1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Акустический журнал
  4. T. 69, № 6, 2023

Акустический журнал, 2023, T. 69, № 6, стр. 685-694

Прецизионное измерение групповой скорости ультразвука твердых сред в образцах миллиметровой толщины

Д. И. Макалкин a, *, А. А. Карабутов a, Е. В. Саватеева a

a Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук
119991 Москва, ул. Вавилова 38, Россия

* E-mail: dmitrymakalkin@yandex.ru

Поступила в редакцию 21.06.2023
После доработки 12.09.2023
Принята к публикации 19.09.2023

Аннотация

Предлагается методика высокоточного локального измерения групповой скорости продольных волн в твердых образцах миллиметровой толщины. Для достижения требуемой точности используется лазерное термооптическое возбуждение субмикросекундных ультразвуковых видеоимпульсов и сверхширокополосная пьезоэлектрическая регистрация отраженных от контролируемого образца акустических сигналов. Исследуются плоскопараллельные образцы из дюраля, кварца и стали толщиной 2–6 мм. Для достижения необходимой точности измерения групповой скорости ультразвука используется математическая обработка формы сигнала с компенсацией дифракции ультразвукового пучка при распространении в образце. Показана возможность обеспечения неопределенности измерения групповой скорости ультразвука в диапазоне частот 1–15 МГц на уровне 0.1% в образцах миллиметровой толщины.

Ключевые слова: скорость ультразвука, фотоакустика, лазерный ультразвук, дифракция, эталон

Список литературы

  1. Труэлл Э., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: Мир, 1972. 307 с.

  2. Богданов С.В., Зубринов И.И., Пестряков Е.В., Сапожников В.К. Интерференционный акустооптический метод измерения скорости звука // Акуст. журн. 2000. Т. 46. № 1. С. 35−41.

  3. Кондратьев А.И. Прецизионные измерения скорости и затухания ультразвука в твердых телах // Акуст. журн. 1990. Т. 36. № 3. С. 470−476.

  4. https://www.astm.org/e0494-15.html

  5. Неразрушающий контроль: Справочник в 7 т. / Под ред. Клюева В.В. Т. 3. Ермолов И.Н., Ланге Ю.В. Ультразвуковой контроль. М.: Машиностроение, 2004. 864 с.

  6. Aussel J.-D., Monchalin J.-P. Precision laser-ultrasonic velocity measurement and elastic constant determination // Ultrasonics. 1989. V. 27. № 3. P. 165−177.

  7. Базылев П.В., Изотов А.В., Кондратьев А.И., Луговой В.А., Нигай В.П., Окишев К.Н. Государственный первичный эталон единицы скорости распространения продольных ультразвуковых волн в твердых средах // Измерительная техника. 2011. № 11. С. 7−10.

  8. Базылев П.В., Изотов А.В., Кондратьев А.И., Луговой В.А., Окишев К.Н. Государственный первичный эталон единиц скоростей распространения продольных, сдвиговых и поверхностных ультразвуковых волн в твердых средах // Измерительная техника. 2013. № 7. С. 6−10.

  9. Базылев П.В., Доронин И.С., Кондратьев А.И., Крумгольц И.Я., Луговой В.А., Окишев К.Н. Государственный первичный эталон единиц скоростей распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн в твердых средах ГЭТ 189-2014 // Измерительная техника. 2016. № 5. С. 5−10.

  10. Соколовская Ю.Г., Подымова Н.Б., Карабутов А.А. Лазерный оптико-акустический метод для обнаружения нарушений периодичности структуры углепластиков // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 4. С. 454−461.

  11. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1981. 264 с

  12. Макалкин Д.И., Карабутов А.А., Саватеева Е.В., Симонова В.А. Измерение локальных модулей упругости конструкционных материалов с использованием лазерных источников ультразвука // До-кл. Росс. Акад. наук. Физика, технические науки. 2022. Т. 502. С. 63−66.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Акустический журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал