Скорость звука * (ультразвука)

В предыдущих главах мы познакомились с основными методами точного измерения скорости звука и ультразвука в газах и жидкостях — интерференционным и импульсным. Интерференционный метод, кроме того, подразделяется нами [c.466]

Некоторые отечественные толщиномеры группы Б имеют автоматическую настройку на скорость ультразвука. Для этого используют головную волну, которая возникает и распространяется вдоль поверхности изделия одновременно с излучением продольной волны в изделие. Преобразователь снабжают дополнительным приемным пьезоэлементом, расположенным на постоянном расстоянии (базе) от излучателя. Время распространения головных волн на этой базе пересчитывают в скорость звука. Найденное значение вводят в блок индикатора, который указывает значение толщины в миллиметрах. Прибор одновременно можно использовать как измеритель скорости продольных волн. [c.407]

В кристаллах скорость звука имеет равное значение в зависимости от направления его распространения относительно осей симметрии кристалла. В результате на границах раздела кристаллов, возникают частичное отражение, преломление ультразвука и трансформации типов волн, что и определяет механизм рассеяния. Вследствие этого ультразвук сильно затухает в различных металлах и сплавах, в том числе и в баббите. Степень затухания определяется, кроме того, и частотой. [c.260]

Рис, 3. Зависимости электронного коэффициента поглощения (1) ультразвука ае и изменения скорости звука 2 от величины [c.57]

Измерение с помощью ультразвука. Сущность ультразвукового метода определения температуры плазмы основана на использовании зависимости скорости звука, распространяющегося в плазме, от тем- [c.290]

Как следует, из выражения для М2, этот критерий качества тем больше, чем больше показатель преломления и фотоупругие коэффициенты среды, и обратно пропорционален плотности и скорости звука в среде. Кроме того, для эксплуатации важны рабочий диапазон прозрачности и величина затухания ультразвука на высоких рабочих частотах (порядка 0,5—I ГГц). [c.223]

В свою очередь, затухание ультразвука пропорционально квадрату условной частоты звуковой волны Q и обратно пропорционально скорости звука [c.224]

Опишите известные вам способы измерения скорости звука. В каких пределах изменяется длина волны звука в воздухе (и в воде), если частота увеличивается от 20 до 20 000 Гц и от З-Ю" до 106 Гц (ультразвук) [c.409]

Ультразвук — упругие волны с частотой колебаний свыше 2-10 Гц. Избыточное давление в среде (над равновесным) при распространении звуковых волн называется звуковым давлением. Скорость звука в различных средах колеблется в широких пределах (табл. 44.7). [c.474]

При распространении ультразвуковой волны каждая частица среды совершает колебательное движение около положения равновесия со скоростью и, что сопровождается периодическим измене- шем плотности и давления в окрестности частицы. При этом, как мы видели, в плоской волне давление и скорость совпадают по фазе это значит, что силы давления совершают положительную работу. В отсутствие поглощения эта работа не может перейти в тепло, а должна оставаться в форме энергии колебательного движения частиц упругой среды, т. е. звуковой энергии. Таким образом, в процессе излучения ультразвука колеблющимся источником его энергия передается прилегающей среде в форме звуковой энергии, которая распространяется в среде со скоростью звука, заполняя все большее пространство, называемое ультразвуковым полем. Энергия каждого элемента объема в этом поле представляет собой сумму кинетической энергии колеблющихся частиц и потенциальной энергии упругой деформации. Кинетическая энергия частицы с объемом 1 0 и плотностью Ро равна [c.50]

В случаях двух жидких сред оказывается возможным реализовать такую ситуацию, при которой коэффициент отражения ультразвука от границы раздела жидкостей равен нулю, а скорости звука в них различаются. Для этого случая формула (V. 15) дает [c.110]

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]

Скорость звука (ультразвука) 39 [c.277]

При контроле сварных швов в различных материалах необходимо корректировать углы призмы искателя в зависимости от скорости звука в материале изделия Наиболее существенным фактором, ограничивающим применение ультразвука для контроля сварных швов, является повышенный коэффициент его затухания в некоторых материалах, например в швах средней и большой толщины из сталей аустеиитного класса с низким содержанием ферритной фазы [c.232]

