Дальняя зона

Существует несколько подходов к выбору расстояния между соседними датчиками при их установке на поверхности контролируемой конструкции. В частности, расстояние выбирают так, чтобы затухание амплитуды упругой волны, обусловленное внутренним трением (затухание в дальней зоне), не превышало 20 бВ. [c.198]

Дальняя зона — область поля, в которой амплитуда монотонно убывает с расстоянием. Здесь поле имеет вид лучей, расходящихся из точки, которая называется эффективным акустическим центром. Для преобразователей, равномерно излучающих всеми точками, он совпадает с центром тяжести площади пластины. Нормированный по максимуму р график зависимости амплитуды (или интенсивности) поля в дальней зоне в функции от направления распространения волны называют диаграммой направленности. Диаграмма направленности [c.215]

В пределах основного лепестка сосредоточено около 85 % энергии поля излучения. Вне основного лепестка имеются боковые лепестки (рис. 29 и 30). Уровень боковых лепестков определяют отношением амплитуд поля на акустической оси к амплитуде поля вне основного лепестка. Формулы для расчета поля в дальней зоне некоторых простых преобразователей при непрерывном излучении волн даны в табл. 8. [c.216]

На рис 31, 6 дано схематическое изображение поля преобразователя, построенное на основании оценок распределения энергии в ближней и дальней зонах. [c.216]

И минимумы при X = а 1 2п к) п = 1, 2, 3,. ..) На рис. 1.43, а показано изменение функции / вдоль оси х. Функция испытывает ряд осцилляций с увеличением х. При х яа Xg = aP IX она достигает последнего максимума (точное значение х = х — >74) и затем монотонно уменьшается согласно закону / [ = SJO x). Область X < Хо, в которой функция / испытывает осцилляции, называют ближней зоной, а область х > монотонного убывания функции I / I — дальней зоной. Иногда выделяют промежуточную зону в интервале Хд/2 < л < 2хе- [c.75]

Дальняя зона. В этой зоне амплитуда монотонно убывает с увеличением расстояния от преобразователя до точки В. Поле излучения в дальней зоне также можно представить графически в виде функции от тех же безразмерных параметров. Однако более удобно представление поля в виде множителя, убывающего при увеличении расстояния, и диаграммы направленности, имеющей форму лучей, исходящих из центра преобразователя, для которых амплитуда (и интенсивность) меняется в зависимости от направления. Обоснуем возможность такого представления поля. [c.78]

При проектировании преобразователя обычно ставят задачу сжатия его диаграммы направленности в дальней зоне, уменьшения боковых лепестков, сглаживания осцилляций в ближней зоне. При этом нежелательно увеличение размеров преобразователя, так как это расширяет поперечное сечение поля в ближней зоне и затрудняет контакт преобразователя с поверхностью изделия. Нежелательно также уменьшение площади рабочей поверхности, так как это снижает чувствительность. Все эти требования выполнить одновременно не удается. Например, кольцеобразный преобразователь имеет более узкую диаграмму направленности, чем дискообразный и преобразователи другой формы, при одинаковых внешних размерах. Однако уровень помех от боковых лепестков увеличивается, наблюдаются значительные осцилляции в ближней зоне, и уменьшается полезная площадь. По этим причинам кольцеобразный преобразователь редко применяют в дефектоскопии. [c.82]

В дальней зоне интенсивность излучения рассчитываем с помощью формулы (1.82) [c.83]

В пределах основного лепестка диаграммы направленности в дальней зоне сосредоточено более 80 % энергии поля излучения. Этим обосновано схематичное представление поля преобразователя (см. рис. 1.43,6). На границе ближней зоны происходит сжатие поля, что также нашло отражение на схеме. [c.83]

Точность данного представления поля вполне удовлетворительна при плоскопараллельной акустической задержке (а = = Р = 0). В этом случае оно позволяет описать поле как в ближней, так и в дальней зонах. Например, вдоль оси х дискообразного преобразователя поле имеет вид [c.85]

Удовлетворительные результаты для дальней зоны получают при условии слабого изменения коэффициента прозрачности в пределах диаграммы направленности, а именно при углах преломления О. .. 10° для возбуждения продольных волн и при 40. .. 70° для возбуждения поперечных волн. В этом случае поле описывают формулой [c.85]

