Затухание ультразвуковых волн

Акустический контроль структуры чугуна осуш,ествляют по скорости и затуханию продольных УЗ-волн. Установлено, что скорость ультразвука повышается при снижении содержания графита, уменьшении размеров графитных включений, изменении их формы от пластинчатой к шаровидной, увеличении числа шаровидных графитных включений (по отношению к обш,ему содержанию графита), увеличении содержания цементита в металлической основе (выражается через степень эвтектичности). Предельно высокое значение скорости ультразвука в чугуне приближается к скорости в стали. Затухание ультразвука обычно уменьшается при повышении скорости. На рис. 9.15, 9.16 приведены примеры взаимосвязи скорости и затухания ультразвуковых волн с некоторыми из названных факторов. [c.434]

Для определения вязкости было разработано большое число различных вискозиметров, основанных на применении восьми различных способов ее измерения 1) по длительности истечения определенного количества жидкости через короткую трубку или капилляр под действием силы тяжести жидкости 2) по крутящему моменту, необходимому для вращения с определенной скоростью цилиндра, диска или лопатки, погруженных в жидкость 3) по крутящему моменту, который передается диску, погруженному в чашку с жидкостью, при вращении чашки 4) по скорости вращения цилиндра или диска, погруженного в жидкость и приводимого в движение с известным постоянным крутящим моментом 5) по времени падения в жидкость сферического или цилиндрического предмета 6) по времени подъема пузырька воздуха через жидкость, залитую в пробирку 7) по скорости затухания ультразвуковых волн, возбужденных в жидкости 8) по перепаду давления в капилляре [124]. [c.89]

Применение акустических приборов для контроля физико-механических свойств материалов основано на связи этих свойств с акустическими характеристиками материалов (скоростями распространения и коэффициентами затухания ультразвуковых волн и др.) [38]. [c.381]

Температурная зависимость постоянных упругости, найденная с помощью ультразвука, зависимость от давления, определенная подобным же образом для постоянных упругости и постоянных третьего порядка вообще, так же как явление затухания ультразвуковых волн, заслуживают детального обзора с точки зрения перс- [c.457]

В одной из первых работ [34] по исследованию распространения волн конечной амплитуды в твердых телах была сделана попытка определить увеличение затухания ультразвуковых волн в плексигласе при увеличении интенсивности ультразвука. Результат этой работы был отрицательным при увеличении интенсивности ультразвука затухание в пределах ошибки измерения не изменилось. С точки зрения нынешних представлений об искажении продольных волн в твердых телах этот результат вполне естественен, так как при использованных интенсивностях ультразвука нелинейные искажения малы (максимальное значение звукового давления второй гармоники составляет несколько процентов от звукового давления первой гармоники). При малых нелинейных искажениях мало и увеличение затухания (см. гл. 3, 4). [c.334]

С выхода усилителя высокой частоты (ВЧ) эхо-им-пульсы положительной полярности поступают на видеоусилитель, расположенный в индикаторном блоке 2, а затем на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Эхо-импульсы положительной полярности с выхода блока усилителя поступают в блок АС 3. Для компенсации затухания ультразвуковых волн в контролируемом изделии и расширения динамического диапазона усилителя в нем имеется временная регулировка чувствительности (ВРЧ). Напряжение ВРЧ формируется из положительного пилообразного напряжения, поступающего из блока синхронизации и развертки /. [c.61]

Рэлея см. Рэлея рассеяния закон Затухание ультразвуковых волн см. [c.275]

Необходимо измерить также уровень внешних шумов помещения и установить их источники. Возможной причиной помех может быть разрушение покрытия изделия или поверхностного окисного слоя. В металлах затухание ультразвуковых волн на частотах выше 1—2 мГн увеличивается настолько, что эта область практически становится нерабочей, поскольку для локации дефектов было бы необходимо близко расположить преобразователи многоканальных систем эмиссии. Для пластмасс, бетонов и других материалов с большим коэффициентом а применяют звуковые частоты или близкие к звуковым. [c.289]

Для измерения скорости и поглощения ультразвука в твёрдых телах использование интерферометра с бегущей волной встречает большие трудности мы не можем перемещать в твёрдом теле ультразвуковой приёмник, что легко осуществимо в газах и в жидкостях. Кроме того, так как в куске металла благодаря его конечным размерам и малому затуханию ультразвуковых волн всегда будут образовываться стоячие волны, подчас невозможно провести измерение скорости интерференционным методом и при фиксированном расстоянии между излучателем и приёмником ультразвука (изменяя частоту). [c.385]

