Колебания ультразвуковые спектр

Рабочая частота fp ультразвуковых колебаний — частота составляющей спектра зондирующего импульса, имеющей максимальную амплитуду, изменяется при замене преобразователя и переключении регулирующих элементов генератора. Обычно при этом также производится переключение частотной полосы приемника дефектоскопа. Искажения спектра зондирующего импульса, о которых говорилось выше, могут смещать значение частоты, так что частота максимума амплитуды в спектре импульса на вы- ходе усилителя высокой частоты / будет отличаться от fp. В формулах для расчета ослабления амплитуды сигнала используется значение длины [c.234]

Один из перспективных способов оценки структуры материала — анализ спектра донных сигналов (спектроскопический метод). Частота заполнения ультразвуковых импульсов меняется от посылки к посылке, при этом по амплитуде определяется область рэлеевского рассеяния. Влияние величины зерна на затухание усиливается вследствие многократного прохождения ультразвуковых волн через границы зерен. Для определения величины зерна также применяют резонансные методы, особенно иммерсионный. Например, при контроле импульсно-резонансным способом затухание определяют по отношению амплитуды колебаний в стенке изделия на резонансной частоте к амплитуде колебаний при отсутствии резонансных явлений. [c.282]

Сделанные расчеты справедливы для монохроматических ультразвуковых колебаний. Реальный искатель излучает импульсы с широким спектром, что приводит к значительному ослаблению интерференционных явлений. [c.46]

Изменение длительности переднего фронта охо-имнульса. Погрешность возникает в связи с тем, что затухание ультразвуковых колебаний в акустическом тракте зависит от частоты. В первую очередь затухают высокочастотные составляющие спектра импульса, образующие его передний фронт. [c.237]

Основное отличие ультразвукового спектрального от обычного многочастотного метода состоит в том, что в изделие излучают ультразвуковые колебания в широкой полосе частот, без искажения принимают отраженные от дефекта эхо-сигналы и анализируют спектр этих сигналов. Поскольку спектр зависит от формы и ориентации дефекта к направлению озвучивания и от соотношения размера дефекта к длине волны, то, исследуя огибающую спектра, можно в значительной степени повысить получаемую информацию о дефекте. [c.197]

Еще одним примером гидродинамической системы, обладающей спектром собственных колебаний, является капля жидкости (или газовый пузырек), взвешенная в жидкости другой плотности. Спектр собственных частот такой капли был рассчитан Чандрасекаром [37]. В литературе имеются работы, посвященные колебаниям капли в поле вибраций акустической частоты (см., например [38—40]). Интересные результаты получены в работах [38, 39], где капля подвешивалась в жидкой матрице акустическим полем, состоящим из двух ультразвуковых компонент с близкими частотами. Комбинационная частота, равная разности частот двух компонент, оказывалась при этом близка к собственным частотам низших мод колебаний капли и в эксперименте [38] наблюдалось резонансное возбуждение квадрупольных колебаний капли на указанной комбинационной частоте. В теоретической работе [39] было показано, что эти колебания не являются параметрическими, поскольку порог возбуждения для них отсутствует, т. е. речь идет о резонансе вынужденных колебаний. Возбуждение колебаний пузырька в жидкости, подверженной монохроматическому акустическому полю, было исследовано теоретически в [40]. Показано, что при достижении мощностью волны некоторого критического значения радиально-симметричные колебания становятся неустойчивыми вследствие взаимодействия акустического поля с несимметричными модами собственных колебаний пузырька. В названных работах значительную роль играют эффекты сжимаемости. В настоящем параграфе исследуется поведение капли (или пузыря) в вибрационном поле неакустической частоты. Изложение следует работам [41, 42]. [c.55]

При всех видах трения тел (твердые о твердые, твердые о жидкие и газообразные) возникают высокочастотные электрические разряды, порождающие упругие колебания с широким акустическим спектром. Разряжение, возникающее в мощной ультразвуковой волне при трении твердого тела о жидкое, может быть настолько велико, что жидкость разрывается, образуя множество заряженных микроскопических пузырьков (кавитационные пузырьки). [c.67]

