Дифракция ультразвуковых,волнах

При наличии дефекта ультразвуковые волны отразятся от его границы за дефектом образуется ультразвуковая тень, вследствие чего в этом месте падают показания индикатора. Необходимо, чтобы линейные размеры проекции дефекта были бы больше длины волны, так как в противном случае вследствие дифракции ультразвуковые волны обойдут дефект и индикатор может и не отметить наличие дефекта. [c.306]

Зна ние условий дифракций ультразвуковых волн дает возможность определять частоту ультразвуковых колебаний для обнаружения тех или иных дефектов по величине. [c.90]

Прн наличии дефекта 5 (рис. 3-19) внутри объекта ультразвуковые волны отразятся от границы дефекта я не попадут на приемную пластинку — за дефектом образуется звуковая тень, поэтому и метод называется теневым. Если размер дефекта будет больше длины ультразвуковой волны, то вся энергия ультразвуковых волн отразится на него, и приемная пьезоэлектрическая пластинка не будет колебаться, вследствие чего в усилитель никаких сигналов не поступит, и индикатор не даст никаких показаний, что и будет свидетельствовать о наличии дефекта внутри исследуемого объекта. Если размер площади дефекта в плоскости, перпендикулярной направлению распространения ультразвуковых волн, будет меньше длины волны, то в силу явления дифракции ультразвуковые волны [c.103]

Мы не напрасно вывели эту формулу физически она гораздо содержательнее формулы для фокусного расстояния линзы (45). Действительно, пользуясь формулой (45), можно было бы подумать, что для фокусировки ультразвука достаточно сделать линзу из подходящего материала и разместить ее в подходящей среде. Однако формула (48) показывает, что этого далеко не достаточно необходимо еще, чтобы площадь линзы (квадрат радиуса г) была велика по сравнению с произведением длины ультразвуковой волны на фокусное расстояние линзы. Иными словами, линза будет фокусировать ультразвук тогда, когда можно считать, что дифракция ультразвуковой волны на линзе пренебрежимо мала. [c.118]

Отражение от поверхности ультразвуковых волн, падающих из жидкой или газообразной среды. Если неровности поверхности носят нерегулярный характер, то наблюдается рассеянное отражение. При регулярном характере неровностей, шаг которых соизмерим с длиной волны, происходит дифракция ультразвуковых волн. В обоих случаях происходит уменьшение амплитуды сигнала, соответствующего геометрическому отражению лучей, что удобно использовать для измерения степени шероховатости поверхности. В качестве среды, в которой распространяется ультразвук, используют воду или воздух, например для контроля неровности дорожных покрытий. [c.246]

Пространственную решетку, на которой удобно наблюдать явления дифракции видимых световых волн, также удается осуществить. Сюда относятся, прежде всего, дифракционные явления на ультразвуковых волнах. [c.232]

Основные физические закономерности, свойственные звуку, полностью применимы и для ультразвуковых волн. Наряду с этим малая длина ультразвуковых волн обусловливает и некоторые особые явления, несвойственные волнам звукового диапазона. Направленность излучения звука зависит от соотношения между размерами излучателя и длиной волны (см. 62). Чем меньше длина волны по сравнению с размерами излучателя, тем больше направленность излучения звука. С уменьшением длины волны, кроме того уменьшается также и роль дифракции в процессе распространения волн (см. 57). Поэтому ультразвуковые волны, имеющие сравнительно малую длину волны, могут быть получены в виде узких направленных пучков. В воздухе ультразвуковые волны весьма сильно затухают. Вода по своим акустическим свойствам резко отличается от воздуха. Акустическое сопротивление воды почти в 3500 раз больше, чем воздуха. Следовательно, при одинаковом звуковом давлении скорость колебания частиц воздуха в 3500 раз больше, чем частиц воды. Кинематическая вязкость воды значительно меньше, чем воздуха. Поэтому ультразвуковые волны в воде поглощаются примерно в 1000 раз слабее, чем в воздухе. Этим и объясняется то, что направленные пучки ультразвуковых волн находят широкое применение в гидроакустике для целей сигнализации и гидролокации под водой. Отметим, что использовать для этой же цели электромагнитные волны невозможно, так как их поглощение в воде очень велико. Таким образом, ультразвуковые волны являются, по-существу, единственным видом волнового процесса, который может распространяться с относительно малым поглощением в водной среде. [c.243]