Мы говорили уже, что поглощение звука благодаря вязкости и теплопроводности среды пропорционально квадрату частоты. Поэтому затухание ультразвуковых волн при увеличе- [c.186]

Таким образом, кроме искажения формы ультразвуковой волны, вызванного нелинейностью уравнения движения и уравнения состояния имеется еще один вид искажения — искажение, возникающее из-за кавитации. Такой вид искажения должен приводить к добавочному затуханию ультразвуковой волны, однако этот вопрос еще не исследован. Заметим, что в тех случаях, когда необходимо не допустить возникновения кавитации при распространении в жидкости интенсивных ультразвуковых волн (например, при различных измерениях), можно приложить к жидкости (если это конструктивно возможно) противодавление. Оно должно быть, естественно, больше, чем избыточное давление в ультразвуковой волне. [c.406]

Метод частотной фильтрации наилучшие результаты дает при выделении сигнала АЭ из механических шумов. Частотный спектр механических ударов не превышает 200 кГц, спектр шумов трения достигает 1 МГц. На высоких частотах затухание ультразвуковых волн значительно, что ограничивает дальность действия приборов АЭ. На частотах 2. .. 5 МГц дальность действия в объектах из стали не превышает нескольких десятков сантиметров. В связи с этим в большинстве приборов АЭ диапазон частот выбран от 20. .. 100 кГц до 2. .. 3 МГц. Наиболее распространенным диапазоном частот при АЭ контроле сосудов является диапазон 100. .. 200 кГц, а для контроля трубопроводов 10. .. 60 кГц. [c.323]

В твердых телах затухание ультразвуковых волн обусловлено главным образом рассеянием ультразвука и поглощением волны, которое сопровождается переходом энергии упругих колебаний в тепловую энергию. Как показывают теория и эксперимент, затухание ультразвуковых волн зависит от частоты колебаний f, причем с увеличением частоты возрастает и затухание [7]. На рис. 73 приведены кривые зависимости коэффициента затухания б для некоторых материалов от частоты ультразвука [52]. Из анализа кривых видно, что затухание ультразвуковых волн в пластмассах значительно сильнее, чем в металлах. Этот факт необходимо учитывать при выборе оптимального режима для ультразвукового метода контроля сварных соединений из пластмасс. [c.154]

Пластмассы относятся к материалам с очень высоким коэффициентом затухания ультразвуковых волн. Поэтому ультразвуковой контроль сварных соединений следует проводить на низких частотах, поскольку затухание ультразвука на низких частотах меньше, чем на высоких. Выпускаемые отечественной промышленностью серийные искательные головки излучают ультразвуковые колебания с частотой от 0,15 до 10 МГц. Для контроля швов сварных соединений из пластмасс следует применять излучатели с частотой 0,15—1,8 МГц. [c.160]

Здесь, как и в рассмотренном выше случае, появление твердой фазы в жидкости приводит к дополнительному поглощению ультразвуковых волн. При определении температуры начала кристаллизации парафина изучается температурная зависимость затухания ультразвуковых волн при постоянном давлении. [c.321]

Затухание ультразвуковых волн в некоторых жидкостях, в воздухе при 20 С [c.276]

Приведем некоторые примеры использования коэффициента затухания для целей контроля материалов. В Советском Союзе разработан и широко применяется способ контроля величины зерна по затуханию ультразвуковых волн [81], измеряемому относительным методом. Наиболее простым является способ сравнения амплитуд сигналов от противоположных поверхностей изделия и образцов с известной структурой. С целью уменьшения влияния упомянутых выше мешающих факторов измеряют отношение амплитуд сигналов на двух различных частотах. При этом одна из частот (опорная) выбирается заведомо низкой, так что затухание ультразвука слабо зависит от структурных составляющих. Другие частоты (рабочие) соответствуют области максимального рассеяния. Отношение амплитуд сигналов, соответствующих рабочим и опорной частотам, называемые структурными коэффициентами, определяют на исследуемом изделии для различных рабочих частот и сравнивают со структурными коэффициентами, полученными на эталонных образцах. Контроль может проводиться на продольных и сдвиговых волнах Используя частоты 0,65—20 МГц, можно оценивать величину зерна в аустенитных сталях в диапазоне 1—9 баллов, точность определения 1 балл шкалы ГОСТ 5639—65 [c.230]