Скорость распространения ультразвуковых волн в жидкой фазе исследованных смесей уменьшается с ростом температуры вплоть до критических температур. Относительно хорошую качественную и количественную согласованность с опытом в этом случае имеет закон аддитивности для скоростей ультразвука зв = lV + 2(l—V), где V — весовая доля 1-го компонента С1 и Сг — скорости звука в первом и втором компонентах соответственно (см. табл. 1). [c.93]

Измерение скорости звука в диапазоне температур от 80 до 350 К производилось методом непрерывных колебаний, а коэффициента затухания продольных и поперечных колебаний — импульсным методом, описанными соответственно в работах [6] и [7]. В том и другом случаях рабочая частота составляла 10 МГц. Абсолютная погрешность определения скорости ультразвука не превышала 0,5%, а коэффициента затухания 10%-Измерения коэффициента затухания удалось выполнить на образцах, пористость которых была менее 22%, а скорость звука определена лишь для образца № 2 с пористостью 18%. [c.43]

Точные измерения скорости ультразвука в газах привели к открытию чрезвычайно интересного явления. Было обнаружено, что в многоатомных газах, молекулы которых состоят из нескольких атомов, при достаточно высоких ультразвуковых частотах скорость ультразвука претерпевает изменения, т. е, для таких газов имеет место дисперсия ультразвука. Кроме того, одновременно с изменением скорости ультразвука увеличивается его поглощение. Правда, это изменение скорости, вообще говоря, невелико, но всё же оно значительно больше, чем ошибки измерений. Так, например, было найдено, что для углекислого газа (СО2), молекулы которого состоят из трёх атомов, скорость звука до частоты в 10 гц постоянна и равна 258,9 м/сек, что совпадает со значением, вычисленным по формуле Лапласа. С увеличением частоты эта скорость возрастает примерно на 12 м/сек и при частоте в 10 снова становится постоянной и равной 271 м/сек. Поглощение ультразвука на частоте 277 кгц оказывается приблизительно в 20 раз больше, чем это следует из классической теории поглощения, учитывающей потери энергии благодаря вязкости СО2 и его теплопроводности. На частотах более 10 гц величина поглощения снова совпадает со значением, которое даёт классическая теория. Как объяснить это явление [c.193]

Мы уже говорили о способах измерения скорости распространения звука и ультразвука интерференционными и импульсными методами, когда разбирали вопрос о распространении ультразвуковых волн в воздухе. Эти же методы применяются и для измерения скорости звука в жидкостях, например в воде. Если известна скорость звука в жидкости, легко определить её сжимаемость, величину очень важную в научных исследованиях и в технике. Кроме того, скорость распространения звука интересна и с другой точки зрения она характеризует физико-химические свойства жидкости. [c.270]

Измерение скорости и поглощения ультразвука. В предыдущих главах мы познакомились с основными методами точного измерения скорости звука и ультразвука в газах и жидкостях — интерференционным и импульсным. Интерференционный метод, кроме того, подразделялся нами на метод интерферометра с бегущей волной и интерферометра со стоячими волнами. Эти методы давали возмои юсть определить также и поглощение звуковых и ультразвуковых волн. [c.385]

Для измерения скорости ультразвука используется толщиномер, такой как 36DL PLUS ФИРМЫ Panametri s , измеряющий толщины стенок деталей. В толщиномере производится автоматическое измерение времени прохождения между противоположными поверхностями стенки детали. Это время прямо пропорционально скорости звука в материале. При этом предполагается, что материал является однородным и скорость звука в нем известна. Измеренное значение времени пробега t умножается на половину скорости звука с (т.к. волна проходит расстояние, равное двойной толщине) [c.341]

Призму изготовляют обычно из материала с небольшой скоростью звука (оргстекло, капролон, поликарбонат, полиамидоимид, деклон, эпоксидные компаунды), что позволяет при относительно небольших углах падения р получать углы преломления а до 90°. Высокое затухание ультразвука в призме позволяет обеспечить ослабление волны, которое увеличивается в результате многократных отражений. Для улучшения этого эффекта в призме часто предусматривается ловушка, [c.206]

