ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие требования к источникам и приемникам колебаний из "Акустоплярископия горных пород " В соответствии с разделом 1.4, для измерения величин фазовой скорости е анизотропных средах следует применять импульсные источники, излучающие волны с локально плоскими фронтами и достаточно узкой диаграммой направленности, изготовленные в виде диска 5 диаметром с/ X, где к - дд.ина преобладающей волны, элементы которого колеблются синхронно. Источник располагается на оси симметрии верхней фани образца так, как это показано на рис. [c.52] Большое затухание колебаний в горных породах заставляет выбирать наиболее низкую из возможных основную частоту импульсных источников и приемников колебаний.С другой стороны, параметры направленности излучения источника должны быть таковы (см. рис. 4.1), чтобы боковые Офажения от фаней образца не оказывали влияния на форму переднего фронта и амплитуду импульса, принимаемого приемником. [c.52] Схема прохождения пучка лучей от импульсного источника. [c.52] В сохранных горных породах средняя скорость распространения поперечных колебаний составляет Vs = Зк [ 58]. [c.53] Инструментальные наблюдения, опыт которых изложен в работе [ 58], показали, что удовлетворительные условия измерений достигаются при fo 0.5 МГц или отношении i/A 5. [c.53] Естественно, что схема прохождения пучка лучей от источника к приемнику в анизотропной среде, в общем, будет гхзкально-птский фронт, под углом выглядеть иначе. В тех случаях, когда ц/ анизотропном образце. [c.53] пучок лучей, в зависимости от ориентации оси симметрии среды OZ, будет смещаться на величину угла = Ф- 0. В свою очередь, величина угла Т будет зависеть от того, является ли среда сильно- или слабоанизотропной, от вида рассматриваемой волны. [c.53] Соответственно, располагая сведениями о величине угла Т смещения пучка лучей в анизотропной среде, допустимой величине смещения, можно обоснованно выбрать соотношение размера преобразователей d и образца /. [c.53] Помимо перечисленных условий (4.2, 4.3), главным требованием к источникам и приемникам колебаний является их высокая отдача и чувствительность, достаточные для того, чтобы определять величины скорости распространения упругих колебаний в сильнопоглощающих горных породах. [c.53] В физике твердого тела при изучении достаточно совершенных сред дли возбуждения сдвиговых колебаний применяют пластинки кварца АС-среза [43] Однако коэффициент электромеханической связи кварца, определяющий долк энергии, переходящей из электрического импульса в акустический, довольно мал. Получение преобразователей с использованием пластины кварца, работающих на низких частотах, ввиду необходимости увеличения толщины пластины до 8-15 мм еще в большей степени снижает их эффективность. Как известно, использование пьезоэлектрической керамики позволяет, по сравнению с кварцевой пластиной, повысить отдачу преобразователя примерно в 25 раз [ 59]. [c.54] Один из хорошо работающих на низких частотах приемников сдвиговых колебаний, использующих высокоэффективную пьезокерамику, разработан Л.И.Боканенко [60]. В этом приемнике основой преобразователя является биморфный пьезоэлемент, работающий на изгиб и контактирующий с исследуемой средой в точке. Как отмечает Л.И.Боканенко, использование этого приемника в качестве излучателя 5-колебаний неэффективно. [c.54] Преобразователи нормального ввода луча ультразвуковых колебаний, снабженные пьезокерамической пластиной с поперечной поляризацией [49], имеют ряд недостатков, затрудняющих широкое их применение. Например, они отличаются большой сложностью технологии изготовления, включающей 7-8 отдельных этапов обработки пьезокерамики. Получаемые пьезопластины по условию моночастотности должны иметь отношение длины к толщине 40, Налагаемое условие приводит к невозможности получения пьезоэлементов удовлетворительного качества на частоты менее 1 МГц [61, 62]. Основным недостатком пьезопластин с поперечной поляризацией является большой уровень генерации паразитных продольных колебаний. Некоторое, однако не полное выделение 5-колебаний можно осуществить методом буферных стержней [63]. [c.54] Более эффектным путем получения чисто сдвиговых колебаний являются способы преобразования продольных колебаний в поперечные колебания (/ - 5) на физических фаницах раздела сред [ 64]. [c.54] Вернуться к основной статье