Способ определения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в материалах изделий
28637I
Союз Советскиз
Сациалистическиз
Республик
Зависимое от авт, свидетельства ¹
Кл. 42s, 3/04
Заявлечо 13.Х.1967 (М 1189074/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 10.Х1.1970. Бюллетень № 34
Дата опубликования описания 20.1.1971
МПК В 06b 1/06
УДК 533.21:53.082 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытиЯ ори Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
Заявитель
М, Б, Гитис, В. М. Добромыслов, В. А. Токарев и Ю. А. Шмурун
Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ
УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В МАТЕРИАЛАХ
ИЗДЕЛИЙ
Изобретение относится к области последований физических постоянных твердого тела с помощью ультразвуковых колебаний и может быть применено для определения величины зерна и структурной неоднородности толстостенных изделий, например листов.
Известные способы исследования образцов с малым затуханием являются малоэффективными. Это связано с тем, что при малых коэффициентах затухания к амплитуды m и т+1 10 импульсов мало отличаются друг от друга, по значительно снижает разрешающую способность метода.
Кроме того, при малых затуханиях изменения в спектральном составе прошедшего им- 1> пульса крайне малы и практически не могут быть зафиксированы.
Способ определения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в материалах изделий отличается тем, что производят ам- 20 плитудно-частотный анализ всей серии отраженных в образце импульсов и сравнивают один пз максимумов дискретного спектра этой серии со значением амплитуды спектральной составляющей первого импульса на той же 25 частоте.
Это позволяет определять коэффициент затухания ультразвуковых колебаний в материалах изделий с большей чувствительностью.
Сущность способа определения коэффициен- 30 та затухания ультразвуковых колебаний в материалах изделий заключается в том, что производится анализ спектральной плотности последовательности импульсов, испытавших MHOгскратное отражение в образце.
Пусть на толстостенную пластину, находящуюся между двумя средами, нормально к ее поверхности падает импульс давления произвольной формы. Войдя в пластину из одной из сред, этот импульс многократно отражается от ее стенок, уменьшаясь по амплитуде пропорционально произведению коэффициентов стра>кенияя от границ раздела сред вследствие затухания ультразвуKQBblx колебаний в материале пластины.
Применяя известную теорему о спектре суммы, спектр прошедшего через пластину сигнала можно записать
5 (а): 50(а) + 5,(а) + S(а) +... + SÄ(а). (1)
В то же время на основании теоремы о спектре сдвинутого импульса имеем (t)X
So() DiD/ п() ,.3 >х
$ (а) = D D,P,R,t S„(co) 2юл.л . о.х >и(а) = 1 а (/ 1/ а)" l S (co)
286371!
S. (а) I D,D,)5„(а) Il
2 -> о I — 2аюхсо 2вх + (-> R )Ч вЂ” 4жох с
1,15 / И 1Я.„ х,b — 1 (6) Составитель В. М. Карбачинский
Редактор А. В, Корнеев Техред T. П. Курилко Корректоры: Л. Л. Евдонов и О. Б. Тгорипа
Заказ 3777/19 Тираж 4оО Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при с.озете Министров СССР
Москва, 3К-35, Раушская наб., д. 475
Типография, пр. Сапунова, 2. где D и 0 — коэффициенты прохождения:, S„— спектральная плотность последовательности импульсов;
Ri и R — коэффициенты отражения от граней исследуемого образца; а (а) — коэффициент затухания; с — скорость звука в среде.
Подставляя полученные выражения в уравгде 5 (а) — спектр падающего импульса.
Максимум амплитудного спектра равен
j5E (а)! =.0,D,|5 (а)(l —, . (4)
Р Р 1 2аик
Возьмем отношение одного из максимумов амплитудного спектра серии затухающих импульсов к амплитудному спектру первого из серии импульсов
I () 1зпэх
= b. (5) (Sp(m) J 1 — R,R, åõð (— 2я х)
Отсюда непосредственно получаем нение (1), по формуле геометрической прогрессии получаем х
-() 1 д() 2ют (Я) рр с
Переходя к амплитудному спектру, наблюдаемому на экране анализаторов спектра, получаем:
10 Таким образом, зная коэффициенты R> и R„и найдя b по соотношению (5), можно рассчитать коэффициент затухания я.
Предмет изобретения
15 Способ определения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в материалах изделий, основанный на анализе спектрального состава импульсов, прошедших через изделие, отличающийся тем, что, с целью повыше20 ния чувствительности, производят амплитудно-частотный анализ всей серии отраженных в образце импульсов и сравнивают один из максимумов дискретного спектра этой серии со значением амплитуды спектральной составля25 ющей первого импульса на той же частоте.
