Поглощение ультразвука также Коэффициент поглощения

Заметим, что в соответствии с формулами (УП.8)—(VII. 15) коэффициенты отражения и прохождения практически не зависят от частоты, если не считать возможной зависимости из-за дисперсии скорости звука в релаксирующих средах. Однако эта дисперсия обычно столь мала, что она не может заметно повлиять на разность волновых сопротивлений, определяющую величину коэффициента отражения на границе с данной средой. Поэтому полученные результаты справедливы также и для немонохроматических волн со сложным спектром, в частности для ультразвуковых импульсов. В силу сказанного, относительный спектральный состав, т. е. форма огибающей импульса, не должен изменяться при отражении и прохождении изменяются лишь абсолютные значения амплитуд гармоник и высота импульса в соответствии с величиной коэффициентов отражения и прохождения. Коэффициент отражения от границы раздела сред при нормальном падении волны, очевидно, не должен зависеть и от поглощения ультразвука в этих средах. [c.147]

При малых интенсивностях скорость акустического течения пропорциональна интенсивности ультразвука и квадрату частоты. Отметим также, что и тем больше, чем меньше плотность среды и чем меньше скорость звука в среде. По этой причине в газах, где рис малы (по сравнению с жидкостями), с акустическим течением приходится считаться уже при низких звуковых частотах, тогда как в жидкости заметное течение возникает только на ультразвуковых частотах. Физический механизм образования акустического течения можно себе представить, если считать (такой точки зрения придерживается большинство авторов), что оно возникает в случае плоских волн благодаря градиенту радиационного давления в жидкости, вызванному поглощением ультразвуковых волн. Возникающий вследствие поглощения перепад (градиент) радиационного давления приводит жидкость в движение. С этой точки зрения скорость акустического ветра должна была бы быть пропорциональной коэффициенту поглощения ультразвука, что и получается из теории. [c.373]

Другой метод измерения интенсивности ультразвука в случае волн конечной амплитуды также представляет собой тепловой метод. Это метод измерения интенсивности с помощью термоэлектрических приемников. Принципиально этот метод аналогичен калориметрическому методу, о котором говорилось выше отличие сводится к тому, что измерение температуры производится термопарой. Термопара представляет собой металлическую проволочку, к обоим концам которой припаяны проволочки из другого металла. Если один из спаев нагревать, оставляя другой спай при постоянной температуре, то на свободных концах проволочки появится электродвижущая сила. Присоединив концы к гальванометру, можно увидеть, что в цепи течет ток. Не все разнородные металлы дают одинаковую термоэлектродвижущую силу. При измерении температур в пределах от О до 100° С очень часто применяются медь-константановые термопары. Такая термопара дает приблизительно 4-10 а при нагревании спая на 1 ° С. В калориметре (сосуде Дьюара) нагревалась жидкость. Можно было бы просто поместить термопару в жидкость и определять ее нагрев. Однако в обычных жидкостях с малым коэффициентом поглощения [c.391]

Контроль без разрушения может осуществляться по энергетическим параметрам процесса (сварочному току, напряжению на инструментах, полезной мощности, энергии), температуре, перемещению электрода, а также ультразвуком, рентгеном и другими физическими методами. Последние не всегда дают надежные данные. Так при рентгеновском просвечивании, реагирующем на изменение плотности, выявляются поры, трещины, раковины и внутренний выплеск, однако граница литой зоны без использования рентгеноконтрастных веществ не выявляется. В настоящее время для ее выявления на поверхности контакта деталей толщиной 0,3—5 мм перед сваркой кладут тонкую фольгу (0,1—0,3 мм), наносят гальваническое покрытие или порошок из материала, обладающего повышенным коэффициентом поглощения рентгеновских лучей. Этот металл, не влияя на качество, под действием электромагнитных сил может вытесняться к периферии ядра (если его сопротивление и 7пл выше исходного металла) или перемешиваться (если Гпл близки). Для нержавеющих и жаропрочных сталей в качестве материала-свидетеля используют тугоплавкие металлы (Мп, Ш, Мо, V) в виде порошка с размерами частиц 20—100 мкм. Порошок [c.243]

