Разработка прецизионных методов и средств измерений акустических величин твердых сред

• Автор: Кондратьев, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 443 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
ЕЕ Методы измерения скорости распространения
у.з. колебаний
Е2. Методы измерения коэффициента затухания
продольных у.з. волн
ЕЗ. Измерение параметров у.з. колебаний
Е4. Измерение параметров преобразователей
ультразвуковых колебаний
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ БЕСКОНТАКТНЫХ МЕТОДОВ
ВОЗБУЖДЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ
2. Е Оптические методы
2. Е Е Анализ механизмов возбуждения
2.Е2. Экспериментальные исследования
2. ЕЗ. Возбуждение сдвиговых и поверхностных волн
2.2. Емкостный метод возбуждения
2.2.1. Влияние силы прижатия электрода к образцу
на форму у.з. импульсов
2.2.2. Влияние ограниченности возбуждающего
электрода на форму у.з. импульса
2.2.3. Эффективность преобразования электрической
энергии в акустическую
2.2.4. Экспериментальные результаты
2.3. Электроискровой метод возбуждения
2.3.1. Краткий аналитический обзор
2.3.2. Анализ механизмов возбуждения
2.3.3. Экспериментальные исследования 146 ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ БЕСКОНТАКТНЫХ МЕТОДОВ
РЕГИСТРАЦИИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ
3.1. Емкостный метод приема у.з. колебаний

3.1.1. Характеристики емкостных преобразователей
3.1.2. Работа емкостных преобразователей на низких частотах
3.1.3. Конструкции емкостных преобразователей
3.1.4. Стабилизация чувствительности емкостных преобразователей
3.2. Интерференционно-оптические измерители у.з. колебаний
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРЕЦИЗИОННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
4.1. Резонансные методы измерения параметров распространения
4.1.1. Основы резонансного метода
4.1.2. Реализация резонансного метода при наличии помехи
4.1.3. Измерение параметров С/, и а на межпиковых частотах
4.1.4. Измерение параметров распространения поверхностных волн резонансным методом
4.2. Эхо-импульсные методы измерения параметров
распространения
4.2.1. Определение дифракционных поправок
4.2.2. Измерение скоростей распространения сдвиговых и поверхностных волн
4.3. Параметры ультразвуковых преобразователей
4.3.1. Методы измерения параметров преобразователей у.з.
колебаний
4.3.2. Результаты экспериментов
4.4. Экспериментальное исследование волноводных свойств
объектов контроля
4.4.1. Стержневые и плоские образцы
4.4.2. Образцы типа «труба» 285 ГЛАВА 5. АНАЛИЗ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
УСТАНОВОК
5.1. Образцовая установка для комплексного измерения
акустических параметров материалов (ИЗУ-1)
5.1.1 Составляющие погрешностей при измерении скоростей распространения у.з. колебаний

5.1.2 Составляющие погрешностей при измерении
коэффициента затухания
5.2. Измерение акустической неоднородности и
температурной стабильности образцов
5.3. Установка высшей точности для воспроизведения единицы коэффициента затухания продольных у.з. волн
5.3.1. Составляющие погрешностей при измерении
коэффициента затухания эхо-методом
5.3.2. Составляющие погрешностей при измерении
коэффициента затухания резонансным методом
5.4. Образцовая установка для измерения параметров преобразователей ультразвуковых колебаний
5.4.1. Составляющие погрешностей измерения параметров образцового емкостного преобразователя
5.4.2. Составляющие погрешностей измерения параметров преобразователей у.з. колебаний
ГЛАВА 6. НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Измерение физико-механических характеристик
6.1.1. Определение модулей упругости
6.1.2. Измерение модулей упругости третьего порядка
6.2. Применение бесконтактных методов в неразрушающем
контроле
6.2.1. Структуроскопия
6.2.2. Дефектоскопия
6.3. Исследование физико-химических процессов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
П. 1. Дифракционные поправки
П.2. Государственная поверочная схема
П.З. Первая редакция ГОСТа
П.4. Измеритель отношений

широкого применения в связи с сильной зависимостью результата измерений от формы исходного импульса).
Существует несколько разновидностей метода импульсной интерференции. В одном из них, известном под названием метода наложения импульсов, с помощью регулировки частоты повторения добиваются наложения последовательных отражений друг на друга. Затем полученная таким образом частота повторения измеряется частотомером и по ней вычисляется значение скорости звука. При введении необходимых поправок на ошибки, связанные с преобразователем и склейкой, указанным методом можно достичь точности измерений порядка 2-10-5. При использовании другого типичного метода непрерывный ВЧ - генератор модулируется двумя задержанными одна относительно другой последовательностями импульсов. Образуются две последовательности фазово-когерентных радиоимпульсов. Работа ведется “на прохождение”, и задержка между последовательностями импульсов выбирается так, чтобы время прихода на приемный преобразователь первого отраженного импульса второй последовательности совпадало с моментом прихода второго отраженного импульса первой последовательности. Затем, перестраивая задающий непрерывный генератор по частоте, можно найти целый ряд таких частотных точек, в которых все, за исключением первого, импульсы первой последовательности будут гаситься на приемном преобразователе импульсами второй последовательности. Проведя измерение ряда таких нулевых частотных точек, можно вычислить абсолютное значение скорости звука в образце с точностью не хуже 10~4.
Расчетное выражение для скорости звука согласно [1] можно представить в виде