На рис. 1.37, б показаны зависимости амплитуды принятого сигнала поперечных волн от расстояния между преобразователями для четырех валков, полученные при различных частотах и углах ввода ультразвуковых волн. Отметим, что кривые для поперечных и продольных волн существенно различаются. В первом случае нет левой снижающейся ветви. Это следует из законов образования волн дифракции третьего типа, поскольку при излучении под вторым критическим углом головная волна и боковая в верхней среде, являясь поперечными волнами, не фиксируется приемным преобразователем. Кроме того, максимумы для поперечных волн выражены более значительно, чем для продольных волн, что делает предпочтительным их применение при измерении толщины закаленных слоев валков. [c.53]

В акустооптическом модуляторе 3 возбуждаются две бегущие в ортогональных направлениях ультразвуковые волны. Перетяжка лазерного пучка проектируется объективом 2 в акусто-оптический модулятор, в область пересечения бегущих, ортогонально направленных ультразвуковых волн. Вследствие дифракции Рамана—Натовского на выходе модулятора образуются четыре дифрагированных в один порядок световых пучка, попарно [c.301]

ДИФРАКЦИЯ <акустооптическая — дифракция света на неоднородностях среды, возникающих при прохождении в среде ультразвуковых волн волн — огибание волнами встречных препятствий рентгеновского излучения—рассеяние рентгеновского излучения веществом без изменения длины волны света — отклонение световых волн от прямолинейного распространения при прохождении света вблизи границ [c.229]

Явление дифракции заключается в огибании волнами малых препятствий, размеры которых соизмеримы с длиной звуковой волны или меньше ее. Отражение ультразвуковых лучей наблюдается в том случае, если размеры препятствий больше длины волны. Большинство несплошностей основного металла и сварных соединений, влияющих на безопасность и долговечность объектов Котлонадзора, вызывает отражение распространяющихся в металле ультразвуковых волн. Исследуя характер отражения этих волн от дефектов, можно судить о размере и расположении дефектов flO, 22]. [c.118]

В общем случае свет, распространяющийся в среде, в которой присутствует ультразвуковая волна, испытывает дифракцию. Это обусловлено возникновением в звуковой волне упругих деформаций среды, приводящих к периодическому изменению ее показателя преломления п. Образующаяся структура эквивалентна дифракционной решетке с периодом, равным длине волны звука Л. Управляемое изменение амплитуды или частоты (длины) волны ультразвука соответственно изменяет характер процесса дифракции света на ультразвуке, создавая возможность управления амплитудой, фазой и направлением пучка света, проходящего через среду, в которой распространяется ультразвук. В зависимости от соотношения между длинами волн света X, звука Л и длиной их взаимодействия L различают два типа дифракции Рамана—Ната [c.221]

Дифракция на стоячих ультразвуковых волнах [c.82]

М и X а й л о в И. Г., Ш у т и л о в В. А., Дифракция света на гармониках ультразвуковой волны, искаженной в процессе распространения в жидкости. Акуст. ж. б, 77 (1959). [c.174]

Пользуясь законами геометрического отражения без поправок нл дифракцию, нетрудно далее найти радиационные силы для простых геометрических фигур, используемых на практике для абсолютных измерений интенсивности ультразвука. Такими фигурами являются сфера и конус, не создающие обратных отраженных волн. Поскольку речь идет о геометрическом отрал ении, предполагается, что размеры этих фигур значительно больше длины ультразвуковой волны. [c.109]

Таким образом, задача о вычислении радиационных сил, действующих на произвольное препятствие, в общем случае почти целиком сводится к задаче о дифракции и рассеянию на ней падающей ультразвуковой волны. К этой задаче мы обратимся в специальной главе, а теперь приведем без вывода результаты расчета радиационных сил, действующих на мелкие взвешенные сферические частицы, а также рассмотрим другие виды постоянных сил, действующие на них в ультразвуковом поле. [c.113]

В дальней зоне, или зоне дифракции Фраунгофера, расположенной на границе с ближней зоной, начинается постепенное расхождение ультразвуковой волны, плоская волна переходит в сферическую и пучок приобретает форму усеченного конуса. [c.14]

Определение скорости распространения ультразвуковых волн смесей по линии насыщения, включая критическую область, проводилось оптическим методом, основанным на явлении дифракции света на ультразвуковой решетке. [c.92]

Выше было показано, что наибольшее отражение ультразвуковых волн от препятствия (дефекта) будет происходить при условии, если размер препятствия в плоскости, перпендикулярной распространению волн, равен или больше длины звуковой волны. Следовательно, зная по техническим условиям размер допустимых дефектов в том или ином изделии, мы можем вьгбрать длину ультразвуковой волны из условия где с1 — размер дефекта, который необходимо обнаруживать. Однако в зависимости от толщины материала чувствительность будет различной с увеличением толщины она сильно падет. Уменьшение чувствительности в этом случае объясняется рассеиванием ультразвуковых волн, неоднородностью материала и дифракцией ультразвуковых волн. [c.104]

