SU1582112A1 - Method of determining speed of propagation of uldtrasonic oscillations - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  за счет контрол  материалов с большим поглощением ультразвука. Дл  определени  скорости C ультразвуковых колебаний измер ют интервал T 1 времени между импульсом 6, отраженным от торца волновода 2, и первым эхо-импульсом 8 из опорного волновода 4, контактирующего с контролируемым образцом 3, и интервал T 2 времени между эхо-импульсом 8 и двукратно отраженным от торца опорного волновода 4 эхо-импульсом 9. 1 ил.This invention relates to non-destructive testing. The aim of the invention is to expand the scope by controlling materials with a high absorption of ultrasound. To determine the speed C of ultrasonic vibrations, the time interval T 1 between pulse 6 reflected from the end of waveguide 2 and the first echo pulse 8 from reference waveguide 4 in contact with the test sample 3, and the time interval T 2 between echo pulse 8 and echo pulse 9, reflected twice from the end of the reference waveguide 4. 1 sludge.

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля упругих свойств твердых и жидких сред с большим поглощением ультразвука.The invention relates to non-destructive testing and can be used to control the elastic properties of solid and liquid media with high absorption of ultrasound.

Целью изобретения является расширение области применения за счет контроля материалов с большим поглощением ультразвука. ¹ The aim of the invention is to expand the scope by controlling materials with a large absorption of ultrasound. ¹

На чертеже представлена схема, иллюстрирующая распространение ультразвуковых импульсов в акустической ячейке.The drawing shows a diagram illustrating the propagation of ultrasonic pulses in an acoustic cell.

На схеме изображена акустическая ячейка, содержащая совмещенный излучающеприемный преобразователь 1, волновод 2, контролируемый образец 3 и опорный волновод 4. Позициями 5—7 на чертеже обозначены соответственно зондирующий импульс, эхоимпульс от торца волновода и контролируемого образца. Позициями 8 и 9 обозначены соответственно однократно и двукратно отраженные эхоимпульсы от свободного торца опорного волновода.The diagram shows an acoustic cell containing a combined emitter-transducer 1, waveguide 2, controlled sample 3 and reference waveguide 4. Positions 5–7 in the drawing indicate the probe pulse, an echo pulse from the end of the waveguide and the controlled sample, respectively. Positions 8 and 9 indicate, respectively, once and twice reflected echo pulses from the free end of the reference waveguide.

Способ определения скорости распространения ультразвуковых колебаний осуществляется следующим образом.A method for determining the propagation velocity of ultrasonic vibrations is as follows.

С помощью ультразвукового преобразователя 1 в волноводе 2 возбуждают зондирующий импульс 5 ультразвуковых колебаний, который распространяется в акустической ячейке и частично отражается от плоскопараллельных границ образца и волноводов. В случае контроля материалов с большим поглощением, когда для проведения измерений необходимо изготавливать образец 3 малой толщины, импульс 6, отраженный от торца волновода, и эхоимпульс 7 из образца 3 на экране дефектоскопа совмещены, и поэтому измерения интервала времени между ними имеют малую точность или невозможны. Прошедший в опорный волновод 4 зондирующий ультразвуковой импульс образует серию эхоимпульсов 8 и 9 в нем, которая после прохождения контролируемого образца 3 толщиной D и волновода 2 принимается и преобразуется в электрический сигнал преобразователем 1. Измеряют интервал Τι времени между импульсом 6, отраженным от торца волновода, и первым эхоимпульсом 8 из опорного волновода, интервал Тг времени между эхоимпульсами 8 и 9 из опорного волновода и рассчитывают скорость распространения С ультразвуковых колебаний по формуле _r__2D_Using an ultrasonic transducer 1 in a waveguide 2, a probe pulse 5 of ultrasonic vibrations is excited, which propagates in the acoustic cell and is partially reflected from plane-parallel boundaries of the sample and waveguides. In the case of monitoring materials with high absorption, when it is necessary to produce a sample 3 of small thickness for measurements, the pulse 6 reflected from the end of the waveguide and the echo pulse 7 from sample 3 on the screen of the flaw detector are combined, and therefore measurements of the time interval between them are of low accuracy or impossible . The probing ultrasonic pulse passed into the reference waveguide 4 forms a series of echo pulses 8 and 9 in it, which, after passing a controlled sample 3 of thickness D and waveguide 2, is received and converted into an electrical signal by transducer 1. The time interval Τι of the pulse 6 is measured from the end of the waveguide. and the first echo pulse 8 from the reference waveguide, the time interval Tg between the echo pulses 8 and 9 from the reference waveguide, and the propagation speed C of the ultrasonic vibrations is calculated by the formula _r __2D_