Проанализируем уравнение акустического тракта со следующими основными допущениями и ограничениями в задержке преобразователей распространяются только продольные волны при отражении от дефекта и донной поверхности рассматривается волна того же типа, что и падающая на донной поверхности происходит зеркальное отражение, при котором углы падения и отражения равны линейные размеры дефекта больше длины падающей на него волны дефект располагается в дальней зоне преобразователей, а преобразователи — в дальней зоне отраженного поля. [c.106]

Неидентичность полей перед экраном и позади него подтверждается сравнением полей на оси. Перед круглым экраном в дальней зоне сигнал постепенно ослабляется с удалением от экрана. Позади экрана обнаруживается светлое пятно , т. е. постоянный максимум (явление Пуассона). [c.114]

При выборе поперечных размеров пьезоэлемента следует учитывать, что увеличение поперечных размеров сужает характеристику направленности и повышает чувствительность в дальней зоне, одновременно увеличивая протяженность ближней зоны, характеризующейся неравномерностью чувствительности по глубине и сечению пучка и, следовательно, пониженной вероятно [c.140]

Наряду с изложенными соображениями при выборе размера пьезоэлемента необходимо также иметь в виду, что при работе в ближней зоне снижается вероятность обнаружения дефектов и точность оценки их размеров поэтому надо стремиться к тому, чтобы пьезоэлемент находился в дальней зоне по отношению к дефекту. Данное требование выполняется при соблюдении следующих условий [85] [c.141]

Вычисления для совмещенного преобразователя выполнены в работе [39]. Там же даны формулы для среднего уровня помех (переведенного в амплитуду давления) в ближней и дальней зонах [c.290]

Локализация контролируемого объема, т. е. уменьшение области, из которой получают информацию (заштрихованная область на рис. 5.47). Поясним это положение. Из анализа данных табл. 5.13 следует, что, если дефект находится в дальней зоне, для повышения отношения сигнал—помеха целесообразно увеличить площадь преобразователя улучшив тем самым его направленность (рис. 5,47, а, б). Физический смысл этого эффекта состоит в том, что выявляемость дефекта на фоне структурных помех повышается с увеличением отношения площади отражающей поверхности дефекта к площади облучаемых ультразвуком кристаллитов металла, участвующих в образовании помех. Это остается справедливым не только для точечных, но и для протяженных дефектов и даже для отражающей плоскости. Дело в том, что эффективно отражающая часть плоскости или протяженного дефекта очень невелика, значительно меньше поверхности озвучиваемых кристаллитов. Поэтому улучшение направленности излучения дает тот же эффект, что и для точечного отражателя. [c.292]

Па рис. 7.1 показана типичная схема теневого дефектоскопа с визуальным, изображением поля прошедшего излучения. Источник 1 УЗ-волн обычно достаточно большой, чтобы интерференционными явлениями в ближней зоне можно было пренебречь и считать с достаточной точностью поле излучения плоской однородной волной. С этой же целью его, наоборот, можно сделать малым, чтобы работать в дальней зоне, но в этом случае амплитуда поля суш,ественно снизится. УЗ-волны проходят через объект контроля 2. При наличии в объекте контроля дефекта однородность поля нарушается и позади дефекта образуется звуковая тень. Для повышения контрастности и четкости изображения прошедшие лучи обычно фокусируют ультразвуковой линзой 3. В фокальной плоскости линзы возникает акустический рельеф, т. е. определенное распределение интенсивности или амплитуды в плоскости поперечного сечения звукового пучка, соответствуюш,ее наблюдаемому дефекту. Чтобы сделать звуковой рельеф видимым, применяют различные устройства, называемые акустико-оптическими преоб-разователя.ми 4. [c.392]

Отметим особенность измерения толщины эхо-методом с помощью РС-преобразователя, который обычно применяют в приборах группы Б. Путь УЗ-волн изменяется в зависимости от толщины изделия. На рис. 8.2 это показано для случая, когда донная поверхность находится в дальней зоне. Угол, характеризующий направление проходящего наикратчайший путь луча, увеличивается с уменьшением толщины (лучи, соответствующие меньшей толщине, показаны линией штриховой). Сложнее ситуация, когда донный сигнал находится в ближней зоне, где лучи еще не образовались и передний фронт эхо-сигнала формируется из волн, проходящих различный путь. Чтобы учесть влияние отмеченных [c.404]

