Поверхностные волны акустические

Решение дисперсионного уравнения (5. 4. 35), полученное численным путем, показано на рис. 58. Как видно из рисунка, при расслоенном течении газожидкостной смеси существует одна поверхностная волна (кривая 1), распространяющаяся вдоль межфазной границы 3, и бесконечное число акустических волн (кривые 2, 3,4... ). При этом акустические моды более высокого порядка (кривые 3,4,. . . ) являются двумерными и вызывают циклические изменения давления и скорости по толщине канала. [c.207]

Поверхностные волны обусловлены колебанием частиц со значительной амплитудой на поверхности тела и постепенным ее уменьшением при удалении частиц от поверхности. Если продольная волна падает перпендикулярно на плоскую границу раздела двух сред, обладающих различным акустическим сопротивлением, то одна часть ее энергии переходит во вторую среду, а другая отражается в первую. Доля отраженной энергии тем больше, чем больше разность акустических сопротивлений сред. Если продольная волна попадает на границу раздела двух твердых сред под углом, то отраженная и прошедшая волны преломляются и трансформируются в продольные и сдвиговые, распространяющиеся в первой и второй средах под различными углами. Законы отражения и преломления волн аналогичны законам геометрической оптики. [c.194]

Акустические дефектоскопы с воздушной связью используют для контроля изделий теневым методом. Наиболее эффективно применять ЭМА-преобра-зователи в установкам для автоматического измерения толщины, работающих на поперечных волнах, и установках, использующих поверхностные волны, волны в пластинах и стержнях (табл. 10). [c.228]

Теневой метод применяют вместо эхо-метода при исследовании физико-механических свойств материалов с большими коэффициентами затухания и рассеяния акустических волн, например, при контроле прочности бетона по скорости ультразвука. Для этой цели применяют не только теневой метод, но и (в более общем виде) метод прохождения. Например, излучатель и приемник располагают с одной стороны изделия на одной поверхности и измеряют время и амплитуду сквозного сигнала головной или поверхностной волны. [c.102]

Установлено, что для системы оргстекло — сталь области оптимальных значений углов р лежат в интервале 4. .. 10°. При Р > 10° возникают акустические помехи, источниками которых являются поверхностные волны, распространяющиеся от излучателя к приемнику. Чем выше направленность пучка, тем ниже интенсивность акустических помех. [c.154]

Помехи, связанные с распространением поверхностной волны по выпуклости сварного шва (см. рис. 5.43, б положение преобразователя G), удается существенно уменьшить, если разделить излучатель G и приемник G", направив их так, чтобы акустические оси пересекались на передней кромке или оси сварного шва. При этом амплитуда сигналов от возможных дефектов практически не меняется, а амплитуда сигнала поверхностной волны, трансформирующейся в поперечную вне зоны пересечения акустических осей, существенно снижается. [c.283]

В зависимости от направления колебаний частиц по отношению к направлению распространения волны волны акустические бывают различных типов. В жидкостях и газах возникают только продольные волны (табл. 1.4), в которых направления колебаний частиц и волны совпадают. В твердых телах наряду с продольными возникают поперечные волны, в которых движение частиц перпендикулярно распространению волны. Кроме того, вдоль свободной поверхности твердого тела могут распространяться поверхностные волны (Рэлея), частицы в которых движутся по эллипсу в плоскости, перпендикулярной поверхности. В металле эти волны практически затухают на глубине 1,5 X. Скорости распространения перечисленных волн, зависящие от свойств среды, связаны между собой соотношениями [c.20]

Влияние П. на волновые процессы. У П. наблюдается особое поведение волн разной природы, происходит преломление и отражение волн, возникают поверхностные волны (упругие, капиллярные, электромагнитные), амплитуда к-рых убывает при удалении от П., а скорость направлена вдо.чь П. (см. Поверхностные акустические волны, Волны на поверхности жидкости). Поверхностные акустич. волны нашли практич, применение в акустоэлектронике. [c.654]

Пусть система координат выбрана таким образом, чтобы ось х была перпендикулярна свободной поверхности вещества, а акустическая поверхностная волна распространялась в направлении оси z (рис. 9.10). Пусть в, 0 и 0 — углы, которые падающий, отраженный и преломленный световые пучки составляют соответственно с осью X. Тогда волновые векторы отраженного и преломленного световых пучков даются соответственно выражениями [c.386]