Влияние анизотропии проката на амплитуду поперечных волн при про-звучивании образца в направлении Z прямым преобразователем наглядно иллюстрируется рис. 6.26. Если волна поляризована вдоль оси Y, то на экране дефектоскопа наблюдается серия донных импульсов — многократных отражений ультразвука от дна (рис. 6.26, а). Если волна поляризована вдоль оси X, то серия донных имуль-сов смеш,яется вправо (рис. 6.26, б), причем скорость звука в этом случае меньше, чем при поляризации вдоль оси Y. Попытка ввести в мета./ л гю-перечную волну, распространяющуюся вдоль оси Z и поляризованную под углом 45° к оси Y, приводит к появлению на экране дефектоскопа серии [c.326]

Завлсимость скорости распространения ультразвука в жидкостях от величины адиабатической сжимаемости определяет изменение скорости ультразвука в жидкой среде при изменении температуры и давления. Сжимаемость всех жидкостей, в том числе и смазочных масел, сильно увеличивается при повышении температуры и понижается при увеличении давления, что и вызывает соответственно либо уменьшение, либо увеличение скорости звука. Характеристики твердого тела, а именно — детали узла трения во время работы остаются практически неизменными, не меняется ни состав, ни размеры, поэтому скорость распространения звука в деталях, находящихся в контакте, остается постоянной. Параметры смазочного слоя во время работы непрерывно меняются, толщина слоя, давление в нем, температура взаимосвязаны, поэтому изменение одного из их влечет изменение других. Скорость распространения звука в этом случае не может оставаться постоянной. Поскольку [c.292]

В табл. 3-4 приведены значения скорости звука в различных веществах. Акусти-чс ие волны частот, меньших 20 Гц, называются инфразвуком, а больших 20 ООО Гц — ультразвуком. [c.91]

Поверхностные акустические волны в пьезоэлектриках. Акусто-электропика начиная с 60-х годов стала одним из наиболее бурно развивающихся направлений в технике преобразования и аналоговой математической обработки радиосигналов в широком диапазоне частот и реальном масштабе времени. Основные возможности акустоэлектроники обусловлены малой скоростью звука по сравнению со скоростью света и малым затуханием ультразвука в высокодобротных монокристаллических колебательных системах. Наибольшее развитие за последнее время получили акусто-электронные устройства, использующие ПАВ и находящие все более широкое применение в радиоэлектронике, автоматике, телевидении и связи. Вопросы техники и теории ПАВ подробно рассмотрены в [46, 49, 50, 52, 62—69]. В рамках настоящего изложения ограничимся, как и в предыдущих случаях, краткой характеристикой основных областей применения устройств па ПАВ, сводкой важнейших свойств преимущественно используемых материалов и оценкой вероятных тенденций дальнейшего развития. Наиболее приближенная к задачам практики классификация устройств па ПАВ дана в [49]. В согласин с нею основными элементами акустоэлектронных радиокомпонентов (АРК) являются преобразователи ПАВ и элементы акустического тракта. [c.149]

Авторы специально не исследовали зависимости скорости ультразвука от частоты, т. е. ее дисперсии. Однако при температурах >100°С они произвели качественную оценку коэффициента поглощения а путем сравнения амплитуд первого и Дважды отраженного импульсов. Значение а в исследованной области нигде, кроме узкой окрестности критической точки, не 1ревышает максимального. Условием наличия дисперсии является максимум а и равенство где % — длина волны. В проведенных исследованиях измеренное а=0,24 см при 22,65 МПа и 374,077°С (Я=0,013 см). Поскольку аА=0,0031< дисперсии скорости звука в исследованном диапазоне параметров по мнению авторов быть не должно. Таким образом, Полученные в работе значения скорости звука можно считать [c.73]