Линии монорельсового скоростного транспорта свяжут города с аэропортами, города с предприятиями, обеспечат связь с городами-спутниками, с дальними зонами отдыха, связь между курортами. Будет продолжено строительство канатных пассажирских дорог. [c.136]

Параметры Лазеров подразделяются на внешние и внутренние. Внешние параметры характеризуют излучение, вышедшее из лазера внутренние связаны с процессами, происходящими внутри резонатора с рабочим веществом. К внешним основным параметрам относятся энергия и мощность излучения, длительность импульса, угловая расходимость пучка света, когерентность излучения и поляризации. Помимо этого в ряде случаев необходимо знать распределение энергии и мощности внутри пучка, его спектральный состав и изменение во времени, а также изменение угловой расходимости в ближней и дальней зонах. К внутренним параметрам относятся спектр мод резонатора, усиление и шумы в ряде случаев требуется знать также порог генерации и насыщение. Различные типы лазеров имеют различные параметры, определяющие области их применения в науке и в технике, и в частности в машино-и приборостроении. [c.19]

Под энергетической расходимостью излучения лазера понимают плоский или телесный угол при вершине конуса, внутри которого распространяется заданная доля энергии или мощности пучка излучения [88]. Чаще всего расходимость определяют на уровне половинной интенсивности или на уровне, где интенсивность падает в е раз от максимальной величины. Такое определение расходимости справедливо для сравнительно однородного по сечению луча, соответствующего основному типу колебаний (ТЕМ 00 ) резонатора. В случае многомодового излучения говорят о диаграмме направленности, понимая под этим угловое распределение энергии или мощности излучения в дальней зоне пространства, т. е. на таких расстояниях I > от излучателя, когда погрешности в фазах колебаний, складывающихся в точке наблюдения от всех элементарных участков апертуры луча D, малы по сравнению с л. При меньших расстояниях обычно нельзя говорить о диаграмме направленности, так как распределение интенсивности по углам зависит в этих случаях от расстояния I. [c.101]

Метод фокального пятна состоит в том, что преобразование поля ближней зоны идеальной положительной линзой приводит к образованию в ее фокальной плоскости амплитудного распределения интенсивности излучения, совпадающего с распределением поля в дальней зоне. Плоский фронт волны преобразуется идеальной линзой в сферический, сходящийся в фокусе. Вблизи фокальной плоскости образуется пятно радиусом а. Расходимость определится из соотношения 0 = 2а//, где / — фокусное расстояние линзы. Пятно минимального радиуса находится не в фокальной плоскости. В этом методе рекомендуется использовать длиннофокусные линзы с большей апертурой. Таким образом, измерение расходимости этим методом сводится к точному измерению радиуса а фокального пятна. Существует несколько способов его определения. [c.102]

X = 0,63 мкм), имеющие высокую когерентность. Формирователь пучка 2 используется для получения заданной формы и размера поперечного сечения пучка излучения лазера. Обычно он представляет собой телескоп Галилея или Кеплера, но иногда может иметь и более сложную оптическую схему [183]. Формирователь дифракционного изображения 4 представляет собой объектив, служащий для получения дифракционного изображе-жения, соответствующего дальней зоне. Объект измерения 3 обычно располагают перед объективом, так как тогда дифракционное распределение интенсивности в фокальной плоскости инвариантно относительно смещений изделия. При необходимости осуществить измерения в широком диапазоне изменений размеров нужно иметь набор сменных объективов с различным фокусным расстоянием, чтобы обеспечить необходимый размер дифракционной картины в плоскости регистрации. [c.256]

На рис. 158 представлена схема дифракционного лазерного измерителя диаметра тонких проводов и волокон ДИД-2, разработанного в ЛИТМО [93, 95]. Устройство работает следующим образом. Пучок излучения лазера 1, расширенный до необходимых размеров при помощи телескопической системы 2, направляется на изделие 4. Излучение, претерпевшее дифракцию, попадает на объектив 5, в фокальной плоскости которой наблюдается дифракционное изображение изделия, соответствующее дальней зоне. За объективом 5 установлено вращающееся зеркало 7, с помощью которого осуществляется сканирование дифракционного изображения по узкой входной щели 8 фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 10. Сумма расстояний от входной щели ФЭУ до оси вращения сканирующего зеркала и от его оси до объектива равна /. [c.264]

