EN 14579 Skúšobné metódy pre prírodný kameň - Stanovenie rýchlosti šírenia zvuku

Európska norma „EN 14579 Skúšobné metódy pre prírodný kameň – Stanovenie rýchlosti šírenia zvuku“ opisuje metódu na stanovenie rýchlosti šírenia ultrazvukových pozdĺžnych vĺn v prírodnom kameni, a to v laboratóriu aj na mieste.

Počas testu generuje elektroakustický menič, ktorý je v kontakte s jedným povrchom testovaného kameňa, impulz pozdĺžnych vibrácií. Po prejdení známej dráhy na kameni sa vibračný impulz premení na elektrický signál druhým meničom a elektronické časovacie obvody umožňujú meranie času prechodu impulzu.

Zariadenie používané v týchto testoch v podstate pozostáva z generátora elektrických impulzov, dvojitého meniča, zosilňovača a elektronického časovacieho zariadenia na meranie časového intervalu medzi začiatkom impulzu generovaného na vysielacom meniči a jeho príchodom do prijímacieho meniča.

Existujú dva typy elektronických časovacích zariadení:

• Osciloskop, ktorý zobrazuje počiatočnú prednú plochu impulzu podľa vhodnej časovej stupnice.
• Intervalový časovač s priamym odčítaním digitálneho displeja.

Osciloskop umožňuje skúmať priebehy, čo môže byť výhodné v zložitých situáciách.

Zariadenia použité pri skúškach musia spĺňať nasledujúce výkonnostné požiadavky:

• Meria časy prechodu na kalibračnej tyči s presnosťou plus/mínus 0,1 µs.
• Aby sa zabezpečil ostrý nábeh impulzu, t. j. elektronický stimulačný impulz aplikovaný na vysielací menič nesmie mať dobu nábehu dlhšiu ako jednu štvrtinu jeho prirodzenej periódy.
• Frekvencia opakovania impulzov musí byť dostatočne nízka, aby sa zabezpečilo, že začiatok prijímaného signálu nebude rušený ozvenami.

V testoch sa používajú aj meniče. Vlastná frekvencia týchto zariadení by mala byť v rozsahu 20 až 150 kHz. Niekedy sa môžu použiť frekvencie od 10 kHz do 200 kHz. Vysokofrekvenčné impulzy majú dobre definovaný nástup, ale pri prechode prírodným kameňom sa zoslabujú rýchlejšie ako nízkofrekvenčné impulzy. Preto je vhodnejšie použiť vysokofrekvenčné meniče (82 kHz až 200 kHz) pre krátke dĺžky dráh (do 50 mm) a nízkofrekvenčné meniče (10 kHz až 40 kHz) pre dlhé dĺžky dráh (maximálne do 15 m). Pre väčšinu aplikácií sa ukázali byť užitočné meniče s frekvenciami medzi 40 kHz a 82 kHz.

V testoch sa tiež používa zariadenie na určenie času príchodu impulzu. Toto zariadenie musí byť schopné určiť čas príchodu prvej prednej plochy impulzu, aj keď má malú amplitúdu v porovnaní s prvou polvlnou impulzu.

Okrem toho sa v testoch používa váha s presnosťou 0,01 % váženej hmotnosti spolu s vetranou pecou, ​​ktorá dokáže udržiavať teplotu 70 stupňov plus/mínus 5 stupňov.

Odber vzoriek nie je zodpovednosťou skúšobného laboratória, pokiaľ nie je výslovne požiadané. Z homogénnej dávky by sa malo vybrať najmenej 6 vzoriek.

Ako štandardná referencia by mal byť konečný povrch vzoriek pílený alebo vyhladený. ​​Skúšobné vzorky by mali byť hranoly s rozmermi 300 mm x 75 mm x 50 mm s toleranciou plus/mínus 2 mm. Ak kameň vykazuje anizotropné roviny (napr. vrstvenie, foliácia), vzorky by mali byť pripravené s ich dlhými osami rovnobežnými alebo kolmými na tieto roviny. Vzorky by sa mali sušiť pri teplote 70 stupňov plus/mínus 5 stupňov, kým sa nedosiahne konštantná hmotnosť. Predpokladá sa, že je dosiahnutá, ak rozdiel medzi dvoma váženiami vykonanými v 24-hodinových intervaloch plus/mínus 2 hodiny nepresiahne 0,1 % prvej hmotnosti.

Počas testovania sa zariadenie musí používať v prevádzkových podmienkach stanovených výrobcom. Pre zabezpečenie opakovateľných meraní rýchlosti impulzov je potrebné zohľadniť rôzne faktory, ktoré môžu ovplyvniť merania. Potrebné informácie sú uvedené v štandardnej prílohe (príloha B).

Pri usporiadaní meničov je možné detekovať impulzy prechádzajúce prírodným kameňom v inom smere, ako je smer, v ktorom je vyžarovaná maximálna energia, aj keď je povrch meniča v pravom uhle k vysielajúcemu meniču. Preto je možné vykonávať merania rýchlosti impulzov umiestnením dvoch meničov na protiľahlé povrchy (priamy prenos), susedné povrchy (polopriamy prenos) alebo na ten istý povrch (nepriamy alebo povrchový prenos).

Môže byť potrebné umiestniť meniče na opačné strany, ale nemali by byť umiestnené priamo oproti sebe. Tento typ usporiadania by sa mal považovať za polopriamy prenos. Nepriame usporiadanie prenosu je najmenej citlivé a malo by sa používať iba na merania in situ, kde je prístupná iba jedna strana prírodného kameňa alebo kde je určenie pevnosti povrchovej vrstvy dôležitejšie ako samotné telo kameňa. Polopriame usporiadanie prenosu má citlivosť medzi ostatnými dvoma usporiadaniami a malo by sa používať iba vtedy, keď priame usporiadanie nie je k dispozícii.

Pri priamom prenose je dĺžka dráhy vzdialenosť medzi meničmi, meraná s presnosťou plus/mínus 1 percento. Pri polopriamom prenose sa vo všeobecnosti považuje za dostatočne presné brať dĺžku dráhy ako vzdialenosť meranú od stredu k stredu plôch meničov. Presnosť merania dĺžky dráhy závisí od veľkosti meničov v porovnaní so vzdialenosťou medzi stredmi a musí sa odhadnúť. Pri nepriamom prenose sa dĺžka dráhy nemeria, ale vykonáva sa séria meraní tak, aby meniče boli od seba v rôznych vzdialenostiach.

Naša organizácia má silnú pracovnú silu, ktorá pozorne sleduje globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšuje. Medzi početnými testami, meraniami, analýzami a hodnoteniami poskytovanými pre podniky v rôznych odvetviach sú aj testovacie služby v súlade s normou „EN 14579 Skúšobné metódy prírodného kameňa - Stanovenie rýchlosti šírenia zvuku“.