СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛЕ

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛЕ


RU (11) 2047171 (13) C1

(51) 6 G01N29/20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1995.10.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 5017483/28 
(22) Дата подачи заявки: 1991.07.08 
(45) Опубликовано: 1995.10.27 
(56) Аналоги изобретения: 1. Авторское свидетельство СССР N 1345110, кл. G 01N 29/04, 1983. 2. Авторское свидетельство СССР N 1000888, кл. G 01N 29/04, 1980. 
(71) Имя заявителя: Сибирская аэрокосмическая академия 
(72) Имя изобретателя: Василенко Н.В.; Кузнецов И.Ю.; Петрученя А.В.; Щильдин В.В.; Григорьева О.А.; Летуновский В.В. 
(73) Имя патентообладателя: Сибирская аэрокосмическая академия 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛЕ 
Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля физико-механических свойств материалов и изделий по затуханию ультразвуковых колебаний. Задача изобретения - повышение точности и информативности измерений за счет увеличения соотношения полезный сигнал-шум. Задача решается путем определения коэффицента затухания по величине отношения амплитуд сигналов, получившихся в результате сложения колебаний переднего и заднего фронтов эхо-импульсов с многократно отраженными импульсами. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля физико-механических свойств материала изделий по затуханию ультразвуковых колебаний.
Известен способ измерения коэффициента затухания ультразвука в материале [1] заключающийся в том, что в плоскопараллельном образце из исследуемого материала возбуждают импульс ультразвуковых колебаний, принимают серию многократно отраженных эхоимпульсов, измеряют их амплитуды и по относительной величине этих амплитуд определяют коэффициент затухания ультразвука. Причем измерения амплитуд эхо-сигналов проводятся в течение промежутка времени

0,01 d2/a, где а коэффициент температуропроводности; d поперечный размер образца.
Предварительно измеряют температуру боковой поверхности образца на величину

T где С скорость ультразвука в материале; - температурный коэффициент; f частота ультразвука; D диаметр пьезопреобразователя.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ измерения коэффициента затухания ультразвука в материале [2] заключающийся в том, что в плоскопараллельном образце возбуждают импульс ультразвуковых колебаний, принимают серию многократно отраженных эхо-импульсов, измеряют их амплитуду и определяют коэффициент затухания.
Недостатком указанного способа является низкая точность измерения коэффициента затухания, малая информативность измеряемых импульсов, вследствие малых значений амплитуд эхо-сигналов.
Задачей изобретения является повышение точности, информативности измерения за счет увеличения отношения величины полезного сигнала к шуму.
Это достигается тем, что измеряют период следования отраженных эхо-импульсов, повторно зондируют образец ультразвуковым сигналом с длительностью, равной периоду следования отраженных эхо-импульсов, изменяют длительность зондирующего импульса до совпадения по периоду следования эхо-импульсов, возбуждаемых передним и задним фронтом зондирующего импульса, и максимального увеличения амплитуды эхо-импульсов и измеряют ее, а коэффициент затухания определяют по величине отношения амплитуд сигналов, получившихся в результате сложения колебаний переднего и заднего фронтов эхо-импульсов с многократно отраженными импульсами.
На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа.
Указанный способ реализуется следующим образом: на образец 1 из исследуемого материала пьезопреобразователем 2 воздействуют акустическим сигналом. Предварительно на генераторе устанавливают начальную длительность зондирующего импульса, амплитуду и период следования, настраиваемые осциллографом 4. Позицией 5 показан усилитель для устойчивого наблюдения. С помощью осциллографа 4 измеряют период следования отраженных импульсов, устанавливают на генераторе 3 длительность зондирующего импульса, равную периоду следования эхо-импульсов, в результате чего получают два упругих колебания от переднего и заднего фронта зондирующего импульса, отраженные эхо-импульсы этих упругих колебаний совпадают по периоду следования и их амплитуды увеличиваются, наблюдают на осциллографе 4 за амплитудой эхо-импульсов, добиваясь максимального ее увеличения, и измеряют ее, а коэффициент затухания определяют по величине отношения амплитуд сигналов, получившихся в результате сложения колебаний переднего и заднего фронтов эхо-импульсов с многократно отраженными импульсами.
Зная длительность зондирующего импульса и период следования можно определить скорость ультразвука.
Способ улучшает отношение сигнал-шум в 2 раза по сравнению с прототипом, что приводит к снижению погрешности измерения коэффициента затухания ультразвука до 3-5% а скорости ультразвука в материале до 1% 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛЕ, заключающийся в том, что в плоскопараллельном образе из исследуемого материала возбуждают импульс ультразвуковых колебаний, принимают серию многократно отраженных эхо-импульсов, измеряют их амплитуду и определяют коэффициент затухания, отличающийся тем, что измеряют период следования отраженных эхо-импульсов, повторно зондируют образец ультразвуковым импульсом с длительностью, равной периоду следования отраженных эхо-импульсов, изменяют длительность зондирующего импульса до совпадения по периоду следования эхо-импульсов, возбуждаемых передним и задним фронтами зондирующего импульса, и максимального увеличения амплитуды эхо-импульсов и измеряют ее, а коэффициент затухания определяют по величине отношения амплитуд сигналов, получившихся в результате колебаний переднего и заднего фронтов эхо-импульсов с многократно отраженными импульсами.