При R d IX (зона дифракции Френеля) начинает сказываться неоднородность амплитудной структуры поля в поперечном сечении пучка, из-за чего пучок плавно расширяется, и на ещё больших расстояниях, где R dP-1 к (дальняя зона, или зона Фраунгофера), он превращается в В. с локально сферич. фронтом. [c.321]

В этих условиях наблюдалось формирование поверхностных периодических структур но кроях незатронутых лазерной гравировкой участков металлических пленок. ППС располагались вдоль траектории движения фокального пятно лазерного излучения. Зона распространения ППС в радиальном по отношению к фокальному пятну направлении в большинстве случаев не превышало 10—15 мкм, однако наблюдались и структуры, захватывавшие полосы необработанного покрытия до 250 мкм. При этом ППС группировались в полосы с уменьшающейся контрастностью в поле зрения микроскопа. ППС дальней зоны качественно отличаются от ППС ближней зоны. Изморенные в дальней зоне периоды ППС составляли величины 3— 3,5 мкм. В ближней зоне величина периода была приблизительно такая же, но строгая периодичность норушолась, в ряде случаев элементы структур располагались как лучи, радиально расходящиеся от дефектов лазерной гравировки. [c.96]

Распределение интенсивности излучения в дальней зоне, представленное в виде графика в полярных координатах (рис. 6.19, б] называют диаграммой направленности. Данная диаграмма направле шости тем острее, чем болыие про-и.чведение радиуса излучателя (а) на частоту/. [c.169]

Преобразователи с электрическим сканированием (фазированные решетки) состоят из мозаики пьезоэлемен-тов, на которые раздельно, падают (снимают) электрические сигналы,Преобразователи выполняют в виде одномерной (линейной) или двумерной решетки с шагом не более длины волны используют для последовательного контроля участков изделия малой толщины, изменения угла ввода (качания) луча в дальней зоне (путем создания регулируемого линейного сдвига фаз сигналов на элементах), фокусировки ультразвукового поля (путем создания параболического закона сдвига фаз), перемещения фокальной области, подавления бокозых лепестков при некотором расширении основного луча диаграммы направленности (путем симметричного изменения амплитуд сигналов от центральных к периферийным элементам). Изготавливают из отдельных идентичных пьезоэлементов или путем выполнения пазов в пьезоэлементе большой площади. [c.219]

Наибольшая реальная и предельная чувствительности ограничиваются, так как отраженный от дефекта эхо-сигнал должен быть больше Pmin (определяемого максимальной акустической чувствительностью) и в 2 раза больше уровня шумов. Первым требованием ограничивается, в частности, возможность выявления дефектов, размеры которых меньше длины волны. При d < С X (см. табл. II) отражательная способность дефекта резко уменьшается. Чтобы повысить чувствительность и выполнить первое из указанных требований, необходимо увеличить двойной коэффициент преобразования преобразователя, коэффициент усиления дефектоскопа, амплитуду генератора, площадь пьезопреобразователя (если дефект находится в дальней зоне). Оптимальное значение частоты, соответствующее максимальной чувствительности, снижается по мере увеличения толщины изделия и затухания УЗК. При контроле изделий боль- [c.242]

Производительность контроля определяется шагом и скоростью перемещения преобразовятеля. При оценке времени, необходимого на контроль, учитывается также время исследования обнаруженных дефектов. Шаг сканирования Дс, т. е. расстояние между соседними линиями перемещения преобразователя относительно изделия, определяется удвоенным расстоянием, на котором амплитуда эхо-сигнала от точечного дефекта уменьшается от максимального значения р до минимального Pmin. фиксируемого регистратором дефектоскопа. Например, если ртщ/р = 0,7, а контролируемая зона изделия находится в ближней зоне преобразователя, шаг сканирования не должен превышать четверти диаметра преобразователя D. Если контроль проводится в дальней зоне, шаг сканирования не должен превышать 0,87WD, где г — минимальное расстояние от преобразователя до контролируемой зоны изделия. [c.243]

Поле фокусирующего преобразователя подробно рассмотрено в [39, 71]. Отметим основные итоги этого анализа. Фокусировка эффективна в ближней зоне преобразователя. В дальней зоне поля фокусирующего и нефокусирующего преобразователей практически совпадают Например, на расстоянии, равном 3xq, фокусировка вызывает увеличение амплитуды поля не более чем на 30 % по сравнению с нефокусирующим преобразователем. [c.89]