Однако практически в сварных швах не всегда можно встретить однородную структуру во всех зонах шва. При различной структуре. металла поглощение ультразвука может быть различным в зависимости от структуры металла. На графиках рис. 3-131 указаны коэффициенты затухания ультразвука для различных типов сварных швов в различных зонах, а также в зависимости от частоты ультразвука (Л. 60]. [c.191]

Следует отметить также, что ультразвуковые расходомеры применяются главным образом для измерения расхода жидкостей из-за малой интенсивности ультразвуковой волны и большого коэффициента поглощения ультразвука в газах. Основными элементами преобразователей ультразвуковых расходомеров являются излучатели и приемники ультразвуковых колебаний. Ультразвуковые колебания, попадающие на приемник, вызывают его механическую деформацию в виде перио- [c.138]

Значительные осложнения возникают также в результате неравномерного нагрева жидкости и порождённых им конвекционных потоков. Неравномерный нагрев жидкости часто вызывается колебаниями кварцевой пластинки, поэтому можно рекомендовать включать кварц лишь на короткие промежутки времени и фотографировать с возможно малой экспозицией. Коэффициент поглощения ультразвука можно определить также, воспользовавшись тем, что при малых амплитудах ультразвуковых колебаний, при которых в диффракционной картине наблюдаются только спектры первого порядка, между освещённостью изображения ультразвукового поля, полученного по методу тёмного поля, и интенсивностью звука существует линейная зависимость [316, 317]. Измерение освещённости ультразвукового поля производят или с помощью фотоэлемента или же посредством фотографирования с последующим фотометрированием. Фотометрирование производят, сравнивая освещённость ультразвукового поля с освещённостью поля зрения, на которое наложен ступенчатый [c.93]

В качестве материала протектора в прямых совмещенных преобразователях используют минералокерамику (бериллий, твердые износостойкие сплавы и др.). Протекторы из этих материалов обладают высокой износостойкостью, но не обеспечивают стабильности акустического контакта при контроле изделий с различной шероховатостью поверхности. Так, при Rz = 0,63. .. 320 мкм амплитуда отраженного от дна сигнала может изменяться на 20 дБ. В связи с этим широко применяют полимерные пленки из эластичного материала, например полиуретана. Такой протектор, обладая большим коэффициентом поглощения ультразвука, обеспечивает хорошее гашение многократных отражений. Он может легко деформироваться и в определенной мере облегать неровности поверхности изделия, что также благоприятствует стабильности акустического контакта. Колебания амплитуды не превышают 5 дБ. На практике толщину таких протекторов выбирают равной 0,2. .. 1,0 мм. Так как акустические сопротивления нолиуретана и пьезоэлемента сильно различаются, между ними помещают согласующие слои, улучшающие прохождение ультразвуком этой границы. Эти слои в серийных ПЭП выполняют из эпоксидной смолы с вольфрамовым наполнителем, наносимой непосредственно на пьезоэлемент. [c.143]

На рис. 31 показано распределение средней интенсивности ультразвука вдоль звукового пучка (при разных начальных интенсивностях у источника звука). Эти кривые показывают характерную для расстояний, больших расстояния образования разрыва, слабую зависимость передаваемой через среду интенсив- jgg ности от излучаемой. Как видно из рисунка, увеличение начальной интенсивности более чем в два раза приво-дит к незначительному увеличению интенсивности на расстояниях, ббльших 10 см (расстоянио образования раз- д рыва для интенсивности 100 erJ M на 1,5 Мгц — около 6 см). Это также согласуется с выводами теории (см. 4 гл. 3). Неэкспоненциальный характер спадания интенсивности, хорошо видный на нижней из кривых рис. 31, приводит к тому, что коэффициент поглощения непостоянен, о чем уже говорилось выше. [c.171]

