ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Искривленные границы типа зеркал и линз из "Ультразвуковой контроль материалов " Верхний знак (-Ь) здесь относится к собирающему зеркалу, а нижний ( —) —к рассеивающему. Фокусное расстояние всегда считается положительным. [c.67] Если в собирающем зеркале расстояние до изображения получается отри-(цательным, то это означает, что мнимое изображение находится за зеркалом. В соответствии с этим при обратном ходе лучей (при падении сходящейся -сферической волны) с кажущимся центром за собирающим зеркалом рас-1Стояние а следует выбирать отрицательным. [c.67] Чтобы рассчитать звуковое давление отраженной волны, можно воспользоваться формулами (3.1) и (3.2), в которых нужно вычислить расстояние от соответствующей точки изображения. Эта точка изображения (или линия изображения в случае цилиндрической волны) и является источником, от которого можно вести новый дальнейший расчет распространения волны независимо от возникновения точки изображения. [c.68] Верхний знак ( —) относится к собирающему зеркалу, нижний ( + )—к рассеивающему . / 1 — звуковое давление падающей сферической волны на расстоянии а=1 от центра, так что отношение рг/а будет ее звуковым давлением на вершине зеркала. В случае падения сферической волны на цилиндрическое зеркало (наиболее важный случай для практики) возникает ни чисто сферическая, ни цилиндрическая волна, а некоторая комбинация из двух различных цилиндрических волн, которые в соответствии с обоими выражениями под корнем имеют также и две различные точки изображения. [c.68] В подкоренных выражениях должны рассчитываться только абсолютные значения. В случае собирающего зеркала знаменатель во всех выражениях может исчезнуть (обратиться в нуль), в частности в действительных точках изображения, где теоретически звуковое давление должно быть бесконечным. В действительности здесь уже нельзя пользоваться геометрическими представлениями ввиду явлений дифракции. Фактическая концентрация и повышение звукового давления зависят от длины волны. [c.68] На рис. 3.7 показан случай контроля материала, когда луч сферической вол ны от искателя падает на цилиндрическое отверстие в поковке. Расчет будет приведен в разделе 3.5. [c.68] цнл дрическое Д ющие ужс неперпендикулярно, соглас-зеркало в поковке НО рИС. /./ ОТраЖаЮТСЯ Не ПОЛНОСТЬЮ. [c.68] Однако отклонение очень невелико при падении продольной волны под углом 16° оно соЛавляет йсего около 10 %. Ввиду применения формулы (3.4) все равно приходится ограничиваться узкими пучками вокруг вертикально падающего луча. [c.69] Если же отражающая поверхность граничит не с воздухом, а с водой, то отражение ослабляется. В таком случае в формулу (3.5) нужно дополнительно ввести коффициент отражения Я согласно формуле (2.1). Форма отраженной волны, например положение точки изображения, при этом, разумеется, не изменяется. [c.69] За прошедшей волной через такую же искривленную границу раздела тоже можно проследить по отдельным лучам, которые подчиняются законам преломления, приведенным в гл. 2. [c.69] Сферически или эллиптически искривленная граница твердое—жидкое (рис. 3.8) действует на звуковую волну как собирающее или рассеивающее зеркало. [c.69] Какое из этих свойств будет наблюдаться, зависит от кривизны границы раздела и от соответствующих скоростей звука С) и Сг. [c.69] В отличие от световой оптики, где работают с коэффициентами преломления =С1/С2 1, при ультразвуковом контроле могут встречаться самые разнообразные его значения при преломлении продольных волн на границе вода—сталь он равен С1/С2=0,25, а иа границе сталь—вода с4с =А. [c.69] Из-за этого ограничения формула (3.6) непригодна для расчета фокусного расбтояния стандартных фокусирующих преобразователей см. раздел 4.5). [c.70] Если Вмес гЬ пйоской волны на рис. 3.8 падает сферическая, то в случае а й б получаются действительные точки изображения, а в других случаях — только мнимые (рис. 3.9). [c.70] С длиной волны. Вогнутое зеркало лучше выполнять массивным, например из стали или свинца, с потерями 10—25%. Поглощающий материал типа свинца благоприятен тем, что он не допускает возвращения прошедших волн, отраженных от других границ. Параболические зеркала выгоднее сферических, так как у них даже и краевые лучи попадают в фокус. Линзы без аберрации должны иметь форму эллипсоида. [c.71] Иногда при контроле сложных деталей используют отражение от зеркал, чтобы достичь.. труднодоступные - участки (рис. 3.10). Дополнительные примеры показаны на рис. 22.6, 5 и 16.18, причем в последнем случае, изделию специально для целей контроля была придана особай форма, чтобы можно было работать с зеркальным отражением. [c.71] заполненные жидкостью между двумя подвижными мембранами из пластмассы, имеют то преимущество, что их преломляющая сила может непрерывно изменяться при изменении формы линзы (аналогично работе глазного хрусталика человека). [c.72] В ультразвуковой технике линзы применяются в системах для получения изображения и для фокусировки звуковых полей. Сюда относятся также известные в оптике зональные пластинки или линзы Френеля (рис. З.П). Их преимущество заключается в том, что они тоньше обычных сферических или цилиндрических линз. Впрочем, они оптимальны только для одной длины волны, т. к. разница в фазе между зонами и расстояния между зонами пригодны лишь для некоторых определенных длин волн. Кроме того, импульс должен быть длинным, чтобы получить интерференцию при сдвиге фаз иногда довольно большого числа длин волн [278, 1498, 1499, 732] материалы для линз рассмотрены в работе [587]. [c.72] Вернуться к основной статье