Значения и Сто для моделей дефектов в дальней зоне приведены в табл. 2.2, где — полуразмеры дефекта поперек и вдоль УЗ-луча Ь() — полуширина УЗ-пучка на глубине залегания дефекта S l,—площадь эквивалентной апертуры. Для прямоугольного уголка при падении УЗ-луча на одну из граней под углом а S b = У 2 Sb os (а — п/4), где — площадь грани. [c.110]

Если учесть, что в современных дефектоскопах Тщах = 5 мкс, то можно принять Ьо = 3 мм, Но = 44 мм. Тогда формулы для расчета SKH-диаграмм при условии, что отражатель (дефект) расположен в дальней зоне преобразователя, можно записать следующим образом [c.226]

Амплитуда волны в дальней зоне падает обратно пропорцйонально расстоянию от конкретной точки до источника колебаний. [c.24]

Протяженность ближней зоны Лб = а / 1 = а //С. Увеличение диаметра пьезопластины, сужая направленность пучка излучения, увеличивает ближнюю зону волнового поля. Направленность поля удобно представить в виде графика в полярных координатах, называемого диаграммой направленности и характеризующего угловую зависимость амплитуды поля в дальней зоне. По мере увеличения отношения а/к увеличивается направленность поля при а/Х. 0,6 на диаграмме, кроме основного лепестка, возникают боковые. [c.24]

Задачи, возникающие при изучении дифракционных явлений, достаточно трудны. Поэтому большое применение находят приближенные методы решения, и в частности теория Гюйгенса-Френеля. На практике широко используют приближения, связанные с распространением волн, — приближения Френеля и Фраунго( ера. Соответственно различают дифракцию сферических электромагнитных волн, называемую дифракцией Френеля (ближняя зона наблюдения), и дифракцию плоских волн, называемую дифракцией Фраунгофера (дальняя зона наблюдения). Расстояние Н, соответствующее дальней зоне, может быть оценено из выражения Н > D /X, где D — размер объекта, на котором происходит дифракция. Для объектов, имеющих размеры в диапазоне от единиц до сотен микрометров, при использовании лазеров видимого диапазона дифракция Фраунгофера наблюдается уже [c.248]

Кроме ДН по амплитуде и. мощности часто используют поляризационные и фазовые ДН. Поляриаад. ДН е 0, ф) — это зависимость поляризации поля (ориентации вектора JS) от направления в дальней зоне (векторы И п И в дальней зоне лежат в плоскости, нормальной к направлению распространения). Различают линейную и эллиптич, (в частности, круговую) поляризацию (см. Поляризация волн). Если нлоскость, проходящая через е ж п (направление распространения), с течением времени не меняет своей ориентации, то поляризация поля линейная, если конец вектора е описывает в плоскости, перпендикулярной и, эллипс или окружность (по часовой стрелке относительно п — правое вращение, против — левое), то поляризация эллиптическая или круговая. В общем виде поляризац. свойства полей излучении А. удобно описывать такими энер-гетич. параметрами, как матрица когерентности или Стокса параметры. Последние имеют размерность плотности потока энергии и могут быть непосредственно измерены, что позволяет экспериментально исследовать поляризац. ДН. [c.96]

Звуковые пучки большой интенсивности. В звуковых пучках высокой интенсивности изменение формы волны при распространении происходит не только вследствие различия в скоростях перемещения разл. точек профиля волны, но и в результате дифракц. эффектов. Если расстояние I от излучателя звука до области образования волны не выходит за пределы ближней зоны (см. Звуковое поле), т. е. I меньше длины т. и. прожекторной зоны излучателя I < Аа /2 (где а — радиус излучателя), то в области, где волна остаётся плоской, из синусоидальной волны успевает образоваться пилообразная волна, к-рая затем в результате сферич. расхождения в дальней зоне преобразуется в периодич. последовательность импульсов (рис. 4). Если же интепеивность волны недостаточно велика и пилообразная волна не успевает образоваться в прожекторной зоне излучателя, то вначале развиваются дифракц. эффекты сферич. расхождения и лишь в дальней зоне, в расходящейся волне происходит увеличение крутизны профиля волны с расстоянием до логарифмич. закону. [c.289]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...