Устройство для исследования механических свойств твердых тел ультразвуковым резонансным методом

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 492802

1

l (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.05. 74 (21) 2029 124/25-.28 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.11.755юллетень М 43 (45) Дата опубликования описания 23 02 76

Гасударственный камнтет

Совета Мнннстрав СССР вв делам нзобретеинй н аткрытнй (53) Д ДК 620.179.,. 16(088.8) Л. К. Зарембо, В. Б. Пиотух и С. С. Секоян (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

УЛЬТРАЗВУКОВЫМ РЕЗОНАНСНЫМ МЕТОДОМ жительной обратной связи, состоящей иэ последовательно соединенных . аттенюатора, фазоврашателя и согласующего усилителя, включенной между выходом избирательного усилителя и дополнительным пьезопреобразователем.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство для исследования ультразвуковым резонансным методом механических свойств твердых тел содержит образец 1 исследуемого материала, закрепленный посередине в держателе (не показан) при помощи установочных винтов 2. Пьезоэлектрический преобразователь 3 и пластинку 4 из ферромагнитного материала приклеивают к торцовым поверхностям образца 1. Устройство содержит также генератор 5 высокой частоты, генератор 6 низкой частоты, модулятор 7, фильтр 8.

Приемный тракт предложенного устройства состоит из индуктивного преобразователя 9, избирательного усилителя 10 и вольтметра 11. Выход усилителя 10 через, цепь положительной обратной связи, состояИзобретение относится к неразрушаю ю

1 му контролю изделий.

Известно устройство для исследования ультразвуковым резонансным методом механических свойств твердых тел, содержа- 5 щее генераторы высокой и низкой частоты, модулятор, пьезопреобразователь, акустический резонатор, выполненный в виде держателя и закрепленного в нем при помощи установочных винтов металлического стерж- 10 ня, на торце которого установлен пьезопреобразователь, и приемный тракт, включающий последовательно соединенные индуктивный преобразователь, избирательный усили+ тель и индикатор, 16

Однако известное устройство имеет недостаточную чувствительность при исследовании веществ с большим поглощением ультразвука, т. е. когда механическая добротность образца маля. 20

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

Для этого оно снабжено дополнительным пьезопрэобразователем, укрепленным на одном из установочных винтов, и целью поло(513 М. Кл.601т1 29/04

4 !2802

3 щую из аттенюатора 12, фазовращателя 13 и согласующего усилителя 14, соединен" с дополнительным пьезоэлектрическим преобразователем 15, прикрепленным к притертой головке винта 2.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение генератора 5 высокой частоты / (в мегагерцовом диапазоне) модулируется по амплитуде напряжением генератора 6, работающего в килогерцовом диапазоне частот,g, С выхода модулятора 7 амплитудно-модулированное напряжение подается через фильтр 8 на преобразователь

3, излучающий в образец 1 ультразвуко- . вую продольную волну, спектр которой может быть представлен в виде суммы трех

% монохроматических волн с частотами

f, f+F и f-F, Если несущая частота р и частота F модуляции являются собственными частотами образца 1, выступающего в роли акустического резонатора, образец 1 выделяет слабый низкочастотный сигнал и усиливает его в g раз, где g — механическая добротность образР ца 1 на низкой частоте F .

Колебания образца на частоте F воспринимаются при помощи индуктивного преобразователя 9. Амплитуду колебаний, количественно связанную .c механическими свойствами твердых тел (например с линейной комбинацией модулей упругости третьего порядка и модулей упругости второго порядка), измеряют вольтметром 11.

С целью повышения чувствительности измерения часть выходного сигнала усилителя 10, ослабленного аттенюатором 12, сдвигают по фазе фазовращателем 13 и

4 через согласующий усилитель 1 подают на преобразователь 15. Так как в плоскости крепления образца 1 имеется пучность продольной и поперечной деформации и узел продольного смешения, то колебания ост . рия винта 2 передаются образцу 1. Угол ,,сдвига фазы напряжения в цепи обратной связи выбирают таким образом, чтобы, ультразвуковая энергия, вводимая р обра

N зец через винт 2, компенсировала потери колебательной энергии на частоте, Формула изобретения

16

Устройство для исследования механических свойств твердых тел ультразвуковым резонансным методом, содержащее генераторы высокой и низкой частоты, мо, Ю дулятор, пьезопреобраэователь, акустический резонатор, выполненный в виде держателя и закрепленного в нем при помощи установочных винтов металлического стержня, на торце которого установлен

25 пьеэопреобразователь, и приемный тракт, включающий последовательно соединенные индуктивный преобразователь, избирательный усилитель и индикатор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью по30 вышения чувствительности, оно снабжено дополнительным пьезопреобразователем, укрепленным на одном из установочных винтов, и цепью положительной обратной связи, состоящей из последовательно coe3á диненных аттенюатора, фаэовращателя и согласующего усилителя, включенной между выходом избирательного усилителя и дополнительным пьезопреобразователем.

492802

Изд, МЖ

Заказ

Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Составитель Г.Федоров

Редактор д.3иньковский Техред Е.Подурушина КоРРектоР H.Ëåáeäåâà