SU1397822A1 - Method of measuring acoustic resistance of materials - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к методам и средствам неразрушающих испытаний и может быть использовано дл  исследовани  материалов с помощью ультразвука . Целью изобретени   вл етс  повышение технологических возможностей. Способ позвол ет определ ть акустическое сопротивление твердых материалов с неровной поверхностью путем измерени  коэффициентов Rj R отражени  ультразвука на.границах сухого контакта исследуемого и эталонного материала (R,), смоченного жидкостью указанного контакта (Rj) и на границе эталонного материала и контактной жидкости (R). Акустическое сопротивление исследуемого материала Z определ ют из соотношени  Z, (1 « + R,)(l + R,)/1 + R, - 2Rj, + R,(1 - - R,), где ZQ - акустическое сопротивление эталонного материала. 3 нп.The invention relates to methods and means of non-destructive testing and can be used to study materials using ultrasound. The aim of the invention is to increase the technological capabilities. The method allows to determine the acoustic resistance of solid materials with an uneven surface by measuring the ultrasound reflection coefficients Rj R on the dry contact edges of the test and reference material (R,) wetted with the specified contact fluid (Rj) and at the border of the reference material and contact fluid (R ). The acoustic impedance of the material under study Z is determined from the ratio Z, (1 "+ R,) (l + R,) / 1 + R, -2Rj, + R, (1 - R,), where ZQ is the acoustic impedance of the reference material . 3 np.

Description

Изобретение относитс  к методам и средствам нераэрушающих испытаний и может быть использовано дл  исследовани  материалов с помощью ультра- звука.The invention relates to methods and means of non-destructive testing and can be used to study materials using ultrasound.

изобретени  - расширение технологических возможностей за счет расширени  диапазона примен емых эталонных материалов и контактных жид- костей. the invention is the expansion of technological capabilities by expanding the range of applied reference materials and contact liquids.

На фиг.1-3 представлена схема акустических процессов, происход щих соответственно на границе сухого контакта исследуемого и эталонного материалов , на границе контакта исследуемого и эталонного материала при введении контактной жидкости и на границе эталонный материал - контактна  жидкость при отсутствии исследуемого материала.Figures 1-3 show a diagram of acoustic processes occurring respectively at the boundary of dry contact of the test and reference materials, at the border of contact of the test and reference material with the introduction of contact liquid and at the border of reference material - contact liquid in the absence of the test material.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что измерение коэффициента отражени  от границы контактна  жидкость - эталонный материал позвол ет определ ть акустическое сопротивление при различных аналогичных параметрах контактной жидкости и эталонного материала .SUMMARY OF THE INVENTION The essence of the invention is that the measurement of the reflection coefficient from the boundary of a contact liquid — a reference material - makes it possible to determine the acoustic resistance at various similar parameters of the contact liquid and the reference material.

Способ осуществл ют следующим об- разом.The method is carried out as follows.

Исследуемый материал 1, имеющий неровную поверхность, привод т в соприкосновение с эталонным материалом 2. Ультразвуковым преобразователем (не показан) в направлении границы контакта излучают ультразвуковые колебани  3 и 4 (фиг.1). Часть колебаний 5 проходит в исследуемый материал , а больша  часть колебаний 6 отра- жаетс  назад в эталонный материал 2. Эти колебани  принимают преобразователем , измер ют амплитуду колебаний 6 и по отношению амплитуды падающих колебаний и отраженных определ ют коэф- фициент R, отражени  от сухой границы контакта. Затем между эталонным и исследуемым материалом ввод т контактную жидкость 7, котора  заполн ет все неровности и поры между эталонным и исследуемь м материалом. Далее снова излучают импульс ультразвуковых колебаний в направлении границы исследуемый - эталонный материал. При этом уже значительно больша  часть коле- баний проходит в исследуемый материал . Измер ют амплитуду (фиг.2) прин того преобразователем эхо-сигнала. По отношению амплитуды отраженных колебаний к амплитуде падающих колебаний определ ют коэффициент R отражени  от смоченной границы контакта исследуемого и эталонного материалов. Затем эталонный материал 2 разъедин ют от исследуемого материала 1. В этом случае контактна  жидкость 7 растекаетс  по всей поверхности эталонного материала.The test material 1, having an uneven surface, is brought into contact with the reference material 2. An ultrasonic transducer (not shown) in the direction of the contact boundary radiates ultrasonic vibrations 3 and 4 (Fig. 1). Part of the oscillations 5 passes into the material under study, and most of the oscillations 6 are reflected back into the reference material 2. These oscillations are received by the transducer, the amplitude of the oscillations is measured 6 and the ratio R of the amplitude of the incident oscillations and reflected is determined by dry contact boundary. Then, a contact fluid 7 is introduced between the reference material and the test material, which fills all the irregularities and pores between the reference material and the test material. Then, a pulse of ultrasonic oscillations in the direction of the boundary under study is emitted again — the reference material. In this case, a much larger part of the oscillations passes into the material under study. The amplitude (Fig. 2) of the received echo is measured. From the ratio of the amplitude of the reflected oscillations to the amplitude of the incident oscillations, the coefficient R of the reflection from the wetted contact boundary of the test and reference materials is determined. Then, the reference material 2 is separated from the material under study 1. In this case, the contact liquid 7 spreads over the entire surface of the reference material.

