СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА
METHOD OF MEASURING ATTENUATION COEFFICIENT OF ULTRASOUND

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения коэффициента затухания ультразвуковых волн (УЗВ) в различных средах при исследованиях физико-механических характеристик материалов и дефектоскопии.
Известен способ измерения коэффициента затухания ультразвука (а.с. №669285), основанный на измерении отношения амплитуд сигналов, полученных в двух точках исследуемого образца при его прозвучивании в двух противоположных направлениях. Причем излучение производят из двух точек, расположенных по обе стороны от точек приема на проходящей через них прямой, при этом прозвучивание в двух противоположных направлениях осуществляют последовательно, а коэффициент поглощения определяют по формуле
1
1
2
1
где m - отношение амплитуд сигналов в точках приема с координатами х и х при излучении со стороны точки х;
2
2
1
2
m - отношение амплитуд сигналов в точках приема с координатами х и х при излучении со стороны точки х;
F - поправочная функция, учитывающая ослабление сигнала за счет расхождения волны (для плоской волны F=0).
К достоинству известного метода следует отнести независимость результата измерения от качества акустических контактов (достаточно, чтобы в процессе измерения акустические контакты были стабильны), к недостаткам - возможность измерения только при поверхностном прозвучивании.
1
12
1
2
11
1
Известен также способ измерения коэффициента затухания (а.с. 1147973) (прототип). При реализации данного метода на контролируемый образец с эквидистантными поверхностями, через слой контактной смазки, устанавливают преобразователь П, подключенный к дефектоскопу в совмещенном режиме, и измеряют амплитуду второго донного импульса A. После этого к донной поверхности образца, через слой контактной смазки, соосно преобразователю П устанавливают второй преобразователь П, идентичный первому, не присоединенный к дефектоскопу, и измеряют амплитуду первого донного импульса А. Коэффициент затухания α определяют по формуле
где Н - толщина образца;
1
2
R, R - коэффициенты отражения УЗВ на границах образца с первым и со вторым преобразователями соответственно;
(4Н)
(2H)
φ, φ - поправочные функции, учитывающие ослабление сигнала за счет расхождения волны.
1
2
1
2
Недостатком данного метода является низкая точность измерения, так как в общем случае R≠R, что связано с неполной идентичностью преобразователей П и П и неодинаковыми условиями их акустического контакта с контролируемым образцом.
Технической задачей данного изобретения является повышение точности измерения коэффициента затухания.
1
2
1
2
1
Технический результат достигается тем, что в способе измерения коэффициента затухания с использованием двух преобразователей - активного П (подключенного к дефектоскопу) и пассивного П (не подключенного к дефектоскопу), после проведения измерения амплитуд второго и первого донных импульсов, не меняя положение преобразователей относительно контролируемого образца, преобразователь П отсоединяют от дефектоскопа, подключают на его место преобразователь П, измеряют амплитуду первого донного импульса, убирают с образца преобразователь П, измеряют амплитуду второго донного импульса и по соотношению амплитуд всех измеренных импульсов судят о величине коэффициента затухания УЗВ.
1
2
Данный способ измерения коэффициента затухания УЗВ позволяет устранить ошибку, вызванную различными коэффициентами отражения УЗВ на границах образца с преобразователями П и П.
На фигурах 1-4 показана схема проведения измерения коэффициента затухания.
Способ осуществляется следующим образом.
1
12
1
2
11
1
2
2
21
1
22
На контролируемый образец 1 устанавливают (через слой контактной смазки) преобразователь П и подключают его в совмещенном режиме к дефектоскопу 2. Измеряют амплитуду второго донного сигнала A (фиг. 1). После этого к донной поверхности образца 1, через слой контактной смазки, соосно преобразователю П устанавливают второй преобразователь П, идентичный первому, не присоединенный к дефектоскопу 2, и измеряют амплитуду первого донного импульса А (фиг. 2). Не меняя положения преобразователей относительно контролируемого образца 1, преобразователь П отсоединяют от дефектоскопа 2 и вместо него подключают преобразователь П. Преобразователем П измеряют амплитуду первого донного импульса A (фиг. 3), после чего снимают с образца 1 преобразователь П и измеряют амплитуду второго донного импульса А (фиг. 4). Положение первого и второго донных импульсов показано на развертке дефектоскопа 3 (фиг. 1-4)
2
Коэффициент затухания, измеренный при активном положении преобразователя П, можно рассчитать по формуле
1
2
Окончательно коэффициент затухания α можно определить как среднее арифметическое значение величин α и α
1
2
Таким образом, значения коэффициентов отражения на границах образца с преобразователями П и П не влияют на результат измерения коэффициента затухания, из-за чего повышается точность измерения коэффициента затухания.