Предлагаемая книга посвящена распространению ультразвуковьЕх волн в жидкостях, газах и твердых телах, рассматриваемых как сплошные среды с разными характеристиками упругости. В ней систематизированы вопросы, имеющие непосредственное отнощение к специфике ультразвука возможности генерирования направленных пучков плоских волн, высокой интенсивности ультразвукового излучения и т. д. В связи с этим основное внимание в книге уделено различным аспектам распространения плоских волн их общим характеристикам, затуханию, рассеянию на неоднородностях, отражению, преломлению, прохождению через слои, интерференции, дифракции, анализу нелинейных явлений, пондеромоторных сил, краевых и других эффектов в ограниченных пучках. Рассматриваются также сферические волны, которые формируются при пульсационных колебаниях сферических тел, в дальней зоне излучателей малых размеров, в ультразвуковых фокусирующих системах. Большинство из этих вопросов обсуждается применительно к продольным волнам для сред, обладающих объемной упругостью, а для других типов волн, в частности для сдвиговых волн в жидкостях и твердых телах, дополнительно рассматриваются те вопросы, которые составляют их специфику. К ним относятся граничные и нелинейные эффекты в твердых телах, трансформация волн, их дисперсия, поверхностные волны, соотношения между скоростями звука и модулями упругости в кристаллах, в том числе в пьезоэлектриках. [c.2]

Эта специфика прежде всего выражается в реальной и широко используемой возможности генерирования плоских или квазипло-ских волн, в особом значении импульсного режима излучения, в воздействии мощного ультразвука на среду и ее реакции на это воздействие, в сильном поглощении ультразвуковых волн в газах и возможности распространения сдвиговых волн в жидкостях, в отчетливом проявлении нелинейных акустических эффектов в жидкостях и твердых телах, постоянных сил в ультразвуковом поле и т. д. Соответственно на первое место в ультраакустике выходят вопросы распространения плоских волн, их поглощения, отражения, преломления, прохождения через слои, фокусирования, рассеяния, анализ нелинейных эффектов, пондеромоторных сил в поле плоских волн, дифракционных и интерференционных эффектов в поле реальных излучателей ультразвуковых пучков вместе с анализом отклонений характеристик ультразвукового поля в ограниченных пучках по сравнению с полем идеальных плоских волн, распространения различных типов ультразвуковых волн в безграничных и ограниченных твердых телах, в том числе — в кристаллах и пр. В насго-яи ей книге сделана попытка дать всем этим вопросам достаточно полное освещение в сочетании с другими аспектами распространения ультразвуковых волн. В книге приводятся также э сперимеп-тальные данные по скорости и поглощению ультразвука в л<идко-стях и газах, а также по скорости звука в изотропных твердых телах и кристаллах. Наряду с классическим материалом в ней использованы данные из оригинальных источников, на которые сделаны соответствующие ссылки. [c.5]

Величина Со, фигурирующая в волновом уравнении (П.37) и его решении (П.41) или (11.42), представляет собой скорость распространения волн упругой деформации, в данном случае волн сжатия (разрежения). Процесс распространения таких волн и составляет собственно понятие звук (или ультразвук), поэтому с,, есгь скорость звука ультразвука). Ее величина определяется по формуле (П.34) Со = V(Я /ро). являющейся точной только для бесконечно малых возмущений (звуковых волн бесконечно малой амплитуды). Учет нелинейности упругости для реальных волн конечной амплитуды приводит к поправке на величину скорости, однако, как мы увидим ниже, эта поправка невелика, так что скорость звука практически сохраняет постоянное значение в довольно бол1>шом диапазоне амплитуд, что подтверждается и прямыми экспериментами [9, 10]. [c.39]

Как уже отмечалось, в ультразвуковой волне типа (И 1.7) происходит перерюс энергии от источника в направлении распространения волны. В качестве энергетической характеристики излучения вводится понятие плотности потока энергии или интенсивности ультразвука. Под интенсивностью ультразвука понимается количество энергии, переносимое в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения ультразвуковой волны. Поскольку звуковая энергия распространяется со скоростью звука q, то интенсивность определяется умножением плотности энергии w на q, что дает [c.51]

Эта величина, естественно, зависит от акустического числа Маха и от нелинейных свойств среды. В табл. 8 приведены значения Л для нескольких интенсивностей ультразвука в двух жидкостях, имеющих одинаковые волновые сопротивления, но существенно различающихся нелинейными свойствами, и в воздухе при нормальных условиях. Там же указаны амплитуды скорости смещений соответствующие им числа Маха, скорость звука Го и плот-гюсть среды Ро в последнем столбце таблицы привеа,ены критические расстояния для двух частот V = Со/(л<А)). Согласно этой таблице, нелинейные искажения в газах при указанных интенсивностях могут достигать значительной величины непосредственно у источника. Однако, покшмо отмеченной уже низкой эффективности излучения ультразвука в газы, в них очень велико поглощение ультразвуковых волн. В жидкостях же, лаже при самых больших числах хМаха [c.78]