При необходимости дл  размещени  контактной жидкости по этой поверхности добавл ют некоторое количество жидкости на поверхность эталонного материала 2. Вновь излучают в направлении последней границы ультразвуковые колебани  3 и 4. Ультразвуковым преобразователем принимают колебани  6, отраженные от границы эталонного материала с контактной жидкостью 7. Измер ют амплитуду этих колебаний. Колебани , прошедшие в жидкость 7, при измерении не используют. По отношению амплитуды падающих на границу колебаний к амплитуде отраженных колебаний определ ют коэффициент R, отражени . Акустическое сопротивление Zji исследуемого материала определ ют из соотношени If necessary, a certain amount of liquid is added to the surface of the reference material 2 to place the contact liquid over this surface. Ultrasonic oscillations 3 and 4 are again emitted in the direction of the last boundary. The ultrasonic transducer receives oscillations 6 reflected from the boundary of the reference material with the contact liquid 7. the amplitude of these oscillations. Oscillations that have passed into the liquid 7 are not used in the measurement. From the ratio of the amplitude of oscillations falling on the boundary to the amplitude of the reflected oscillations, the coefficient R, the reflections, is determined. The acoustic impedance Zji of the material under study is determined from the ratio

Z, г„Z, g „

)и )and

Т + R, -2R + Кз(Г- R,T + R, -2R + Kz (G - R,

где Zg - акустическое сопротивлениеwhere Zg is the acoustic impedance

эталонного материала. Способ позвол ет определ ть акустическое сопротивление твердых материалов с неровной поверхностью при использовании различных эталонных материалов и контактных жидкостей, что повышает технологичность способаreference material. The method allows to determine the acoustic resistance of solid materials with an uneven surface using different reference materials and contact liquids, which improves the processability of the method.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  акустического сопротивлени  материалов с неровной поверхностью с использованием контактной жидкости, заключающийс  в том, что исследуемый материал привод т в соприкосновение с эталонным материалом , излучают в него ультразвуковой импульс, принимают отраженные эхо-сигналы от границы контакта исследуемого и эталонного материалов, измер ют коэффициенты R, и R отражени  при наличии и отсутствии контактной жидкости между ними и с учетом измеренных параметров определ ют акустическое сопротивление исследуемого материала, отличающийс The method of determining the acoustic resistance of materials with an uneven surface using contact liquid, which consists in that the material under test is brought into contact with the reference material, radiates an ultrasonic pulse into it, receives reflected echo signals from the contact boundary of the test and reference materials, measures the coefficients R, and R reflections in the presence and absence of contact fluid between them and taking into account the measured parameters determine the acoustic resistance of the material under study. jala different тем, что, с целью расширени  технологический возможностей за счет расширени  диапазона примен емых эталонных материалов и контактных жидкостей , дополнительно измер ют коэффициент RJ отражени  ультразвукового импульса от границы контакта эталонный материал - контактна  жидкостьBy the fact that, in order to expand technological capabilities by expanding the range of reference materials used and contact liquids, the coefficient RJ of the reflection of the ultrasonic pulse from the contact boundary of the reference material - contact liquid is additionally measured при отсутствии исследуемого материала , а акустическое сопротивление Zy последнего определ ют из соотношени in the absence of the material under study, and the acoustic resistance Zy of the latter is determined from the ratio 7 7 -i -lUL- Rj)7 7 -i-lUL- Rj) R, -2Ri + R,(1 - R,) где Ъ - акустическое сопротивление эталонного материала.  R, -2Ri + R, (1 - R,) where b is the acoustic impedance of the reference material. Фиг. /FIG. / Фиг. 2FIG. 2 Редактор В.ДанкоEditor V.Danko Составитель С.АрбузовCompiled by S.Arbuzov Техред Л.Кравчук Корректор В.Бут гаTehred L. Kravchuk Proofreader V. But ha Заказ 2600/43Order 2600/43 Тираж 847Circulation 847 ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Фиг.FIG. ПодписноеSubscription