Акустические линзы

Усиление, получаемое при помощи акустических линз [c.350]

В заключение следует сказать, что для концентрации или рассеяния звуковых волн применяют акустические линзы, основанные на преломлении звуковых лучей при переходе из одной среды в другую с разными скоростями распространения (например, скорость распространения звуковых волн в пористых материалах или в решетках и жалюзи из пластин отличается от скорости распространения в открытом пространстве). [c.152]

Ультразвуковое изображение объекта иногда проецируется акустическими линзами или вогнутым сферическим зеркалом. Объект должен испускать или рассеивать ультразвуковые колебания. [c.80]

Акустические линзы см. Линзы акустические [c.274]

Звуковая волна, падая на поверхность раздела двух сред, как и световая волна, частично проходит в другую среду. При этом происходит преломление волны, т. е. если волна падает на поверхность раздела под углом фь то в следующей среде направление движения волны (звукового луча) будет под другим углом ( фг). Отношение угла падения к углу преломления (рис. 1.11) определяется отношением скоростей распространения звуковых колебаний в этих средах з п 1131/8111 г з2=с1/с2, где С1 и Сг — скорости звука в обеих средах. Если удельные акустические сопротивления обеих сред близки друг к другу, то почти вся энергия перейдет из одной среды в другую, а если при этом среды (или материалы из них) будут иметь разные скорости звука, то можно сделать акустические линзы из таких материалов (см. разд, 6), [c.18]

Чувствительность дефектоскопа с непрерывным излучением можно повысить, концентрируя ультразвуковые волны с помощью акустических линз. Акустические линзы изготовляют обычно из органического стекла. [c.307]

Принцип работы ультразвукового микроскопа состоит в следующем. В сосуде с жидкостью находится объект, увеличенное изображение которого мы хотим получить при помощи ультразвука. Узкий пучок ультразвуковых лучей, идущий от кварцевой пластинки /, освещает этот объект 2 отражённые от него ультразвуковые лучи собираются акустической линзой 3 на кварцевой пластинке 4 (рис. 190). [c.298]

Акустические линзы. В отличие от оптики, где коэффициент преломления всех материалов, из которых могут быть изготовлены линзы, всегда больше единицы (поскольку скорость света в воздухе больше, чем в любых прозрачных твёрдых или жидких телах), в акустике коэффициент преломления материалов может быть как больше, так и меньше единицы. При и 1 (скорость звука в материале линзы меньше, чем в среде) собирающие линзы так же, как и в оптике, всегда выпуклые, рассеивающие линзы — вогнутые (рис. 196). При л< 1 картина оказывается обратной выпуклые линзы будут рассеивающими, а вогнутые — собирающими. [c.306]

Линзы в акустике начали применяться давно так, например, для фокусировки звука в воздухе применялись линзы из углекислого газа, скорость звука в котором меньше, чем в воздухе. Развитие ультразвуковой техники привело к более широкому применению акустических линз. Для того чтобы линза была акустически прозрачна, т.е. потери звуковой энергии при прохождении звука через линзу были минимальны, акустическое сопротивление материала линзы должно примерно равняться акустическому сопротивлению среды. Этому требованию удовлетворить гораздо труднее, чем требованию (рс)з (рс)с> которое необходимо для хорошей работы рефлектора. [c.307]

Б них могут распространяться как продольные, так и поперечные волны, или волны сдвига (см. главу восьмую). При падении на линзу плоских продольных волн даже под прямым углом, благодаря наличию кривизны в линзе волны падают на её границы уже под косыми углами при этом возникают поперечные волны, скорость распространения которых меньше скорости распространения продольных волн. Возникающие поперечные волны преломляются под другими углами, чем волны продольные, что приводит к размазыванию картины в фокусе линзы. Вследствие этого акустические линзы из твёрдых тел не могут обеспечить тако 1 чёткой картины, какая получается в случае оптических систем. Построение теории акустических линз, учитывающей наличие как продольных, так и поперечных волн, наталкивается на очень большие трудности здесь ещё почти ничего не сделано. Скомпенсировать влияние поперечных волн экспериментальным путём также пока не удаётся. Указанная трудность вносит, в частности, определённые ограничения в работу ультразвукового микроскопа С. Я. Соколова. [c.307]

Керамические излучатели имеют весьма существенное преимущество. Дело в том, что для некоторых целей, например для концентрации ультразвукового пучка в какой-либо области пространства, необходимо либо использовать акустические линзы, либо самому излучателю придавать сложную форму с определенной ориентацией кристаллографических осей (см. 4 гл. УП). Изготовление таких излучателей из монокристаллов (например, кварца или сегнетовой соли) чрезвычайно трудно. Так как анизотропия керамики создается поляризацией, задача из- [c.181]

