Рассеяние ультразвука обратное

УЗ-вые волны затухают значительно быстрее, чем волны более низкочастотного диапазона, т. к. коэфф. классического поглощения звука (на единицу расстояния) пропорционален квадрату частоты. В низкочастотной области коэфф. релаксационного поглощения также растёт пропорционально квадрату частоты, однако при повышении частоты этот рост замедляется и коэфф. поглощения стремится к постоянной величине. Область, где наблюдается такое изменение хода коэфф. поглощения, наз. релаксационной, а средняя её частота — частотой релаксации. Величина, обратная частоте релаксации,— время релаксации — характеризует процесс перераспределения энергии внутри вещества. Помимо характерного хода коэфф. поглощения УЗ, в релаксационной области наблюдается рост скорости звука с частотой — дисперсия, обусловленная физич. процессами в веществе и отличающаяся от дисперсии скорости звука, характерной для любых частот и связанной с геометрич. условиями распространения волны. Дисперсия УЗ в релаксационных областях обычно не превышает нескольких процентов. В многоатомных газах релаксация связана с обменом энергии между поступательными и внутренними степенями свободы, и характерные частоты лежат в среднем и даже низкочастотном диапазонах. В жидкостях к основным релаксационным процессам относятся, напр., внутримолекулярные превращения, структурная и химич. релаксации соответствующие частоты лежат чаще всего в области частот 10 —10 Гц. В твёрдых телах имеются релаксационные процессы различной природы, обусловленные, напр., взаимодействием ультразвука с электронами проводимости, со спиновой системой (см. Спин-фононное взаимодействие), С колебаниями кристаллической решётки. Влияние этих процессов проявляется в частотной зависимости поглощения УЗ. Резонансные явления типа акустического парамагнитного резонанса (область частот 10 —11 Гц) и акустического ядерного магнитного резонанса (10 —10 Гц) дают соответствующие пики поглощения. Резонансный характер может иметь также и дислокационное поглощение в кристаллах. Все эти особенности поглощения УЗ в твёрдых телах обусловлены взаимодействием УЗ-вых и гиперзвуковых волн с внутренними возбуждениями в твёрдых телах. Возникновение же такого взаимодействия связано с тем, что средние и высокие УЗ-вые частоты становятся сравнимы с характерными частотами процессов в веществе на молекулярном и атомном уровне, а длины волн сравнимы с параметрами внутренней структуры вещества. Последнее обстоятельство объясняет также увеличение рассеяния упругих волн на УЗ-вых частотах, наблюдаемое в микронеоднородных средах, в поликристаллич. телах сечение рассеяния на неоднородностях возрастает, если их размеры становятся порядка длины волны.. Связь характера распространения УЗ и, в частности, его высокочастотной области — гиперзвука — со структурой вещества и элементарными возбуждениями в нём является одной из важнейших особенностей УЗ-вых волн. Она позволяет судить о строении вещества на основании измерений скорости и погло- [c.11]

Коническая верхняя часть пьезокерамики служит демпфером. Ультразвуковые волны испытывают в этой части многократные отражения, в результате которых путь ультразвука увеличивается, происходит трансформация и рассеяние ультразвуковых волн. В целом обратный сигнал от такого демпфера практически отсутствует. [c.56]

Контроль затрудняется сильным обратным рассеянием энергии ультразвука из плакировочного слоя. Выбор частоты конт- [c.583]