КОГО рефлектора, — снизу вверх. Видно, чго независимо от направления распространения ультразвука (показанного на рисунке стрелками) прогиб поверхности раздела под действием радиационного давления происходит в сторону энилина, в котором скорость звука больше, чем в воде. [c.111]

Промежуточные значения р/ и d/ при заданных Zi, г, d и Л могут быть рассчитаны с помощью формулы (VIII.5). Результаты такого расчета приведены на рнс. 49 для трех конкретных значений параметра / / = 0,094 (алюминиевая пластинка в воде), I = 0,454 (пластинка из плексигласа в воде) и / = 1 (слой с волновым сопротивлением 2, равным волновому сопротивлению среды z ). По оси абсцисс отложены отношения d/Л или vd/ , где v — частота ультразвука с — скорость звука в материале слоя. При изменении частоты V и фиксированной толщине d плоскопараллельная пластинка [c.174]

Рассмотрим на примере, как проявляет себя анизотропия проката. Будем прозвучивать образец по толщине (в направлении 2 — 2) нормальными преобразователями, создающими поперечные волны. Если волна поляризована вдоль оси У, то на экране дефектоскопа можно наблюдать серию донных импульсов (многократных отражений ультразвука от дна) (рис. 7.14, а). Если волна поляризована вдоль оси X, то серия донных импульсов смещается вправо (рис. 1. 4,б) скорость звука при данной поляризации меньше, чем при предыдущей поляризации. Попытка ввести в металл поперечную волну, распространяющуюся вдоль оси 1 и поляризованную под углом 45° к оси У, приводит к появлению на экране дефектоскопа серии парных сигналов (рис. 7.14, в). Это явление связано с тем, что в данном случае металл ведет себя подобно анизотропному монокристаллу. Поперечные волны, распространяющиеся вдоль оси 2, могут быть поляризованы лишь в двух взаимно перпендикулярных направлениях, определяемых структурой материала. Первые сигналы из пар на рис. 7.14, в — серия донных импульсов, возбуждаемых волнами, поляризованными вдоль оси У. Вторые сигналы из пар — серия донных импульсов, возбуждаемых волнами, поляризованными вдоль оси X. Поскольку [c.236]

Углублению теории течения реальных газов посвящен также ряд исследований Э. А. Оруджалиева, проводимых им на протяжении многих лет. Из работ Оруджалиева можно назвать следующие Скорость звука для реальных газов (1958) Скорость истечения реального газа с учетом сопротивлений (1959) Общее уравнение течения реального газа (1959) Одномерные потоки высоких давлений при наличии трения (1959) Определение теплоемкостей реального газа на основе экспериментальных данных по ультразвуку (1960) Влияние сжимаемости на коэффициент гидродинамического сопротивления и расчетные уравнения в магистральных газопроводах (1961) К теории течения реального газа в магистральных газопроводах (1961) Расчетные уравнения для течения реального газа в магистральных газопроводах при наличии теплообмена на головном участке (1961). [c.330]

Статический (изотермический) модуль упругости определяют при постоянной температуре, измеряя зависимость относительного изменения объема от изменения давления. Динамический (адиабатический, изоэнтропийный, акустический) модуль упругости определяют, измеряя скорость ультразвука в жидкости Ед = рс , где р — плотность жидкости в кг м с — скорость звука в жидкости в м1сек. [c.65]

Следует отметить, что П. Н. Лебедев вообще очень интересовался акустикой школа Лебедева в Московском университете много сделала для развития этой важной области физики. Кроме известной работы Н. П. Неклепаева по измерению затухания ультразвука, здесь следует указать упоминавшиеся нами ранее работы А. Б. Алыберга и В. Д. Зернова, а также А. Б. Млодзеевского, показавшего, что скорость ультразвука в воздухе не отличается от скорости звука. [c.194]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...