Дифракция упругих волн в твердых телах. В основе большинства способов, реализующих ультразвуковые методы неразрушающего контроля (УЗМНК), используется лучевое представление о распространении и рассеянии ультразвуковых волн на дефектах, размеры которых существенно больше длины волны, подчиняющееся законам геометрической оптики (ГО). Согласно этому представлению каждую точку дефекта рассматривают как вторичный излучатель звука, а амплитуду отраженной волны вне дефекта считают равной нулю. Замечательной особенностью законов ГО является их локальность. Поле в приближении ГО как бы распадается на совокупность лучевых трубок, которые можно рассматривать как каналы по каждому из них распространяется энергия, независимо от наличия соседних каналов. [c.33]

ШеМйи коэффициента затухания, точность определения которого достигает 15—20%, хотя его относительное изменение в зависимости от изменения прочности стеклопластика значительно превышает относительное изменение скорости. То же самое можно отметить и в отношении интенсивности ультразвуковой энергии и частотного спектра импульса. На эти параметры оказывают значительное влияние состояние поверхности изделия, контакт преобразователей с поверхностью материала, явления интерференции и дифракции упругих волн в материале из-за геометрических характеристик изделия. Поэтому па данном этапе развития акустических методов, на наш взгляд, наиболее целесообразным является использование скорости распространения упругих волн. [c.85]

Смещение частоты 2 в световом пучке может быть осуществлено применением двухчастотного лазера [53] или однополосного частотного оптического модулятора. Частотные модуляторы могут быть выполнены на акустооптических ячейках с дифракцией Брэгга или Рамана — Натовского на бегущих ультразвуковых волнах [100, 174]. В результате дифракции на бегущей ультразвуковой волне в дифракционных порядках имеет место допле-ровский сдвиг частоты, пропорциональный скорости движения волны. Обычно в ЛДИС акустооптические ячейки совмещают функции лучевого расщепителя и однополосного частотного модулятора. Однако возбуждение бегущей ультразвуковой волны в акустооптической ячейке осуществляется в узкой полосе частот. Это ограничение связано с резонансными свойствами возбудителя и геометрией активной среды. Резонансные свойства ограничивают возможность перестройки частоты в акустооптическом модуляторе. [c.298]

При распространении ультразвуковых волн в упругой среде возможна реверберация — постепенное затухание колебаний вследствие повторных многократных отражений. Реверберация может быть объемной (из-за отражений колебаний от граней контролируемого изделия) и структурной (из-за многократных отражений и рассеяния колебаний границами зерен металла). При распространении ультразвуковых волн в упругой среде могут наблюдаться интерференция и дифракция. Интерференция — результат сложения двух или нескольких когерентных колебаний, воздействующих на одну и ту же точку среды. В результате интерференции структура акустического поля вблизи излучателя весьма сложна, и только за пределами зоны Френеля изменение поля приобретает монотонный характер. Интерференция может привести к образованию стоячих волн, характеризующихся тем, что вдоль оси поля наблюдается чередование неподвижных точек и точек, колеблющихся с максимальной ямп.питулой. [c.118]

Работа акустооптического затвора в резонаторе лазера основана на дифракции лазерного луча на ультразвуковой волне, возбуждаемой в фотоупругой среде. Вследствие дифракции часть света, прош е дшего через затвор, отклоняется от первоначального положения и не принимает участия в генерации. Другими словами, в резонатор вносятся дополнительные потери. В случае, когда коэффициент суммарных потерь 1преобладает над коэффициентом усиления, генерация прекращается. В отсутствие генерации под действием непрерывной накачки происходит возрастание инверсной населенности. После быстрого переключения затвора в состояние с малыми Потерями начинается развитие генерации, и запасенная энергия излучается в виде гигантского импульса. [c.96]

К настоящему времени методы голографии легли в основу новых направлений исследования, представляющих значительный научный и прикладной интерес. Универсальность принципа голографической регистрации, основанного на общности явлений интерференции и дифракции для волновых процессов различной физической природы и различной частоты, открыла ранее недоступные возможности наблюдения этих процессов, связанные с реализацией голографии в рентгеновском, инфракрасном, радиоволновом диапазонах спектра электромагнитных колебаний, на ультразвуковых волнах, квазичастицах различной природы, а также на дебройлевских волнах частиц. [c.7]