Для обнаружения упругих колебаний в кварце использовался метод дифракции света. Длина продольной ультразвуковой волны в кварце при частоте 2 10 гц составляла 3,5 10" см, т. е. соответствовала длине световых волн ближней инфракрасной области спектра. В качестве источника света использовались ртутные лампы, из света которых выделялись монохроматические линии 5460 А и 5780 А. При относительно большой толщине пластинки и малой длине упругих волн проявляется четкий объемный характер [c.491]

Известно, что нормальные волны обладают дисперсией. Это одна из основных особенностей нормальных волн по сравнению с продольными и поперечными УЗК. Фазовые скорости, представленные на рис. 2, связаны с распространением непрерывных колебаний синусоидальной формы, т. е. с монохроматическими ультразвуковыми волнами. При контроле эхо-методом приходится и.меть дело с импульсами синусоидальных колебаний. В промышленных дефектоскопах импульс, формируемый генератором, представляет собой высокочастотный импульс с крутым передним фронтом и спадающей по экспоненциальному закону амплитудой. Этот зондирующий сигнал содержит группу спектральных составляющих. Ширина полосы спектра при данной частоте заполнения зависит от длительности и формы импульса чем короче импульс, тем она больше. Скорость распространения волн этой группы, т. е. импульса, называется групповой скоростью, определяющей скорость переноса энергии. [c.158]

Причиной расплывания импульса нормальных волн в листах является не только проявление дисперсии, но и форма фронта, возбуждающая ультразвуковые колебания. Это объясняется тем, что возбуждение волн в листе зависит не только от составляющих спектра, но и от угла их падения, что необходимо учитывать при создании искательных головок для возбуждения нормальных волн. [c.160]

НОСИТСЯ К скорости и поглощению в ультразвуковой области и к скорости в гиперзвуковой области частот. В соответствии с идеями Френкеля [151] было предложено описывать кривые рис. 80 и подобные кривые для других веществ спектром времен релаксаций. При описании экспериментов пришлось вводить разные функции распределения для времен релаксации для описания хода поглощения и скорости продольных и поперечных колебаний [424]. Разумеется, рассматриваемые явления могут быть описаны кривыми с большим количеством произвольных параметров. Вполне возможно также, что времен релаксации действительно много, но тогда нужна более детальная физическая интерпретация процессов, описываемых различными временами релаксации. [c.349]

А. Давление в среде при распространении ультразвуковой волны. Б. Формирование гармонической составляющей отраженного эхосигнала с увеличением глубины. В, Г. Изменение интенсивности основного эхосигнала (на фундаментальной частоте) и гармонического (на кратно увеличенной) с увеличением глубины. Д. Давление спектра гармонического колебания на различных расстояниях от поверхности ультразвукового датчика. Е. Зависимость давления в среде на различной глубине от частоты гармонических сигналов. [c.69]

Здесь уместно будет поставить еще один вопрос, касающийся частотной характеристики биологически значимых колебаний — вибрации и звука. Опыты и наблюдения показывают, что биологические структуры, будь то целый организм, клетки или ткани, реагируют на частоты низкой и крайне ограниченной области спектра (см. рис. 1). Вибрация вызывает те или иные морфофизиологические изменения в организме или в его тканях при частотах порядка от одного до нескольких тысяч герц. В большинстве экспериментальных данных этот спектр сужают еще более, примерно от 15 до 1000 Гц. Воспринимаемые органами слуха частоты несколько выще, например оптимум звуковых частот для человека 2500—3000 Гц. У других высших животных, например у дельфинов, летучих мышей, звуковые сигналы занимают ближайшую ультразвуковую область спектра (60—100 кГц). [c.56]

Два вида механических колебаний — звук и вибрации, принято различать по среде их передачи при распространении от источника генерации этих колебаний. Колебания, распространяющиеся по воздуху, называют звуковыми, и, в зависимости от частоты, их делят на колебания инфразвуковой области (ниже 10 Гц) и области слышимых звуков (от 10—16 до 20 000 Гц). Частоты, превышающие указанные, относятся к ультразвуковой области. Шумы представляют собой смесь частот любой части звукового спектра. [c.92]