Т,-Т₂ 'T, -T ₂ '

Вместо измерения интервала времени между эхоимпульсами из опорного волновода возможно проведение измерения интервала Т₃ времени между импульсом 6, отраженным от торца волновода 2, и двукратно отраженным эхоимпульсом 9 из опорного волновода. В этом случае расчет скорости должен проводиться по формуле _г__2Ό_Instead of measuring the time interval between the echo pulses from the reference waveguide, it is possible to measure the time interval T ₃ between the pulse 6 reflected from the end of the waveguide 2 and the twofold reflected echo pulse 9 from the reference waveguide. In this case, the speed calculation should be carried out according to the formula _g __2Ό_

2Т.-Т₃ 2T.-T ₃

Измерения временных интервалов Τι, Тг и Тз могут быть проведены различными известными способами: прямым измерением интервалов времени по экрану осциллографа, интерференционным, синхрокольца или способом наложения изображения.Measurement of the time intervals Τι, Tg, and T3 can be carried out by various known methods: direct measurement of time intervals on the oscilloscope screen, interference, sync ring, or image overlay methods.

Размер, опорного волновода выбирают из обычных требований, обеспечивающих получение в нем эхоимпульсов. Для уменьшения потерь при прохождении ультразвуковым сигналом границы контролируемый образец 3 — опорный волновод желательно, чтобы волновое сопротивление материала опорного волновода было близко к волновому сопротивлению контролируемого материала.The size of the reference waveguide is selected from the usual requirements for obtaining echo pulses in it. To reduce losses when an ultrasonic signal passes the boundary, the controlled sample 3 - reference waveguide is desirable that the wave resistance of the material of the reference waveguide be close to the wave resistance of the controlled material.

Таким образом, предлагаемый способ определения скорости распространения ультразвуковых колебаний обладает более широкой областью применения за счет контроля сред с большим поглощением.Thus, the proposed method for determining the propagation velocity of ultrasonic vibrations has a wider field of application due to the control of media with high absorption.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ определения скорости распространения ультразвуковых колебаний, заключающийся в том, что возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний в волноводе с присоединенным к его торцу контролируемым образцом толщиной D, принимают прошедшие образец и отраженные от тор’ца волновода с образцом импульсы ультразвуковых колебаний, измеряют интервалы времени между принимаемыми импульсами, с учетом которых рассчитывают скорость растпространения ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения контроля материалов с большим поглощением ультразвука, к свободному торцу контролируемого образца присоединяют опорный волновод из материала с малым поглощением ультразвуковых колебаний, дополнительно принимают отраженные от свободного торца опорного волновода импульсы, измеряют интервалы Т| и Т2 времени соответственно между импульсом, отраженным от торца волновода, и импульсом, однократно отраженным в опорном волноводе, и между импульсами, однократно и двукратно отраженными в опорном волноводе, а скорость С распространения ультразвуковых колебаний рассчитывают по формуле _r__2D__A method for determining the propagation velocity of ultrasonic vibrations, which consists in the fact that the pulses of ultrasonic vibrations are excited in a waveguide with a controlled sample of thickness D attached to its end, and the transient sample and ultrasound pulses reflected from the end of the waveguide with the sample are received, time intervals between received pulses are measured taking into account which the propagation velocity of ultrasonic vibrations is calculated, characterized in that, in order to expand the scope of application due to both sintering of control of materials with high ultrasound absorption, a reference waveguide from a material with low absorption of ultrasonic vibrations is attached to the free end of the sample being examined, pulses reflected from the free end of the reference waveguide are additionally taken, intervals T | and T2 of time, respectively, between the pulse reflected from the end of the waveguide and the pulse once reflected in the reference waveguide, and between the pulses once and twice reflected in the reference waveguide, and the propagation velocity C of ultrasonic vibrations is calculated by the formula _r __2D__ Т-Т₂ ’TT ₂ '