Акустические линзы. В отличие от оптики, где коэффициент преломления всех материалов, из которых могут быть [c.309]

Отметим еще одну трудность в применении и конструировании акустических линз. [c.311]

Принцип работы ультразвукового микроскопа состоит в следующем. В сосуде с жидкостью находится объект, увеличенное изображение которого мы хотим получить при помощи ультразвука. Узкий пучок ультразвуковых лучей, идущий от кварцевой пластинки 1, освещает этот объект 2 отраженные от него ультразвуковые лучи собираются акустической линзой 3 на кварцевой пластинке 4 (рис. 191). При попадании на эту пластинку отраженных от объекта ультразвуковых лучей на ее поверхности благодаря пьезо- [c.317]

При помощи акустических линз и зеркал возможно производить их фокусировку и рассеяние аналогично тому, как это делается в оптике с лучами видимого света. [c.76]

Рис. 3-8. Схемы фокусирования звука акустическими линзами из различных материалов и зеркалом из жидкости ( ) из алюминия (<51 из пластмассы (в) фокусировка вогнутым зеркалом (г).

В табл. 3-4 указаны показатели преломления для различных материалов, находящихся в воде и керосине, из которых изготовляют акустические линзы. [c.85]

Как было указано, ультразвуковые колеба- ния можно концентрировать при помощи акустических линз. Усиление по энергии, даваемое акустической линией, может быть приближенно выражено следующим образом [c.101]

Конструкция ультразвукового щупа с акустической линзой применена в дефектоскопе (рис. 3-99). [c.101]

Прошедший сквозь шов расходящийся пучок ультразвуковой энергии преобразуется другой акустической линзой АЛ2 в параллельный и попадает на приемный кристалл [c.111]

Акустические линзы изготовлены из органического стекла с фокусным расстоянием [c.111]

В обоих случаях между передающей или приемной пластинками и исследуемым объектом может быть установлена акустическая линза для фокусировки ультразвуковых лучей, как показано на рис. 3-38,6. [c.118]

Ультразвуковой луч, излучаемый из той или иной точки передающей пьезоэлектрической пластинки, при распространении в контактной жидкой среде, с которой соприкасается эта пластинка, пройдя определенное расстояние [см. уравнение (3-48)], будет расширяться. На определенном расстоянии от излучающей пластинки луч попадает в акустическую линзу, при помощи которой он (фокусируется в точку в любой заданной плоскости внутри исследуемого объекта. [c.119]

Разрешающая способность ультразвуковых микроскопов зависит от площади поперечного сечения электронного луча в трубках, свойств акустических линз и пьезоэлектрических пластин, а также от длины ультразвуковых волн и может быть очень высокой, равной около 10—15 мк. [c.120]

На рис. 3-41,а изображен несколько иной метод получения изображения дефектов, предложенный С. Я. Соколовым. В этой схеме ультразвуковые волны, пройдя акустическую среду 4, попадают в исследуемый металл 1 и отражаются от дефекта 2. Отраженные от дефекта ультразвуковые волны, снова пройдя через жидкостную среду 4, фокусируются акустической линзой на приемную, находящуюся -в вакуумной трубке пьезоэлектрическую пластинку 6, вызывая ее колебания, вследствие чего на ее поверхностях образуются пьезоэлектрические заряды. Внутренняя [c.120]

Рис. 1. Собирающ1те акустические линзы а — аамедляющая б — ускоряющая 2 — сходящийся волновой фронт f — фокусное расстояние — угол раскрытия фронта а — текущий угол F — фокус.

Советский ученый С. Я. Соколов в 1936 г. создал первый электронно-акустический преобразователь (ЭАП), по аналогии с телевидением названный ультразвуковым видикоком, который он использовал в разработанном им же ультразвуковом микроскопе (рис. 26). Предмет, например проволочный крючок, увеличенное изображение которого необходимо получить с помощью ультразвука, помещают в ванну с жидкостью. На него направляют ультразвуковые лучи, идущие от пьезоэлектрической пластинки из титаната бария, соединенной с генератором ультразвука. Отраженные от предмета ультразвуковые лучи собираются акустической линзой на такой пьезоэлектрической пластинке, какая применяется для передачи ультразвуковых колебаний. Благодаря явлению пьезоэффекта, на приемной пластинке возникают электрические заряды, прямо пропорциональные интенсивности ультразвука в данной точке. В результате сб- [c.79]