Существенным недостатком генератора ударного возбуждения является несоответствие очень высокой частоты первого полупериода колебаний (собственно удара) основной частоте требуемых ультразвуковых колебаний. Это вызывает снижение коэффициента полезного действия и расширения спектра частот Поэтому в некоторых дефектоскопах используют схемы получения зондирующих импульсов произвольной формы, например колоколообразной, которая характеризуется наиболее узким спектральным составом при заданной длительности. [c.97]

При этом внимание будет уделено лишь резонаторам, применяемым для стабилизации частоты в кристаллических генераторах и в кристаллических фильтрах. Вне рамок монографии остается группа резонаторов, предназначенных для возбуждения ультразвуковых волн в газах, жидкостях и твердых веществах [107], а также для измерения неэлектрических величин [108]. У отдельных резонаторов будут кратко рассмотрены частотные спектры вблизи колебаний используемого типа и порядка. [c.171]

Бергман 1242] и позднее Рау [16881 экспериментально доказали возможность многократной диффракции света на ультразвуковых волнах в жидкости. На фиг. 214,а дана диффракционная картина, относящаяся к случаю прохождения монохроматического света через ультразвуковую волну с частотой Д =1465 кгц в ксилоле. Интенсивность ультразвуковых колебаний была выбрана таким образом, чтобы на спектре были видны линии второго порядка. На фиг. 214,6 дана аналогичная картина, полученная для звукового столба такого же поперечного сечения и частоты /з =9760 кгц. Если теперь в том же [c.175]

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]

Таким образом, ультразвуковые волны могут быть подвергнуты анализу Фурье такой анализ особенно важен при работе импульсами или при модуляции, когда колебания содержат большое число гармоник, так как позволяет определить состав гармоник или спектр частот. [c.37]

Усилия по созданию специальной методики ультразвуковой спектроскопии могли бы быть направлены на разработку акустических оптических средств анализа. Однако, поскольку важным требованием является совместимость этих средств с обычной ультразвуковой аппаратурой, разрабатывались только электронные спектроанализаторы. Результатом этой работы было создание трех различных методов генерации и анализа электрических сигналов, в которых в качестве связующего звена между электронной схемой и акустическим трактом используются пьезоэлектрические преобразователи. Простейший метод состоит в излучении в контролируемый объект частотно-модулированных колебаний и наблюдении принятых сигналов на экране осциллоскопа, горизонтальная развертка которого формируется частотно-модулированным сигналом генератора. Во втором методе в контролируемый образец излучаются ультразвуковые импульсы с широким частотным спектром, подобным спектру белого света. Электронный спектроанализатор, установленный на приемной стороне, выделяет и анализирует частотные составляющие спектра принятого импульса. В третьем методе, являющемся комбинацией первых двух, используется импульсная частотная модуляция. [c.62]

Мгц желательно для исследования микроструктуры стали. Если разработка электронной аппаратуры для работы в указанном частотном диапазоне не связана с большими трудностями, то создание пьезоэлектрических искательных головок может представлять серьезную проблему. Поэтому следует рассмотреть иные методы излучения и приема ультразвуковых колебаний. Для ввода ультразвуковых колебаний в контролируемое изделие можно использовать метод механического удара. Как показано в разд. II, возбуждение спектра шириной 100 Мгц требует применения механического импульса длительностью не более 0,01 мксек. К сожалению, это непростая задача. Она требует создания молотка с очень малой массой, ударяющего по образцу с чрезвычайно большой скоростью. [c.86]

Пропуская пучок белого света через сосуд с жидкостью, в которой возбуждена ультраакустнческая волна (рис. 10.4), мы получим на экране спектр с дисперсией, соответствующей периоду дифракционной решетки, вычисленному по частоте колебаний кварца II скорости ультразвуковой волны в жидкости (рис. 10.5). [c.233]

К настоящему времени методы голографии легли в основу новых направлений исследования, представляющих значительный научный и прикладной интерес. Универсальность принципа голографической регистрации, основанного на общности явлений интерференции и дифракции для волновых процессов различной физической природы и различной частоты, открыла ранее недоступные возможности наблюдения этих процессов, связанные с реализацией голографии в рентгеновском, инфракрасном, радиоволновом диапазонах спектра электромагнитных колебаний, на ультразвуковых волнах, квазичастицах различной природы, а также на дебройлевских волнах частиц. [c.7]

