Способ ультразвуковой импульсной эхолокации сред

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ. (11) 624168

Союз Советских

Соцмалистмческих

Республик с

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСТВУ л, (5l) Нонолннтельнон н ант. сана.ну т4284ай4 с (51} M. К " (23) Заявлеио14;04.77 (21) 2475565/18-10 с присоединением заявки Ph (23) Приоритет (43) Опубликоваио15.09.78.Бюллетень М Э4 (4Б) О,ата опубликования описания от,ое. М. (j 0l И 2S/00

Гасударственный комитет

Сааетв Министров СССР аа делам изобретений и открытий (оз) УЙ 534.241 (088. 8) (T2) Авторы изобретеиия

Н. П. Тврутите, Ю. K Мельников и H. H. Кулач (71) Заявитель (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ЭХО-llOKAUHH

СРЕЙ

Изобретение относится к области ультразвуковых импульсных методов исследования веществ н сред и может найти применение при измерении затухания ультразвуковых волн в твердых веществах.

Известен способ ультразвуковой импульсной эхо-локации сред по авт,свкд№ 284394, основанный на излучении, приеме, регистрации отраженных ot акустических неоднородностей эхо-сигналов, причем излучают в среду частотно-модулированные импульсы большой длительности, а принятые сжимают в оптимальном фильтре до импульсов малой длительности. f5)

Однако из-за интегрального характера объекта наблюдения (сжатого сигнала) указанный способ не дает воэможности судить о частотных свойствах среды в полосе сигнала.

Целью изобретения является. выявление частотных свойств среды и повышение точности измерений.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу измеряют соотношения изменений амплитуд в серии несжатых эхоимпульсов н в серии сжатых эхо-импульсов, измеряют соотношение амплитуд на каждой из мгновенных частот серии несжатых эхоимпульсов и амплитуды соответствующего эхо-импульса иэ серии сжатых эхо-импульсов.

Осуществление этого способа производится следующим образом. На образец, подвергающийся измерениям, через пьезопреобразователь подают широкополосные частотно-модулированные (ЧМ) сигналы. С выходного преобразователя, установленного на образце, образующуюся серию эхо-сигна-! лов сжимают с помощью оптимального фильтра. Затем прн помощи переключателя включают . усилитель высокой частоты и усиливают серию несжатых эхо-сигналов.

По амплитудам сжатых и несжатых эхосигналов известными способами определяют затухание сжатых и несжатых (на различных частотах) сигналов соответственно.

В результате измерений устанавливаются два важных параметра измеряемого материала:

20 усредненное затухание материала в полосе ЧМ-сигнала, . частотная зависимость затухания в пределах вариации частот ЧМ-сигнала.

На фиг. 1 схематически показано устройство для осуществления описываемого спо б24158

Формула изобретения

Фиг.1 соба; на фиг. 2 — эпюры сигналов. Задающий импульсный генератор 1 запускает генератор ЧМ-колебаний 2, с которого колебания подаются на испытываемую среду 3, где установлены входной 4 и выходной 5 пьезопреобразователи. При подаче ЧМ-сигналов во входном преобразователе происходит преобразование электрических колебаний в механические, и в испы1ываемой среде в результате отражений возникает серия эхо-сигналов. Серия эхо-сигналов выходным преобразователем 5 преобразуется в электрические колебания и подается на усилитель промежуточной частоты 6 или в оптимальный фильтр 7 в зависимости от положения переключателя 8 и далее на индикаторное устройство 9. Индикаторное устройст во известными способами измеряет затухания колебаний различных частот несжатых эхо-сигналов и усредненного затухания сжатых сигналов.

На фиг. 2 графически показано осуществление предлагаемого способа. На фиг. 2, а приведен эскиз образца испытываемого материала (среды) с установленными на нем пьезопреобразователями. Тонкой линией в образце показан путь многократно отраженных импульсов ультразвуковых колебаний. Стрелки указывают направление распространения их. На выходной преобразователь 5 импульсы приходят в моменты времени, обозначенные условно 1, 2, 3. По испытываемому образцу среды они проходят путь, равный одной, трем и пяти и т. д. длинам образца соответственно. Воспроизведение серий отраженных эхо-сигналов, прошедших через образец, показано на фиг. 26 и 2г.

При положении «1» переключателя 8 (см. фиг. 1) многократно отраженные частотно-модулированные эхо-сигналы c выходного преобразователя через сплптсль попадают на индикатор. Графически опи изображены на фиг. 2о. По пунктирным экспонентам, проведенным по вершинам амплитуд составляющих частот многократно отраженных эхо-сигналов (на графике выбраны частоты ft, f, и f,) известными способами вычисляют затухания для этих частот и строят частотную зависимость коэффициента затухания материала в пределах вариации частот ЧМ-сигнала (см. фиг. 2 в).

При положении «II» переключателя 8 многократно отраженные частотно-модулированные эхо-сигналы с выходного преобра1 зователя попадают в оптимальный фильтр, где сжимаются, и далее поступают на индикатор. По экспоненте, проведенной по вершинам сжатых сигналов, определяют у редненное затухание материала в полосе.ЧМсигнала (см. фиг. 2 г).

Способ ультразвуковой импульсной эхо25 локан; сред по авт. свид. №284394, отличаюи1ийся тем, что, с целью выявления частотных свойств среды и повышения чувствительности, измеряют соотношение изменений амплитуд в серии несжатых эхо-импульсов и в серии сжатых эхо-импульсов, зо измеряют соотношение амплитуд на каждой из мгновенных частот серии несжатых эхоимпульсов и амплитуды соответствующего эхо-импульса из серии сжатых эхо-импульсов.

Источники информации, принятые во вни 5 мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 284394, кл. G 01 N 29/00, 1970.

624158

1 а г

b x

1 -6, 2 ф у

Эе

-tn Jo a= г фиг.г

Составитель B. Пирогов

Техред О. Луговая Корректор Е. Папп

Тираж 1112 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ра> шская наб. д. 415

Филиал ПГ!Г1 «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4