Волны растяжения возникают в объектах типа стержня. Тогда частицы колеблются вдоль направления распространения волн и перпендикулярно к нему. Поверхностные волны обусловлены колебанием частиц со значительной амплитудой на поверхности тела и постепенным ее уменьшением при удалении частиц от поверхности. Если продольная волна падает перпендикулярно на плоскую границу раздела двух сред, обладающих различным акустическим сопротивлением, то одна часть ее энергии переходит во вторую среду, а другая отражается в первую. Доля отраженной энергии тем больше, чем больше разность акустических сопротивлений сред. Если продольная волна попадает на границу раздела двух твердых сред под углом, го отраженная и прошедшая волны преломляются и трансформируются в продольные и сдвиговые, распространяющиеся в первой и второй средах под различными углами. Законы отражения и преломления волн аналогичны законам геометрической оптики. Свойства упругих волн учитываются при разработке технологии и средств контроля изделий. [c.58]

Линии задержки на акустических волнах имеют сравнительно приемлемые размеры, например линия задержки на поверхностных волнах, работающая на частотах до 40 МГц, имеет габариты 25 X X 10 мм. [c.227]

Метод прохождения применяют для исследования физико-механических свойств материалов с большим поглощением и рассеянием акустических волн, например при контроле прочности бетона по скорости ультразвука. При двустороннем соосном расположении преобразователей обычно используют продольные волны. При контроле способом поверхностного прозвучивания преобразователи располагают по одну сторону от ОК и используют головные, поперечные или поверхностные волны. В обоих случаях измеряют время распространения и амплитуду сквозного сигнала. [c.215]

При взаимодействии излучения с поверхностью объекта волны отражаются и трансформируются. В результате этого возникают поверхностные волны, которые затухают с расстоянием значительно медленнее, чем объемные волны, поэтому амплитуда их больше амплитуды объемной волны. Акустические волны, распространяясь по стенке контролируемого объекта, претерпевают многократные отражения. В результате формируются [c.309]

Все перечисленное привело к тому, что звуковые рэлеевские волны сейчас чрезвычайно широко изучаются во всех странах и совокупность работ по ним составляет целое научное направление. Помимо рэлеевских волн, сейчас открыт и нашел применение целый ряд других типов звуковых поверхностных волн (под звуковыми или акустическими поверхностными волнами здесь и везде в дальнейшем мы, если это не оговорено особо, понимаем упругие [c.4]

Исследования по звуковым поверхностным волнам проводились в Акустическом институте им. академика [c.5]

Как уже отмечалось в разд. 18, уравнение (1.96), помимо корня, соответствующего поверхностной волне рэлеевского типа, имеет множество других корней. Волны, соответствующие этим корням, были впервые исследованы в работе [82] и вместе с волнами горизонтальной поляризации названы (по аналогии с акустическими волнами вблизи криволинейных границ) волнами шепчущих галерей. Рассмотрим здесь, следуя работе [82], основные характеристики указанных волн в высокочастотной области спектра, когда длина волны и глубина ее локализации много меньше радиуса цилиндра Я. [c.73]

Рис. 58. Скорость распространения акустических и поверхностных волн при расслоонном течении воздушно-водяной смеси в горизонтальном канале при атмосферном давлении.

Одним из важных элементов, определяющих эксплуатационные характеристики наклонных преобразователей является призма. При разработке этих ПЭП размеры, форму и материал призмы надо выбирать таким образом, чтобы она имела наилучшую реверберационно-шумовую характеристику и по возможности удовлетворяла следующим требованиям обеспечивала эффективное затухание колебаний, переотраженных от границы раздела призма — изделие и распространяющихся в призме, и в то же время не сильно ослабляла ультразвуковые волны на коротком участке пути от пьезоэлемента до изделия (см. рис. 3.4). Скорость звука в материале призмы по возможности должна быть минимальной, так как чем меньше скорость продольных волп в материале призмы, тем выше коэффициент преломления (трансформации) п и меньше вероятность образования поверхностной волны при прозвучивании нижней части шва прямым лучом. Призмы с малой скоростью звука обеспечивают более поздний приход полезного сигнала по сравнению с реверберационными помехами. Кроме того, малая скорость звука увеличивает путь, по которому акустические помехи попадают на пьезоэлемент. [c.147]

Устройство, предназначенное для преобразования, ввода и приема УЗ колебаний, называется акустическим преобразователем, В практике УЗ контроля ГШО применяют следующие виды преобразователей нормальный tpH . 1,5, а), излучающий в изделие продольную волну перпендикулярно поверхности ввода наклонный (см. рис. 1.5, б), который вводит в металл поперечную волну под углом к поверхности или поверхностную волну раздельно-совмещенный, обеспечивающий ввод УЗ колебаний под углом 5—10° к плоскости, перпендикулярной поверхности ввода (см. рис. 1.5, в). [c.28]