Что касается частотной зависимости коэффициента поглощений ультразвука, то опыт показывает, что, по крайней мере, в большой области частот отношение ац/г действительно сохраняет постоянное значение. При этом в результате релаксации ( запаздывания) различных молекулярных процессов в некоторой сравнительно узкой области частот, характерной для данной среды, на кривой зависимости от частоты, как и на кривых дисперсии, наблюдаются релаксационные ступеньки, после которых величина ao/v падает до нового постоянного значения, приближающегося к стоксовскому. В качестве примера, Иv лю тpиpyющeгo величину поглощения ультразвука в различных средах, в табл. 6 приведены экспериментальные значения на частотах мегагерцевого диапазона для некоторых жидкостей и газов при нормальном давлении и комнатной температуре, а также значения вычисленные для тех же сред [c.57]

Явление зкачительного увеличения поглощения ультразвуковых волн конечной амплитуды в маловязких жидкостях, кроме важного научного значения, имеет существенный практический интерес. Это явление необходймо учитывать во всевозможных измерениях коэффициента поглощения ультразвуковых волн в жидкостях, при расчете длиннофокусных звуковых фокусирующих систем, при работе со средними и тем более большими интенсивностями ультразвука в маловязких жидкостях, например в воде. Отметим также, что это явление (наряду с кавитацией, см. ниже) может приводить к тому, что увеличение мощности излучателя в ряде случаев не приведет к росту дальности распространения акустических волн. [c.398]

Камера 2 представляет собой полый стальной цилиндр с термостатирздащей рубашкой, в торцовые концы которого ввинчены алюминиевые акустические задержки. На наружных торцовых концах их навинчены держатели с кварцами. Используя дополнительную фигурную задержку, этим прибором можно также измерить коэффициент поглощения ультразвука и скорость распространения его в области частот 3—50 мгц. [c.321]

С этого времени в большом количестве проводятся эксперимен тальные и теоретические работы по исследованию дисперсии и пог лощения ультразвуковых волн в газах, а затем и в жидкостях, сре ди которых следует отметить работы Кнезера [9] и Бикара [10] К настоящему времени накопилось очень большое количество ра бот по измерению скорости и поглощения ультразвука в газах, в смесях газов, жидкостях, смесях различных жидкостей, растворах, электролитах, проведенных при разных физических условиях (температура, давление, плотность, фазовые переходы и т. д.). Результаты этих измерений важны не только для изучения молекулярных свойств газов и жидкостей, но также широко используются в технике для контроля протекания различных технологических процессов (по изменению скорости и поглощения звука). Методика этих измерений хорошо отработана и изложена во многих учебниках, поэтому мы не будем ее описывать. Отметим только, что на ультразвуковых частотах современные импульсные, фазовые и в особенности импульсно-фазовые методы позволяют получить относительную ошибку Ас/с 10 —10 , а абсолютное значение с измерять с точностью 10" %. Аппаратурная точность может быть выше, однако точность измерения скорости ограничивается трудностью поддерживать неизменными физические свойства среды (температуру, плотность, однородность, отсутствие потоков и т. д.) и неоднородностями акустического поля абсолютное значение а в области ультразвуковых частот можно измерять с ошибкой 2—5%. Трудности в определении коэффициента поглощения звука по результатам измерений также состоят в необходимости детального учета неоднородности излучаемого акустического поля, дифракционных эффектов, неизменности физических свойств среды. Для газов измерения на частотах выше нескольких МГц (при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре) затруднены из-за очень большого поглощения. [c.42]

В воздухе источниками ультразвука значительной мощности могут служить свистки и сирены. Нужно также иметь в виду, что поглощение ультразвука в воздухе значительно больше, чем в воде. В табл. 92 приведены расстояния, на которых сила звука различных частот в воздухе и в воде убывает вдвое в качестве коэффициентов поглощения здесь приняты значения, давае- [c.420]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...