PL146039B1

POLSKA
RZECZPOSPOLITA
LUDOWA
OPIS PATENTOWY
146 039
Patent dodatkowy
do patentu nr
Int. Cl.4 G01H 3/10
Zgłoszono:
85 02 15
(P. 251961)
Pierwszeństwo
URZĄD
PATENTOWY
PRL
Zgłoszenie ogłoszono:
ClrtlLNIA
86 08 26
"w
.U
Opis patentowy opublikowano: 89 05 31
Twórcywynalazku: Elżbieta Kotlicka, Antoni Latuszek, Zygmunt Zawisławski,
Andrzej Poloński
Oprawniony z patentu: Politechnika Warszawska,
Warszawa (Polska)
Sposób pomiaru mocy ultradźwiękowej fali powierzchniowej
Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru mocy ultradźwiękowej fali powierzchniowej w
dowolnie wybranym miejscu powierzchni ciała stałego, zwłaszcza metalu, szkła, ceramiki, cieczy.
Znane^ą sposoby pomiaru mocy ultradźwiękowej fali powierzchniowej polegające na pomia¬
rze amplitudy tej fali metodą optyczną lub za pomocą przetwornika piezoelektrycznego. Korzysta¬
jąc ze znanych wzorów matematycznych, do których wstawia się pomierzoną wartość amplitudy tej
fali, oblicza się jej moc. Pomiary te są jednak mało dokładne i czasochłonne i nie dają informacji na
temat rozkładu poprzecznego pola tej fali. Natomiast przetwornika piezoelektrycznego nie da się
zastosować przy badaniu fal rozchodzących się po niektórych materiałach, zwłaszcza metalach.
Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że wykorzystuje się zjawisko wnikania fal
ultradźwiękowych w niektóre materiały,jak teflon, szkło organiczne, wszystkie ciecze, w których to
materiałach prędkość rozchodzenia się fali objętościowej jest znacznie mniejsza niż fali powierzch¬
niowej w badanym ciele.
W miejscu badanym umieszcza się detektor fali ultradźwiękowej zbudowany z takiego mate¬
riału, aby fala ultradźwiękowa powierzchniowa zmienia się w nim na falę objętościową, wytłumia
się ją zamieniając jej energię mechaniczną w energię cieplną. Przyrost temperatury materiału
detektora jest miarą energii ultradźwiękowej.
Sposób według wynalazku pozwala na pomiar szybki, bezpośredni bez konieczności stosowa¬
nia skomplikowanych przeliczeń matematycznych, w dowolnym miejscu powierzchni i w dowolnej
odległości od źródła fali. Ponadto, sposób ten umożliwia pomiar dla dowolnie ukształtowanych
powierzchniach jak: karoserie samochodowe, obudowy samolotów i wszelkiego rodzaju drgań
części maszyn, drgań fundamentów.
Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony przykładowo na rysunku, na którym fig. 1
przedstawia schematycznie układ pomiarowy, a fig. 2 — falę objętościową w dektektorze
pomiarowym.
Ultradźwiękowa fala powierzchniowa 2, wytwarzona w przetworniku ultradźwiękowych fal
powierzchniowych 1, przemieszcza się po powierzchni metalowej części maszyny 6 i dochodzi do
2
146 039
dolnej powierzchni detektora 3. Tapowierzchnia detektora styka się z pofalowaną powierzchnią 6
poprzez warstwę oleju 7 dla wytworzenia lepszego styku tych powierzchi. Powierzchniowa fala 2
zamienia się w detektorze 3 wykonanym z teflonu z falą objętościową, jak to przedstawionejest na
fig. 2, dzięki temu, że prędkość rozchodzenia się fali powierzchniowej w metalu jest większa od
prędkości fali objętościowej w teflonie. Zgodnie ze znaną właściwością tłumienia fal objętościo¬
wych przy odpowiedniej wysokości detektora 3 fala ta zostanie całkowicie wytłumiona. W czasie
wytłumiania fali objętościowej nastąpi zamiana energii mechanicznej na energię cieplną. Wskutek
tego nastąpi wzrost temperatury w objętości detektora 3, który można zmierzyć za pomocą
termometru 4. Przyrost temperatury detektora 3 jest miarą pobranej mocy ultradźwiękowej fali
powierzchniowej z powierzchni 6.
Zastrzeżenie patentowe
Sposób pomiaru mocy ultradźwiękowej fali powierzchniowej, znamienny tym, że w określo¬
nym miejscu pomiaru na powierzchni rozchodzenia się fali ustawia się detektor (3) wykonany z
materiału o mniejszej prędkości rozchodzenia się ultradźwiękowej fali objętościowej niż w badanej
powierzchni (6), za pośrednictwem tego detektora falę powierzchniową (2) zamienia się na objętoś¬
ciową, którą się całkowicie tłumi w tym to detektorze (3) zamieniając jej energię mechaniczną na
energię cieplną i mierzy się w znany sposób przyrost ciepła w detektorze (3).
146039
FIG.1
/////////Xł
FIG. 2