- •Содержание
- •Лабораторная работа № 1. Исследование свойств горных пород волновым ультразвуковым методом
- •1. Теоретические предпосылки к работе
- •2. Описание лабораторной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Оформление и содержание отчета
- •Л абораторная работа № 2. Изучение продольных колебаний упругих стержней (Определение упругих свойств горных пород резонансным методом)
- •1. Теоретические предпосылки к работе
- •2 Описание установки
- •3.Порядок выполнения работ
- •4. Оформление и содержание отчета
- •Л абораторная работа № 3.
- •1. Теоретические предпосылки к работе
- •2. Описание установки и методика измерений
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Оформление и содержание отчета
- •1. Теоретические предпосылки к работе
- •2. Описание установки и методика измерения
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Оформление и содержание отчета
- •1. Теоретические предпосылки к работе
- •2. Описание лабораторной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Оформление и содержание отчета
- •Л абораторная работа № 6. Измерение затухания упругих волн в твердых телах
- •1.Теоретические предпосылки
- •2 Описание установки и методика измерений
- •3. Порядок выполнения работы
- •4.Оформление и содержание отчета
- •1. Теоретические предпосылки
- •2. Описание установки и методика измерений
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Оформление и содержание отчета
- •Л абораторная работа № 8. Исследование характеристик направленности источника электромагнитных волн
- •1. Теоретические предпосылки к работе
- •2. Описание лабораторной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Оформление и содержание отчета
2. Описание лабораторной установки
Схема измерения показана на рис. 5.1. Импульсный генератор 3 вырабатывает прямоугольные импульсы длительностью и частотой следования . Сигнал с генератора 3 поступает на излучатель , который преобразует электрический сигнал в акустические импульсы. Приемник упругих колебаний преобразует акустический сигнал в электрический. Электрический сигнал поступает на вход осциллографа 4. Осциллограф 4 работает в режиме ждущей развертки с внешней синхронизацией. Синхронизирующий сигнал подается на вход осциллографа с генератора импульсов. В этом режиме на экране осциллографа получается устойчивое изображение импульса, прошедшего через образец. Амплитуда импульса измеряется с помощью осциллографа.
Эксперимент проводится на двух образцах из одинакового материала (мрамора). Один образец 1 имеет площадь поперечного сечения, почти равную площади излучателя, поэтому в нем распространяются плоские волны. Поперечные размеры другого образца 2 больше размеров излучателя. Поле плоского поршневого излучателя в данном образце будет иметь в так называемой дальней зоне вид сферической волны. В случае, если длины образцов равны , отношение давлений, которые принимают пьезокерамические датчики давления в образце 1 и образце 2, составит
, (5.5)
где a - радиус излучающей поверхности излучателя;
- частота волны;
CP - скорость;
Р - волны в образце.
Длины образцов l, для которых справедливы указанные соотношения, должны быть больше величины границы дальней зоны L:
, (5.6)
где d=2a - диаметр излучателя;
- длина волны в образце.
3. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с собранной согласно рис. 5.1. схемой установки и
подготовить приборы к работе.
2. Замерить амплитуду акустического импульса, прошедшего через образцы 1 и 2 по 5-10 раз на каждом образце, чередуя при
Рис. 5.1.
каждом цикле измеряемые образцы и следя за качеством контакта (смазка) и постоянством силы прижима преобразователей к торцам образцов при каждом измерении. Для измерения амплитуды акустического импульса произвести измерение первого вступления импульса. Для этого необходимо:
а) манипулируя ручками добиться, чтобы линия развертки располагалась в центре экрана, а первое вступление волны совместилось с одной из вертикальных осей сетки;
б) переключая переключатель "\//дел.", добиться, чтобы первое вступление импульса при его максимально возможной амплитуде умещалось внутри координатной сетки;
в) измерить по координатной сетке экрана осциллографа амплитуду первого вступления акустического импульса (число делений ) и рассчитать амплитуду по формуле
где - чувствительность ЭЛТ по оси Y;B - значение на панели осциллографа при данном положении переключателя "\//дел.".
3. Замерить время распространения импульса в образце i, расстояние между преобразователями и диаметр излучателя. Записать значение собственной частоты преобразователей, указанное на их донышке.
Д ля измерения времени распространения упругого импульса в образце необходимо:
а) манипулируя ручками , добиться совмещения линии развертки с осью абсцисс координатной сетки, а начала развертки – с началом координатной сетки;
б) переключая переключатель "время/дел", добиться, чтобы первое вступление импульса находилось в пределах координатной сетки экрана при максимально возможном расстоянии между первым вступлением и началом развертки, записать значение времени развертки , соответствующее данному положению ручки "время/дел";
в) определить число делений между началом развертки и началом первого вступления импульса Nt, рассчитать время t и скорость распространения СР импульса в образце:
t=PNt, мкс, СР=l/t, м/с.
4. Результаты измерений записать в табл. 5.1.
Таблица 5.1.
№ п/п |
АПЛ, В |
АСФ, В |
l, м |
t, мкс |
CP, м/с |
f, кГц |
a, м |
ВЭКС |
ВТЕОР |
L, м |