Оптичний спосіб визначення локальної швидкості поверхневих акустичних хвиль

Реферат: UA 83213 U UA 83213 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може бути використана для вимірювання акустичних властивостей матеріалу. Відомий спосіб вимірювання швидкості поверхневих акустичних хвиль в твердих тілах, згідно з яким збуджують на поверхні зразка поверхневу акустичну хвилю, направляють на цю поверхню зондуючий оптичний промінь, який після відбивання від поверхні направляють на фотоприймач, і з його допомогою реєструють сигнал, зміщують зондуючий промінь по поверхні зразка і знову реєструють сигнал фотоприймачем, вимірюють величину часового зсуву між виміряними сигналами, і по величині часового зсуву між сигналами, а також по величині зміщення зондуючого променя по зразку визначають швидкість [Ruiz A., Nagy P. В. Laserultrasonic surface wave dispersion measurements on surface-treated metals// Ultrasonics. - 2004. 42. - p. 665-669]. Однак, точність визначення швидкості є недостатня, оскільки обмежена точністю визначення величини просторового зміщення зондуючого променя, яке у випадку зразків із просторово-неоднорідними властивостями має бути малим для забезпечення високого просторового розділення. В основу корисної моделі поставлена задача створити оптичний спосіб визначення локальної швидкості поверхневої акустичної хвилі з більшою точністю. Поставлена задача вирішується наступним чином: збуджують на поверхні зразка поверхневу акустичну хвилю, направляють на цю поверхню зондуючий оптичний промінь, який після відбивання направляють на фотоприймач, згідно з корисною моделлю, оптичний промінь розширюють за допомогою формуючої оптичної системи і, переміщаючи фотоприймач паралельно до напрямку поширення акустичної поверхневої хвилі, реєструють сигнал в двох ділянках оптичного пучка, по величині просторового зміщення фотоприймача та часовому зсуву між сигналами визначають швидкість. Поверхня зразка, по якій поширюється поверхнева акустична хвиля, зміщується відповідно до фази хвилі. Оптичний промінь, відбитий від поверхні зразка, несе в собі інформацію про розподіл зміщень по поверхні зразка, яка проявляється в зміні інтенсивності по перерізу променя. Сигнал, зареєстрований за допомогою фотоприймача, розміщеного в певній ділянці перерізу оптичного променя, відповідає зміщенню поверхні зразка в відповідній ділянці. Вимірюючи часовий зсув між сигналами, які зареєстровані фотоприймачем, можна знайти часовий зсув між часом приходу поверхневої акустичної хвилі у відповідні ділянки зразка. Відстань між цими ділянками зразка можна знайти, вимірявши відстань між відповідними ділянками перерізу оптичного променя і провівши відповідний перерахунок. Внаслідок розширення променя за допомогою оптичної формуючої системи відстань, яку необхідно виміряти в поперечному напрямку променя, є суттєво більшою за відповідну відстань на поверхні зразка. Тому точність її визначення є відповідно також більшою порівняно з точністю визначення відстані на поверхні зразка. Таким чином, досягається більша точність визначення швидкості поверхневої акустичної хвилі. При цьому зберігається висока роздільна здатність, оскільки відстань між ділянками на поверхні зразка, в яких проводиться реєстрація поверхневої акустичної хвилі, залишається малою. Оптичний спосіб визначення локальної швидкості поверхневих акустичних хвиль реалізується наступним чином: збуджують на поверхні зразка поверхневу акустичну хвилю, направляють на цю поверхню зондуючий оптичний промінь, який після відбивання направляють на фотоприймач, оптичний промінь розширюють за допомогою формуючої оптичної системи і, переміщаючи фотоприймач паралельно до напрямку поширення акустичної поверхневої хвилі, реєструють сигнал в двох ділянках оптичного пучка, по величині просторового зміщення фотоприймача та часовому зсуву між сигналами визначають швидкість. Збудження поверхневої акустичної хвилі можна проводити контактним чи безконтактним способом. Направляють лазерний пучок на ділянку зразка, по якій проходить поверхнева акустична хвиля і розширюють його за допомогою формуючої оптики. На шляху променя розміщують фотоприймач, закріплений на мікрометричному столику, який переміщається в напрямку, паралельному поширенню поверхневої акустичної хвилі. Реєструють часову різницю між сигналами при двох різних положеннях фотоприймача. Відстань між ділянками реєстрації поверхневої акустичної хвилі вимірюють за допомогою мікрометричного столика. По величині часового зсуву між сигналами та відстані між ділянками реєстрації знаходять локальну швидкість поверхневої акустичної хвилі. 1 UA 83213 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Оптичний спосіб визначення локальної швидкості поверхневих акустичних хвиль, згідно з яким збуджують на поверхні зразка поверхневу акустичну хвилю, направляють на цю поверхню зондуючий оптичний промінь, який після відбивання направляють на фотоприймач, який відрізняється тим, що оптичний промінь розширюють за допомогою формуючої оптичної системи і, переміщаючи фотоприймач паралельно до напрямку поширення акустичної поверхневої хвилі, реєструють сигнал в двох ділянках оптичного пучка, по величині просторового зміщення фотоприймача та часовому зсуву між сигналами визначають швидкість. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2