Ряд теоретических вопросов, связанных с эффектом вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна, был рассмотрен Таунсом и др. [12]. Экспериментально рассеяние в кварце и сапфире наблюдали Чао, Таунс и Стойчев [12]. Схема их эксперимента представлена на фиг. 15. При комнатной температуре пороговая мощность лазера, соответствующая появлению вынужденного рассеяния, оказывается весьма высокой пороговые плотности потока мощности в сфокусированном лазерном луче составляют по оценкам 10 бт/сж . При этом в ультразвук преобразуется доЛя мощности лазера соак/мь, которая из-за сильного поглощения звука за время, меньшее 10 сек, переходит в тепло. Кристаллы неизменно повреждались, как только интенсивность лазерного излучения оказывалась достаточной для наблюдения эффекта вынужденного рассеяния. В этих опытах в основном регистрировалось рассеяние в обратном направлении. Вынужденное рассеяние в обратном направлении идет, по-видимому, наиболее эффективно, поскольку длина взаимодействия рассеянного излучения с излучением лазера в этом случае максимальна. Здесь уместно заметить, что рассеяние Мандельштама — Бриллюэна в прямом направлении (0 = О, см. фиг. 13) возможно в анизотропных кристаллах. Здесь падающая световая волна может быть рассеяна с образованием волны стоксовой частоты, имеющей другую поляризацию и распространяющуюся в том же направлении. Законы сохранения энергии и им- [c.162]

Рассеяние - мультиполярные изменения направления распространения ультразвуковых волн, обусловленные внутренней неоднородностью среды и являющиеся результатом многочисленных отражений и преломлений. Заметим, что возникновение значимого рассеяния ультразвука происходит в случаях, когда длина волны становится сопоставимой с размерами неровностей (отражателей), или при выраженной акустической неоднородности среды (рис. 3.9). В любом случае при рассеянии имеется компонент ультразвуковых волн, направленный в сторону излучателя, который отражает обратное рассеяние [4, 7]. Следует также заметить, что при формировании раз- [c.48]

Рассеяние ультразвука на неровной поверхности зависит от параметра Рзлея Рц = 2консо Ь, где к-—волновое число он-—среднеквадратическое отклонение высоты неровностей б — угол падения на дефект. Анализ реальных трещин сварных соединений показал, что в зависимости от причин, их породивших, они относятся либо к гладким с малым параметром Рэлея, либо имеют большие неровности, тогда параметр Рэлея велик. В первом случае обратное отражение от трещины мало, а во втором дефект довольно хорошо выявляется совмещенным преобразователем при наклонном падении. Иногда вместо он вводят рь — средний радиус кривизны неровностей. Соответствующий измененный параметр Рэлея лучше характеризует шероховатость дефекта с точки зрения рассеяния ультразвука. [c.123]

При перечислении свойств ультразвуко-вых волн было отмечено, что максимальное огра--жение ультразвуковой энергии от границы раздела двух сред (в данном случае от дефекта) будет в том случае, если размер дефекта будет равен или больше ультразвуковой волны., -При этом при определенных условиях, как мы видели, на некотором рассто-янии1 за дефектом может образоваться полная звуковая тень. Образование максимальной возможной или полной тени за дефектом имеет решающее значение для максимальной разрешающей способности дефектоскопов теневого типа. Но для импульсных ультразвуковых дефектоскопов, работающих на отражение, вовсе не обязательно получение полной тени или даже полутени за дефектом. Пр хорошей чувстви- тельности усилительной части импульсного дефектоскопа достаточно получить незначительное отражение ультразвуковой энергии от дефекта и не имеет никакого значения, что за дефектом будет или не будет звуковая тень не имеет значения для этих дефектоскопов и явление дифракции за дефектом. На их чув- ствительность влияют лишь поглощение и рассеивание ультразвуковой энергии в испытуемом материале на пути между поверхностью, к которой приложен излучающая и приемная пластинки, и дефектом с увеличением глубины залегания дефектов, или толщины стенок контролируемых изделий. Чувствитель-ность ультразвукового метода резко падает за счет рассеяния и поглощения ультразвуковой энергии как прямого, так и обратного (отраженного) пучка излучений. [c.128]

Для этих испытаний пригодны частоты 1 и 2 МГц. В пользу частоты 1 МГц свидетельствуют значительно меньшие колебания при У-образном прозвучивании [1004] и меньшее обратное рассеяние энергии ультразвука из слоя плакировки (структурный шум). Кроме того, обнаруживаемость наклонно расположенных отражателей на такой частоте получается лучшей [483]. Преимущества более высокой частоты 2 МГц заключаются в более высокой разрешающей способности и в более точной локализации отражающих мест. [c.581]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...