Для настройки предельной чувствительности контроля применяют малогабаритный универсальный испытательный образец (рис. 6.3). Его изготавливают из однородного стального бруска размером не менее 30X20 мм, обладающего таким же акустическим сопротивлением, что и контролируемая деталь образец не должен иметь внутренних и поверхностных дефектов. На его поверхность наносят зарубку (дефект) необходимого размера (2X1 мм), при этом ее глубина должна быть не более глубины проникновения поверхностной волны в металл на заданной частоте. Образец устанавливают на контролируемую поверхность в галтели подшипниковой шейки, на соответствующем расстоянии располагают преобразователь так, чтобы его ось была перпендикулярна отражающей плоскости дефекта. [c.117]

ВОЛНЫ [капиллярные — поверхностные волны малой длины, в которых основную роль играют силы поверхностного натяжения когерентные — волны света, у которых разность их фаз не зависит от времени ленгмюровскне — продольные колебания плотности электронов в плазме Маха — ударные звуковые волны, возникающие при движении тел со скоростями, превышающими фазивые скорости упругих волн в данной среде некогерентные — волны света, разность фаз которых изменяется с течением времени поверхностные <— волны, распространяющиеся на свободной поверхности жидкости или на поверхности раздела несмешивающихся жидкостей акустические — упругие волны, распространяющиеся вдоль поверхности твердого тела и затухающие при удалении от нее электромагнитные — электромагнитные волны, распространяющиеся вдоль некоторой поверхности и затухающие при удалении от нее) поперечные — волны, когда частицы среды колеблются в плоскостях, перпендикулярных к направлению распространения волны (эта среда должна обладать упругостью формы) продольные — волны, если колебания частиц среды происходят в направлении распространения [c.227]

Поверхностные акустические волны в кристаллах. На свободной поверхности кристаллов распространяются поверхностные волны, являющиеся аналогами Рэлея волн в изотропном твёрдом теле. Волны рэлеев-ского типа в кристаллах образуются затухающими и глубь кристалла неоднородными волнами. Частицы среды в такой волне движутся по эллипсам, плоскость к-рых наклонена к поверхности кристалла под углом, зависящим от ориентации среза и направления распространения поверхностной волны в плоскости среза. Упругая анизотропия сказывается на характере распространения поверхностных волн точно так же, как и объём1Шх возникает зависимость фазовой скорости от направления распространения и ориентации среза [c.509]

Важным эффектом импульсного лазерного воздействия на конденсированные среды является образование периодич. поверхностных структур — оптически наведённых решёток. При взаимодействии мощного лазерного излучения с поверхностью в результате вынужденного рассеяния на материальных поверхностных возбуждениях (акустических и каииллярных волнах, волнах испарения) в течение длитсльиости импульса на поверхности нарастают синусоидальные (а также более сложные) волны модуляции рельефа, что приводит к появлению нелинейного экспоненциально нарастающего во времени оптич. поглощения (поглощательная способность поверхности может возрастать более чем на порядок). [c.561]

РЭЛЕЯ ВОЛНЫ — упругие вмны, распространяющиеся в твёрдом теле вдоль его свободной границы и затухающие с глубиной разновидность поверхностних акустических волн. Их существование было предсказано Дж. У. Рэлеем (J. W. Rayleigh) в 1885. Примеры Р. в. — волны на земной поверхности, возникающие при землетрясениях, ультразвуковые и гиперзвуковые поверхностные волны в твёрдых телах, широко применяемые в современных физ. исследованиях н технике. [c.404]

Скорость распространения продольных волн зависит от плотности материала и его акустических свойств. Эта скорость для продольных и поверхностных волн почти одинакова для попереч-. ных волн в твердых материалах скорость примерно вдвое меньше, чем для продольных. Представление о скорости распространения можно составить по следующим данным. Продольные волны распространяются со скоростью в кварце и кварцевом стекле — 5600 м1сек в каучуке — 1500 м1сек в органическом стекле — 2700 м/сек в слюде — 7800 м/сек в фарфоре — 5300 м/сек в трансформаторном масле—ЛАОО м/сек в воздухе — 335 м/сек. [c.299]