МГц. На более низких частотах преобладает влияние внутреннего трения. При повышении температуры внутреннее трение увеличивается и поглощение становится еще более преобладающим фактором затухания ультразвука. Кроме того, внутреннее трение может нерегулярно изменяться с изменением частоты и температуры при существовании релаксационных механизмов. На этом основано исследование структуры материалов с помощью измерения затухания ультразвуковых волн. Получаемая при этом информация в основном имеет тот же характер, что и при изучении релаксационных явлений с помощью низкочастотных методов. Могут быть изучены, диффузия, возврат. [c.45]

Наиболее высокие частоты (порядка 10—20 МГц) могут быть использованы при работе в однородной жидкой среде (воде) в пределах небольших расстояний (0,3—0,5 м). При работе в жидкостях с большим затуханием ультразвука (нефть, мутная вода и т. п.) рабочие частоты необходимо уменьшать. Так как затухание ультразвуковых волн в воздухе много больше, чем в воде, то при работе в воздушной среде необходимо использовать более низкие частоты (до 20 кГц). [c.102]

Определяя затухание ультразвуковых волн, можно оценить размеры зерен материала. Необходимо иметь в виду, что при приближении длины волны к размерам зерен звукопроводность материала постепенно падает и при некоторой частоте волны ие смогут проникнуть в материал. В этом случае необходимо перейти на более длинные волны. [c.228]

Метод изменения частоты путем ручной подстройки неудобен и поэтому редко используется вне лаборатории. Этот метод применяется главным образом для определения зависимости затухания ультразвуковых волн от их частоты в различных материалах [1]. [c.60]

В твердых телах для продольных и поперечных волн коэффициенты затухания различны. Большинство твердых тел состоит из большого числа зерен-кристаллитов, на границах которых происходит рассеяние ультразвуковых волн. Вследствие этого роль рассеяния оказывается значительной и часто превалирующей. Особенно велико рассеяние в материалах, состоящих из разнородных частиц (бетон, гранит, чугун). [c.192]

Хофер и Олсен [5] при помощи аппаратуры, измеряющей затухание ультразвуковых волн, контролировали наличие начальных дефектов, а также поврежденность образцов при растяжении или циклическом нагружении. Ранее они отметили, что образцы, вырезанные из толстостенных цилиндров и подверженные испытанию на межслойный сдвиг, испытывают резкое снижение межслойной сдвиговой прочности, соответствующее определенному уровню затухания ультразвука. В последующей работе Хофер.и Олсен [5] обнаружили, что разрушению образца нельзя приписать некоторого определенного уровня затухания. Однако графическая зависимость затухания от log долговечности оказалась очень крутой для образцов с малым временем жизни. Они сделали вывод о необходимости дополнительных экспериментов. [c.357]

Это есть вязкость, введенная Стоксом при выводе его уравнения вязкой жидкости, но опущенная в ранней стадии его рассуждений. В выводе, приводимом в большинстве учебников по гидродинамике, молчаливо предполагается с самого начала, что = 0. Однако Из наблюдений главным образом затухания ультразвуковых волн стало очевидным, что величина должна быть довольно большой, и Карим (Karim) и Розенхед (Rosenhead, 1952 г.) дали обзор причин существования конечного второго коэффициента вязкости в жидкостях и газах. [c.203]

Дефектоскоп УД-10УА (рис. 23) предназначен для неразрушающего контроля изделий, изготовленных из стали с малым затуханием ультразвуковых волн, алюминия и других материалов. Этот дефектоскоп может быть использован в ручных, механизированных и автоматических системах контроля. [c.60]

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]

Измерения и оценки показывают, что на возбуждение кавитации затрачивается значительная энергия. Вместе с рассеянием на кавитационных пузырьках это приводит к быстрому затуханию ультразвуковой волны, амплитуда которой в области кавитации убывает по обычному экспоненциальному закону (для плоской волны) ртах = Ртахо - ), НО С коэффициентом затухания [c.139]

Затухание ультразвуковых волн вследствие рассеяния. Поскольку рассеянная энергия исключается из энергии первичной ультразвуковой волны, то вследствие рассеяния на скоплении частиц и других неоднородностях среды происходит дополнительное затухание (помимо поглощения и других причин) ультразвуковых волн в процессе их распространения в такой среде. Мерой этого затухания, вносимого одной частицей, может служить эффективное сечение ( поперечник ) рассеяния а ф, которое, согласно его определению (УП.51), как раз и выражает ту долю ультразвуковой мощности, которая теряегся вследствие рассеяния из удельной мощности (т. е. интенсивности) падающей ультразвуковой волны. В случае скопления частиц при отсутствии акустического взаимоделствия между ними общее рассеяние будет равно суммарному эффекту рассеяния от одной частицы. Если речь идет о микронеоднородных средах с теснорасположенными препятствиями, малыми по сравнению с длиной ультразвуковой волны, то такую совокупность неоднородностей можно представить в виде регулярного (равномерного) расположения, на которое накладываются флуктуации их концентрации. Равномерное расположение неоднородностей эквивалентно трехмерной дифракционной решетке и к диффузному рассеянию оно приводить ие будет. В оптике аналогичная ситуация имеет место при распространении света в правильном кристалле световые волны, рассеиваемые каждой молекулой, гасят друг друга во всех направлениях, кроме направления распространения первичной волны. Значит, некогерентное рассеяние будет происходить на флуктуациях концентрации, и если эти флуктуации независимы [c.169]

