азком
В
Відстань х, прохідне променем на екрані осцилографа від моменту запуску генератора розгортки до приходу імпульсу з приймального пьезопреобразователя, буде
В
де V - швидкість розгортки. Але
В
де l - відстань між випромінюючим і прийомним пьезопреобразователь; Vr - швидкість поширення ультразвуку в зразку.
Підставивши (4.13) у рівняння (4.12), отримаємо
В
Очевидно, точність вимірювання буде тим вище, чим більше х, але це значення не може перевищувати розмірів екрану трубки осцилографа. При заданих розмірах екрану більшу точність можна отримати, збільшуючи швидкість розгортки V при зменшенні часу t '. Застосування осцилографа С1-54 дає точність вимірювань до 0,2%.
В
2.3 Імпульсно-фазовий метод
імпульсний-фазовий спосіб вимірювання швидкості, що забезпечує високу точність вимірювання [4] заснований на компенсації акустичного імпульсу, що пройшов ОК, і електричного імпульсу, що пройшов через ємнісний зв'язок у вхідні ланцюг приймача. Генератор високої частоти 1 (рис. 11 а) виробляє безперервні гармонійні коливання, частота яких вимірюється електронним частотомером 5. З них блоком 2 формуються два зсунутих відносно один одного радиоимпульса
(рис. 12 6). тривалість год амплітуда У час затримки т і період повторення імпульсів задаються модулятором б (рис. 12 а). за допомогою п'єзоелектричних випромінювача ІП і приймача ПП імпульси проходять як акустичні коливання. Приймальний тракт приладу 4 складається з атенюатора і підсилювача. сигнали спостерігають на осцилографі 7. br/>В
Рис. 12. Вимірювання швидкості імпульсно-фазовим способом (а) і електричні коливання, використовувані при вимірюванні швидкості імпульсно-фазовим способом: I - безперервні гармонійні коливання генератора високої частоти; II імпульси, що виробляються модулятором; III - електричні сигнали, створювані акустичними імпульсами; IУ - електричні сигнали, що пройшли через ємність зв'язку у вхідні ланцюг приймача (+6)
Вимірювання швидкості виробляється шляхом порівняння сигналу 1а, створюваного акустичним імпульсом, і сигналу 26, що пройшов через регульовану ємність зв'язку. Час затримки регулюють те, щоб ці імпульси поєдналися. Регулюванням ємності і зменшенням амплітуди домагаються компенсації їм пульсів на екрані осцилоскопа. Частота генератора збігається з частотою перетворювачів, і вимірювання проводять в околицях цієї частоти. Не наводячи алгоритму досить складних налаштувань і вимірювань, відзначимо [2], що похибка вимірювань приладу типу В«Фонон" не більше 0,1%, а відтворюваність результатів - тисячні частки відсотка.
2.4 Метод автоціркуляціі імпульсу
Імпульсний прилад має гарну помехозащищенностью, але для дослідницьких цілей точність його недостатня. Крім того, вимірювання по сітці на екрані осцилографа досить трудомісткі. Відстань між пьезопреобразователь повинно бути не менше 100-150 мм. Однак багато деталі не мають таких майданчиків для установки п'єзоперетворювачів. Наприклад, ширина зварювальних швів паропроводів 20-30 мм, а для таких малих відстаней застосування імпульсного методу вимагає значного зменшення тривалості вводиться в деталь ультразвукового їм пульсу, що технічно здійснити дуже важко.
При цьому частота імпульсів автоціркуляціі залежить від часу пробігу імпульсом відстані між пьезопреобразователь, а значить (при незмінній відстані між перетворювачами), - від швидкості поширення ультразвуку в зразку. Розглянемо докладно варіант автоціркуляціонного приладу (рис. 13). br/>В
Рис. 13. Блок-схема автоціркуляціонного приладу
ГЗІ генератор запускають імпульсів; Усi імпульсний підсилювач; В1 і В2 - випромінюючий і приймальний пьезопрео бразователі; Про - зразок (деталь); УС2 - широкосмуговий підсилювач; ФІI, ФІ2 - формувач відповідно коротких і прямокутних імпульсів; Ч частотомір ЧЗ-З3; 51 - вмикач; См - змішувач: ОГ генератор опорної частоти; ФНЧ - фільтр нижніх частот; ИЧ - аналоговий вимірювач частот.
Генератор запускають імпульсів ГЗІ подає імпульси на вхід імпульсного підсилювача Усi, з виходу якого імпульси надходять на випромінюючий пьезопреобразователь В1. Минулий за зразком ультразвукової імпульс збуджує приймальний пьезопреобразователь В2, електричний сигнал з якого надходить на вхід широкосмугового підсилювача УС2. Сигнал на виході УС2 являє собою затухаючі високочастотні коливання. З цього сигналу ФІ 1 формує короткі імпульси, використовувані для запуску ФІ2. Завдання блоку ФІ2 - формування прямокутних імпульсів тривалістю, кілька більшої половини періоду проходження імпульсів, чим усувається небезпека виникнення коливань на кратних частотах. З виходу ФІ2 імпульси подаються на вхід імпульсного підсилювача Усi, тим самим ланцюг автоціркуляціі замикається. Після появи стійких коливань генератор запускають імпульсів...