Возможность управления скоростью рэлеевских волн с помощью пленки на поверхности приводит, как впервые показано Тёрстоном [52], к интересному явлению — волноводному распространению поверхностных волн. Для осуществления этого на поверхность твердого тела нано-сптся доро/кка п.пенки, которая обеспечивает уменьшение скорости рэлеевских волн по сравнению с Сд на тех участках поверхности, где пленки нет. Подбирая профиль пленки, можно получить даже некоторый наиболее подходящий закон изменения скорости. Образуется акустический волновод (аналогичный, например, волноводу в море) с нормальными волнами, связанными с распределением амплитуд смещений в поперечном сечении (по оси у на рис. 1.7). При этом энергия пучка рэлеевских волн при распространении не расходится во всей плоскости 2 = О, а концентрируется в волноводе, который можно сделать довольно произвольной формы (изогнуть, свернуть в спираль и т. д.). Это находит многочисленные технические применения в акустоэлектронных приборах и устройствах [53, 54]. [c.49]

Излучателем поверхностных волн в этих опытах служила титанатовая пластинка размером 9x9 мм с собственной резонансной частотой 2,5 МГц, закрепленная неподвижно на указанных поверхностях и имеющая с ними акустический контакт посредством масляного слоя. При малых Н (Н — 5 10 Яд) эта пластинка служила и приемником рэлеевских волн, измерявшим ряд последовательных значений амплитуд импульса поверхностных волн, соответствующих последовательным пробегам импульса по окружности диска. Из указанного ряда значений амплитуд с учетом коэффициента ослабления импульса поверхностных волн в результате его прохождения через участок контакта пластинки и диска легко можно было вычислить искомое спадание амплитуды импульса при удалении от излучателя. Коэффициент ослабления определялся экспериментально. Для этого на цилиндрическую поверхность диска по обе стороны от титанатовой пластинки помещались клиновые излучатель и приемник рэлеевских волн и сравнивалась амплитуда импульса на приемнике при наличии титанатовой пластинки между ними и без нее. При больших Н Н — 40 Яд) и в случае плоской поверхности ослабление амплитуды импульса поверхностных волн с расстоянием от излучателя измерялось непосредственно клиновым приемником, помещаемым на различные расстояния от излучающей титанатовой пластинки. При средних Л (Л — 20 Яд) измерение ослабления амплитуды производилось обоими описанными способами. Суммарная ошибка измерений в опытах с выпуклыми цилиндрическими поверхностями при всех Н не превышала 10—15%. [c.148]

Данная часть посвящена поверхностным волнам в пьезоэлектрических кристаллах — изоляторах и пьезоэлектрических кристаллах — полупроводниках. Из очень обширного круга вопросов, связанных с зтой темой, мы выбрали три наиболее важных (с практической точки зрения) возбуждение волн металлическими электродами, взаимодействие с электронами и распространение по цилиндрическим поверхностям. Каждый из указанных вопросов Связан с новым эффектом или с новой технической перспективой. Так, возбуждение волн гребенчатыми металлическими электродами за счет собственного пьезоэффекта среды, как уже отмечалось выше, позволило получить поверхностные волны с частотой 10 —10 Гц. Взаимодействие волн с электронами через пьезоэффект кристалла привело к возможности прямого усиления упругих волн постоянным электрическим током и к возможности определения электрических характеристик кристалла акустическими методами. Существование для ряда кристаллических симметрий поверхностных волн на цилиндрических поверхностях кристаллов позволило осуществить очень большие пути пробега волн в образцах малых размеров за счет многократного огибания волнами цилиндра в направлении, перпендикулярном образующей цилиндра, что принципиально важно для акустических фильтров и ультразвуковых линий задержки на больщун) длительность й высокую несущую частоту. [c.174]

Данный метод возбуждения имеет целый ряд существенных преимуществ. Во-первых, не требуется механического (акустического) контакта пьезопреобразователя с образцом. Эта особенность, а также развитие технологии нанесения металлических злектродов позволяют в настоящее время возбуждать и принимать поверхностные волны рекордно высоких частот, вплоть до 10 Гц (см., например, [133]). Во-вторых, применяя незквидистантну ю систему злектродов, а также электроды переменной длины (так называемая аподизация), можно получать амплитудно-частотные характеристики электродных преобразователей практически любой формы, что очень важно для практических приложений [134, 135]. В-третьих, несколько видоизменяя метод и усложняя технологию изготовления преобразователя, можно возбуждать и принимать поверхностные волны и в непьезоэлектрических образцах. Для этого на поверхность образца наносится тонкая пьезоэлектрическая пленка, а металлические злектроды делаются над или под этой пленкой [136]. [c.175]

Викторов И. А. О поверхностной волне, вызванной неоднородностью в твердом теле.— В кн. Акустическая спектроскопия, квантовая акустика, акустоэлектроника Материалы X Все-союз. конф. по квантовой акустике и акустозлектронике, Ташкент, 1978. Ташкент Фан, 1978, с. 101—103. [c.274]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...