Для расчета усиления ультразвука в фокусе собирательной линзы необходимо учитывать, кроме волновых сопротивлений, такие факторы, как зависимость коэффициента прохождения волны через линзу от угла падения, от поглощения ультразвука в материале линзы, влияние нелинейных эффектов иа фокусирование ультразвука. С детальным расчетом ультразвуковых фокусирующих устройств можно познакомиться по недавно изданной книге И. И. Каг.езского [60]. ]-1а рис. 42 приведена теневая фотография ультразвукового пучка, сфокусированного акустической линзой. (1 (мне-вой метод ви 5уализации ультразвуковых полей сводится к просветлению участков среды с измененным о1 тнческим показателем преломления [12]. Поско.1ьку последний меняется в фазе с плотностью, т. е. с давлением, то теневая фотография, экспонируемая в течение времени, значительно превышающего период ультразвуковых колебаний, регистрирует общее просветление области среды, занятой ультразвуковым пучком, позволяя изучить его структуру и геометрию). [c.156]

Керамические излучатели имеют весьма существенное преимущество. Дело в том, что для некоторых целей, например для концентрации ультразвукового пучка в какой-либо области пространства, необходимо либо использовать акустические линзы, либо самому излучателю придавать сложную форму линзы с определённой ориентацией кристаллографических осей (см. 5 главы восьмой). Изготовление таких излучателей из монокристаллов (например, кварца или сегнетовой соли) чрезвычайно трудно. Так как анизотропия керамики создаётся поляризацией, задача изготовления излучателей ультразвука сложной формы упрощается при использовании керамики ти-таната бария. [c.179]

Отметим ещё одну трудность в применении и конструировании акустических линз. Дело в том , НТО а случае лин з изготовленных из твёрдых тел, [c.307]

Для улучшения направленности излучения применяют фокусировку УЗК. На рис. 68 показаны несколько типов фокусирующих искателей, в которых фокусировка достигается с помощью искривленной пьезопластины рефлектора и акустической линзы. В некоторых искателях, например ИЦ-ЗБ (конструкции ЦНИИТМАШ) для контроля трубопроводов, фокусировку осуществляют протектором, материал и форму которого выбирают специально. Применение фокусирующих линз особенно эффективно для высокочастотных нскатслсй, в связи о чем иска ели такого типа входят в комплект многих зарубежных дефектоскопов, имеющих высокочастотный диапазон. [c.151]

Возможность фокусировки ультразвуковых волн акустическими линзами, основанная на преломлении волн при переходе их из одной среды в другую, позволяет применить при ультразвуко вой дефектоскопии акустическую оптику и получать действительное изображение внутренних дефектов. [c.90]

Хорошим выходом из этих затруднений является использование концентрации ультразвуковых пучков, получаемых от излучателей больших размеров, с помощью акустических линз, как это и сделано в дефектоскопе, разработанном на заводе Москабель , для контроля качества холодносварных швов алюми -ниевых оболочек электрических кабелей [Л. 39]. Электрическая схема этопо дефектоскопа изображена на рис. 3-31. В дефектоскопе излучатель рь работающий в жидкой среде (в данном случае в воде), излучает поток ультразвуковой энергии, который концентрируется акустической линзой АЛ у в середину толщины контролируемого объекта КО (в. центре поперечного сечения сварного шва). [c.111]

Рис. 3-31. Электрическая схема опытного ультразвукового дефектоскопа с приемом по теневому методу, с использованием концентрации ультразвукового пучка при помощи акустической линзы (завод Москабель ).

На рис. 3-32 изображена принципиальная схема такого дефектоскопа. С нижней стороны исследуемого объекта 1 устаиавливается пьезоэлектрическая пластинка 3, излучающая ультразвуковые колебания. Часть ультразвуковых волн отражается от границы дефекта 2 и дальше не проходит. Оставшиеся ультразвуковые волны при помощи акустической линзы 4 проектируются на поверхность жидкости 5. На поверхности жидкости при этом возникает рельефное звуковое изображение, которое при помощи оптической системы преобразуется в видимое изображение и проектируется на экран 9. Со стороны стрелки А мы можем наблюдать изображение дефекта. Применяя высокочастотные звуковые колебания, например порядка нескольких десятков миллионов в секунду, мы получим на экране изображения мельчайших микроскопических дефектов, находящихся внутри контролируемого объекта. Для наблюдения таких мельчайших дефектов, по размеру соизмеримых с длиной ультразвуковой волны (что составляет несколько микрон), можно применить обычный [c.113]

На рис. 3-35 изображена схема большого ультразвукового дефектоокопа Польмана для контроля качества деталей диаметром до 500 мм. Излучатель этого дефектоскопа состоит из кварцевой мозаики диаметром 220 мм и акустической линзы 3 из алюминия проходящие через нее лучи расходятся в лучок диаметром 55 см, а по выходе из нее вновь начинают сходиться на расстоянии Г25 мм. Жидкой контактной средой между излучающей кварцевой пластинкой и линзой 3 является ртуть. Для устранения стоячих волн излучаемая частота ультразвука модулируется в пределах 4%. [c.116]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...