Самые распространенные акустические толщиномеры — эхо-импульспые, позволяющие контролировать изделия с гладкой и грубой поверхностью (корродированные пли полученные способом горячей прокатки). Резонансные толщиномеры применимы только для контроля изделий с относительно чистыми (не ниже 3—4-го класса шероховатости), параллельными (угол клина меньше 2—3°) поверхностями, изготовленными из материалов с небольшим затуханием ультразвуковых волн. [c.235]

Группой сотрудников проблемной лаборатории молекулярной акустики МОПИ им. Н. К. Крупской и Всесоюзного нефтегазового НИИ создан малогабаритный универсальный ультразвуковой прибор для определения давления насыщения и температуры начала кристаллизации парафина нефтей по изменению затухания ультразвуковых волн в исследуемой среде (рис. 15. 19). [c.321]

Дебай и Сирс [7] и независимо от них Люка и Бикар [8] обнаружили, что система чередующихся сжатий и разрежений,, возникающая при распространении звуковой волны в жидкости, является весьма эффективной дифракционной решеткой для света. В результате этого открытия появился ряд оптических методов измерения скорости и. затухания ультразвуковых волн. Схема одного из таких распространенных методов показана на фиг. 74. Звуковой пучок, излучаемый соответствукшиш преобразователем (чаще всего применяется кварц, колеблющийся по толщине), поглощается на дальнем конце кюветы, чтобы исключить появление стоячих волн. Свет от монохроматического источника проходит через щель, а затем параллельный пучок света, как показано на схеме, пересекает ультразвуковую кювету. Основное изображение щели наряду с дифракционными изображениями более высоких порядков фокусируется на фотопластинке. [c.335]

Поглощение упругих волн рассмотрено в ряде экспериментальных работ [27, 36, 37]. В работе [27] изучались скорости продольных и поперечных волн с целью анализа поглощения упругих волн в флюидонасыщенных песках при эффективных давлениях 5-60 МПа. Рассмотрено соответствие данных лабораторных измерений теоретическим моделям, основанным на нескольких гипотезах о поглощении. Показано, что поглощение в сухих и флюидонасыщенных песках при низких давлениях определяется, главным образом, трением в зонах тонких трещин и на границах зерен, а при высоких давлениях отмечается повышение влияния флюида на поглощение ультразвуковых волн. В работе [36] исследовано влияние тонкой слоистости на затухание продольной волны, распространяющейся в пороупругой среде. Рассмотрены два главных механизма затухания упругой энергии в указанной среде рассеяние на тонких слоях и поглощение, связанное с вызванным движением флюида в слоях при прохождении упругих волн. Показано, что совместное влияние (рассеяния и поглощения) на затухание можно определить путем суперпозиции известных решений. Результаты численного и физического моделирования удовлетворительно совпадают. В работе [37] приводится оценка затухания ультразвуковых волн при прохождении через пологие разломы в различных геологических условиях. Определена количественная зависимость ослабления энергии упругих волн от параметров разлома и проведено сопоставление экспериментальных и расчетных данных. [c.39]

Коэффициент затухания 5 в значительной степени зависит от отношения средней величины зерна d в металле и длины акустической волны X. Чем больше отношете к/d, тем меньше коэффициент затухания. Коэффициент затухания обратно пропорционален частоте/(так как к = С//). Короткие волны большой частоты легко затухают, отражаясь от границ зерен кристаллов. Для малоуглеродистых сталей X/d > 10, затухание мало и возможно применение ультразвуковых волн для контроля. При k/(i< 10 затухание происходит наиболее интенсивно. В деталях, выполненных электро-шлаковой сваркой, в сварных соединениях из аустенитиых сталей, меди, чугуна, где структура крупнозер1шстая, ультразвуковой контроль затруднен, так как длина волны сопоставима с величиной среднего зерна. В алюминиевых и титановых сплавах контроль УЗК не вызывает затруднений. [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...