Эталонная установка для комплексных измерений акустических параметров твёрдых сред

Рассмотрены вопросы обеспечения рабочими эталонами 1-го разряда метрологических организаций страны с учётом современных потребностей в области ультразвуковых измерений в твёрдых средах. Представлена модернизированная эталонная установка для прецизионных измерений скоростей распространения продольных и сдвиговых ультразвуковых волн и коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в твёрдых средах. Измерения акустических параметров твёрдых сред производятся эхо-импульсным и резонансным методами с использованием бесконтактных широкополосных ёмкостных методов возбуждения и регистрации ультразвуковых волн. Данная установка применяется в качестве рабочего эталона 1-го разряда в соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений скоростей распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн в твёрдых средах. Усовершенствованы технические средства, входящие в состав установки (механическая и электронная части), заменены аналоговые средства измерений на цифровые, разработаны методики измерений акустических параметров твёрдых сред на основе цифровых средств измерений, расширен диапазон толщины ультразвуковых мер. Описаны состав и основные части эталонной установки, применяемые методы измерений, принципы действия установки в различных режимах работы. Приведены технические и метрологические характеристики установки. Проанализированы источники погрешности (неопределённости) измерений. Область применения результатов – высокоточные измерения акустических характеристик твёрдых сред, метрологическое обеспечение ультразвукового неразрушающего контроля и диагностики.

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

2. Алешин Н. П., Белый В. Е., Вопилкин А. Х., Вощанов А. К., Ермолов И. Н., Гурвич А. К. Методы акустического контроля металлов. М.: Машиностроение, 1989. 456 с.

3. Крауткремер Й., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль металлов. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1991. 752 с.

4. Franco E. E., Meza J. M., Buiochi F. Dyna, 2011, vol. 78, no. 168, pp. 58–64. URL: https://www.redalyc.org/pdf/496/49622401007.pdf (дата обращения: 20.01.2023).

5. Aindow A. M., Cooper J. A., Dewhurst R. J., Palmer S. B. Journal of Physics E: Scientific Instruments, 1987, vol. 20, no. 2, pp. 204–209. https://doi.org/10.1088/0022-3735/20/2/017

6. Луговой В. А., Базылев П. В. Прецизионные методы и средства исследований параметров акустических сигналов различных типов волн в твердых средах: монография. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2011. 180 с.

7. Vincent A. Ultrasonics, 1987, vol. 25, no. 4, pp. 237–243. https://doi.org/10.1016/0041-624X(87)90039-4

8. Архипов В. И., Кондратьев А. И. Исследование прохождения ультразвукового импульса через слой жидкости // Дефектоскопия. 1993. № 11. С. 21–25.

9. Гусаков С. А., Кондратьев А. И. Образцовая установка для комплексных измерений акустических параметров материалов // Измерительная техника. 1989. № 7. С. 50–52.

10. 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 // Измерительная техника. 2016. № 5. С. 5–10.

11. Кондратьев А. И., Луговой В. А. Датчик акустических сигналов для высокоточных измерений // Дефектоскопия. 1990. № 3. С. 30–38.

12. Кондратьев А. И. Прецизионные измерения скорости и затухания ультразвука в твердых телах // Акустический журнал. 1990. Т. 36. № 3. С. 470–476.

13. Архипов В. И., Бондаренко А. Н., Кондратьев А. И. Оптический метод измерения скорости сдвиговых волн // Измерительная техника. 1984. № 3. С. 27–28.

14. Заключительный отчёт о пилотных сличениях КООМЕТ 706/RU-а/16 «Сличение результатов измерений скорости распространения продольных ультразвуковых волн в твердых средах», 2021. URL: http://www.coomet.org/DB/isapi/cmt_docs/2022/02/2DLFD1BD6.pdf (дата обращения: 16.09.2022).