электрические импульсы генератора УЗК прибора 1 возбуждают пьезоэлектрический излучатель, который преобразовывает их в механические колебания и через контактный слой вводит в исследуемый материал. Прошедшие через материал ультразвуковые колебания поступают на при. емный пьезоэлектрический датчик, преобразовываются им в электрические колебания и поступают на вход усилителя прибора 1. После усиления принятые ультразвуковые колебания подаются на вертикально-огклоняю цие пластины осциллографического индикатора прибора 1 и параллельно на один из лучей двухлучевого осциллографа 4 для визуального наблюдения. Одновременно на второй луч двухлучевого осциллографа 4 подается синусоидальное напряжение, вырабатываемое генератором 8 синусоидальных электрических колебаний. Пилообразное напряжение, выра10 батываемое генератором ждущей развертки прибора 1, подается на горизонтально-отклоняющие пластины электроннолучевых грубок прибора 1 и двухлучевого осциллографа 4 .

Частота (или период) синусоидальных колс15 баний, вырабатываемых генератором 8, опре. деляется частотомером 5.

Предмет изобретения

20 Способ измерения скорости и коэффициента затухания ультразвуковых колсбаний в средах нуTnlvI naëoænnnÿ с помощью двухлу !евого индикатора эталонного папряжс гия па припятьш сигнал, прошедший черсз исследуемую

2 > среду, отлича ощийсл тем, что, с целью повышения точности измерений в средах с большим затуханием, аппроксимируют форму переднего фронта принятого сигнала измененисм частоты и амплитуды эталонно о напряжсЗО ния, определяют параметры формы аппроксимирующего напряжения, например синусоидального, по величине разности интерьала времени от момента посылки зондирующего импульса до характерной точки на аппроксизз мирующем сигнале и четверти периода аппроксимирующего напряжения определяют скорость ультразвуковых колебаний и по величине отношения разности периодов аппроксимирующего напряжения на двух базах из4о мерения к разности баз определяюг коэффициент затухания. т-иг. 2

Состаьнтсль Л. К. Попова

Редактор М. Афанасьева

1схред А. А. Камышникова Корректоры: О. И. Усова, Г. П. Шильман

Заказ 2874 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открыпнй при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типографйя

/

l с ь <нулина, Спи /дсимф ю ИН рфму nepepuezo gpoume //м//у//ып

/1epedeuu @pe//m аринЯпти импульа7