Способ определения спектрального коэффициента поглощения упругих колебаний в материалах

 

Изобретение относится к ак,устическим исследованиям физических свойств твердых тел и может быть ис; пользовано для определения механических свойств горных пород. Цель изобретения - увеличение точности измереНИИ , расширение диапазона частот и повьшение разрешающей способности по частоте. Образец исследуемого мате- ;риала размещают между двумя твердотельными волноводами, акустически контактирующими с образцом, в торец одного из волноводов излучают акустический видеоимпульс, приемником, расположенным на этом волноводе, фиксируют идущий к образцу и отраженный от него импульсы, приемником, расположенным на другой волноводе, фиксируют импульс, прошедший через образец . Определяют спектральные плотности этих импульсов и рассчитывают спектральный коэффициент затухания по приведенной формуле. 1 ил. о $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 511 4 С 01 М 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4199318/25-28 (22) 23.02.87 (46) 28.02.89. Бюл. ¹ 8 (75) А.Я.Володарский (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1315891, кл. С 01 К 29/00, 1987. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНО.ГО КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ УПРУГИХ

КОЛЕБАНИЙ В МАТЕРИАЛАХ (57) Изобретение относится к акустическим исследованиям физических свойств твердых тел и может быть ис.пользовано для определения механических свойств горных пород. Цель изобретения — увеличение точности измере„„SU„„1462181 А 1 ний, расширение диапазона частот и повышение разрешающей способности по частоте. Образец исследуемого мате;риала размещают между двумя твердотельными волноводами, акустически контактирующими с образцом, в торец одного из волноводов излучают акустический видеоимпульс, приемником, расположенным на этом волноводе, фиксируют идущий к образцу и отраженный от него импульсы, приемником, расположенным на другой волноводе, фиксируют.импульс, прошедший через образец. Определяют спектральные плотности этих импульсов и рассчитывают спектральный коэффициент затухания по приведенной формуле. 1 ил. ф

1462181

Изобретение относится к акустическим исследованиям физических свойств твердых тел и может быть исПользовано для определения механических свойств материалов.

Цель изобретения — увеличение точности измерений, расширение, частотного диапазона и повышение разрешающей способности по частоте.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ

Определения коэффициента поглощения упругих колебаний в материалах.

Устройство содержит излучатель i, Твердотельные волноводы 2 и 3, приемники 4 — 6 упругих колебаний, уси.)лители 7 — 9 и регистратор 10. Кроме 1 ого, на чертеже показан образец 11 исследуемого материала. Твердотельные волноводы ? и 3 находятся в акустическом контакте с образцом 11 исследуемого материала. Приемники 4 и 6

Упругих колебаний установлены на волноводе 2, приемник 5 упругих колебаний установлен на волноводе 3. Выходы приемников 4 — 6 упругих колебаний соединены соответственно со входами усилителей 7 - 9, выходы которых подключены ко входам регистратора 10.

Сущность предлагаемого способа заключается в спектральном анализе йзлученного, прошедшего через образец и отраженного от границы волновод /,исследуемый материал импульсов упругих колебаний. 35

Образец 11 исследуемого материала размещают между двумя твердотельными волноводами 2 и 3, акустически контактирующими с образцом, в одном из волноводов возбуждают видеоимпульс 40 упругих колебаний (ударом), при этом приемником 4, расположенным на этом волноводе, фиксируют, идущий к образцу.и отраженный от него импульсы, а . приемником 5, расположенным на втором45 волноводе, фиксируют импульс, прошедший через образец. Спектральный коэффициент поглощения упругих колебаний рассчитывают по формуле:.

Для исключения влияния характеристик волноводов и измерительной аппаратуры на результаты измерений образец удаляют и проводят две тарщФвки установки: "на отражение" — с разомкtt tt нутыми волноводами и на проход

55 с сомкнутыми волноводами. Полученные две пары импульсов дают возможность полностью исключить акустические и электрические характеристики установки.

S. (С4

s (u)

Б (а)

S (u) L(u) = — ln

h где (2 — угловая частота акустических колебаний, h — длина образца, н. ОΠ— ) (.ь)

$а(а) = ) а(с) е dt — спектРальнаЯ плотность импульса oL (t);

+ ОО t

)M

Ба(д)= ) ((С)е де — спектральная плотность импульса P (t), )(ь) (S (()) = r (t) e dt — спектральная плотность импульса r(t);

) — время;

)(.((-) — импульс, идущий к образцу;

r(t) — импульс, отраженный от образца, P(t) — импульс, прошедший через образец.

Способ осуществляют следующим образом.

Излучатель 1 возбуждает механический импульс в нижнем торце волновода

2. Импульс на своем пути к образцу

11 проходит последовательно места крепления приемников 6 и 4. Сигнал приемника 6, пройдя усилитель 9, запускает развертку регистратора 10, находившегося в ждущем режиме. Механический импульс, дошедший до границы волновода 2 с образцом 11, частично отражается. Отраженная часть импульса движется по волноводу 2 в обратном направлении. Проходя приемник 4, отраженный импульс возбуждает в нем сигнал, который через усилитель

7 подается на первый канал регистратора 10. Механический импульс, прошедший в образец 11, частично поступает в волновод 3, претерпевая отражение на их границе. Распространяясь далее, механический импульс, прошедший образец, возбуждает сигнал в приемнике 5, который через усилитель 8 подается на второй канал регистрато" ра 10.

1462181 формулаизобретения го от границы этого волновода с образцом, а спектральный кОэффициент поглощения упругих колебаний в материалах Ь(Я) определяют по формуле

1 S (u) 8. (а) Ь ((6) = — 1п

S д(а)

$„((07 — время.

Составитель Д.Широчин

Редактор Н.Горват Техред М.Ходанич Корректор С. Патрушева

Заказ 667/41 Тираж 788, . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Способ определения спектрального коэффициента поглощения упругих коле5 баний в материалах, основанный на возбуждении в образце исследуемого материала импульса упругих колебаний, приеме импульса р после про- . хождения через .образец, измерении спектров излученного и принятого импульсов и определении с их учетом спектрального коэффициента поглоще« ния упругих колебаний в материалах, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, расширения частотного диапазона и повышения разрешающей способности по частоте, образец исследуемого материала помещают между двумя твердотельными волноводами, акустически контактирующими с образцом, в одном из волноводов возбуждают видеоимпульс упругих колебаний, дополнительно измеряют спектр импульса г, отраженно-.. 26 где h — длина образца, S „(u), S<(u) и S (u) — спектральные плотности соответственно импульсов г, ь ° (3, j(g+

S,(сд) = a(t) е dt;

Б (з)= J р(с)е ai;

-Oo

+Oo

Ю

S„(u) = g ()