Дифракция на трехмерной решетке представляет собой до-польпо сложный процесс. Решение задачи дифракции может быть получено аналогично тому, как это делается при изучении дифракции рентгеновских лучей на кристаллической решетке или дифракции световых волн на стоячей ультразвуковой волне. Мы рассмотрим только случай дифракции Фраунгофера плоской волны на объемной решетке, представляющей собой совокупность равноудаленных изофазных плоскостей. Хотя мы в известной [c.58]

Информация считывается при последовательном перемещении пластинки относительно светового луча или же при смещении светового луча относительно пластинки. При таком перемещении считывающий луч последовательно движется от одного элемента записи к другому, а прошедшее через носитель информации излучение регистрируется фотодетектором. Перемещение самой фотопластинки является менее удобным, поскольку при этом осуществляется механическое движение с относительно малой скоростью. Поэтому представляется более приемлемым при считывании отклонять непосредственно световой пучок. Управление световым лучком может производиться с использованием различных принципов. Наиболее перспективными из них являются электроопти- ческие и акустооптические методы. В электрооптических методах используется изменение показателя преломления в некоторых кристаллах под действием электрического поля, а в акустоопти- ческих методах отклонение луча происходит в результате дифракции на структуре стоячих ультразвуковых волн. [c.174]

Дифракция на ультразвуковых волнах. Ультразвуковыми называются колебания с частотой порядка 10 Гц. В жидкости скорость звука г 10 м/с, и поэтому длина ультразвуковой волны г/у = 10 м = 10 мкм. Уплотнения и разрежения в ультразвуковой волне, распространяющейся в жидкости, создают фазовую гармоническую решетку. При гармонической модуляции фазы возникает дифракшя, аналогичная той, которая была рассмотрена для гармонической модуляции амплитуды. Поэтому должна наблюдаться дифракция первого порядка, которую очень удобно воспроизвести с помощью ультразвуковой установки, схема которой изображена на рис. 177. Пьезодатчик П создает ультразвуковые волны, на которых происходит дифракция волн, испускаемых источником 5. Имеются два дифракционньк максимума первого порядка в полном соответствии с (33.64а) и центральный максимум. [c.231]

Схема устаяовю для наблюдения дифракции на ультразвуковых волнах [c.233]

Причиной затухания ультразвуковой волны могут быть и недиссипатив-пые процессы, такие, как дифракция, рассеяние на неоднородностях среды и т. д. Мы будем понимать поглощение как затухание волны, обусловленное только диссипативными потерями. [c.54]

Поскольку препятствие искажает ультразвуковое поле, то радиационные силы при этом определяются не только изменением потока импульса волны, падающей на препятствие, но и потоком импульса рассеянной волны. Поэтому в задачу о расчете радиационных сил,, действующих на препятствие, входит задача о дифракции акустической волны на препятствии. Кроме того, радиационные силы зависят от отражательных свойств препятствия. Поэтому конкретный расчет радиационных сил будет приведен при описании конкретных радиометрических систем, используемых, в частности, дл измерения интенсивности ультразвука. В данном же параграфе мы получим общие формулы для этих расчетов и расслютрим случай свободного ультразвукового поля. [c.105]

Ультразвуковым волнам присущи общие закономерности распространения в соответствии с явлениями дифракции (огибания) и интерференции (сложения). При размерах излучателя, меньших длины волны, от него распространяются сферические волны, и излучение является ненаправленным. Если размеры излучающей пьезопластинки существенно больше размеров длины волны, то ультразвуковые волны будут распространяться в виде направленного пучка. В непосредственной близости от излучателя (в зоне Френеля) пучок волн распространяется почти без расхождения, а интенсивность колебаний вдоль пучка непостоянна, имеет скачкообразный характер и [c.149]

Заметим, что наиболее совершенными являются интерферометры с переносом спектра при помощи двухчастотных лазеров и акусто-оптических модуляторов лазерного излучения. В последнем случае удается в значительной мере ослабить паразитные комбинационные гармоники, возникающие в рассмотренных ранее двухчастотных интерферометрах за счет несовершенства характеристик поляризационных элементов. В интерферометрах с акустооптическими модуляторами излучение лазера дифрагирует на бегущих ультразвуковых волнах. Лучи нулевого и первого порядков дифракции имеют различные оптические частоты и угловые направления, что допускает их сравнительно несложное разделение. Нейдеальность пространственного разделения, влйянйе отраженных волн и другие факторы приводят к искажениям спектра интерференционного сигнала, однако эти искажения можно снизить до сотых долей процента. [c.193]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...