В импульсном режиме энергия колебаний генерируется в виде импульсов, заполненных ультразвуковой несзпцей частотой. Продолжительность t импульса и период Ti повторения выбираются такими, чтобы время прохождения импульсом пути, составленного волноводом длиной и нагрузкой длиной Zh, было больше t, а каждый отраженный от конца нагрузки импульс возвращался к преобразователю после излучения последующего импульса. При этих условиях, пренебрегая отражениями порядка выше второго, можно принять, что в колебательной системе практически возникнут бегущие волны и входное сопротивление нагрузки на преобразователь останется постоянным, не зависящим от изменяющейся длины Zh. Для исключения возможного отражения на границе излучатель — нагрузка следует применить согласование между нагрузкой и волноводной системой. Необходимые характеристики импульсного режима могут быть определены следующим образом для максимального сужения спектра импульсного сигнала примем, что в импульсе должно содержаться не менее п периодов несущей частоты. Значение п определяется из условия, что наибольшая часть энергии содержится в основной частоте / спектра. Требование минимально допустимой полосы частот, в частности, связано с тем, что вследствие геометрической дисперсии скорости распространения упругих колебаний по волноводной системе импульс может существенно исказиться. Кроме того, согласование в широком диапазоне частот не может быть удовлетворительным. Отсюда [c.220]

При разрушении почти все материалы издают звук ( 1фик олова , известный с середины XIX столетия, треск ломающейся древесины, льда и др.), т. е. испускают акустические волны, воспринимаемые на слух. Большинство конструкционных материалов (например, многие металлы и композиционные материалы) начинают при нагружении испускать акустические колебания в ультразвуковой (неслышимой) части спектра еще задолго до разрушения. Изучение и регистрация этих волн стала возможной с созданием специальной аппаратуры. Особенно интенсивно работы в этом направлении стали развиваться с середины 60-х годов XX в, в связи с необходимостью контроля особо ответственных технических объектов ядерных реакторов и трубопроводов АЭС, корпусов ракет и др. [c.159]

Применяемое в настоящее время ультразвуковое технологическое оборудование характеризуется спектром распространения ультразвуковых колебаний в воздухе в пределах 20 000—70000 гц. Такие ультразвуки получили название нмз/сочасгогньгл . [c.454]

Рабочая частота / ультразвуковых колебаний и определяемая ею длина волны X = с//, где с — скорость звука в материале изделия. Рабочей частотой называют основную частоту спектра, пзлучаемого в изделие искателем. Она указана в технической характеристике или паспорте дефектоскопа и пскателя. Отклонение рабочей частоты от номинального значения не должно превышать 10—15%. Способы поверки рабочей частоты указаны на с. 193—194. [c.208]

Рабочая частота/р ультразвуковых колебаний - частота составляющей спектра зондирующего импульса, имеющей максимальную амплитуду, изменяется при замене преобразователя и переключении ре1улирующих [c.239]

Для генерирования и приема ультразвуковых колебаний применяют разнообразные устройства, наз, ультразвуковыми излучателя.ни и при-емника.ии. Эти устройства могут быть разбиты иа 2 основные группы — механические, в к-рых источником У, является механическая энергня потока газа или жидкости, и электромеханические, в к-рых ультразвуковая энергия получается из электрической, Механич. излучатели У. воздушные свистки и сирены и жидкостные свистки отличаются сравнит, простотой устройства и эксплуатации, не требуют дорогостоящей электрич. энергии высокой частоты, питаясь от насосов и компрессоров, н могут работать в условиях радиационного облучения кпд их составляет 10 -20%. Основной недостаток всех механич. ультразвуковых излучателей — сравните.11ьно широкий спектр излучаемых частот и нестабильность частоты и амплитуды, что не нозволяет их использовать д,ля контрольпо-измерит, целей они применяются гл. обр. в промышленной У. технологии и частично как сродства сигнализации. [c.236]

Электромагнитное излучение образует непрерывный частотный спектр, простираюш ийся от ультразвука к радиоволнам, микроволновому излучению, рентгеновским лучам и далее. (Электромагнитное излучение существует в ультразвуковом частотном диапазоне, однако, звук сам по себе представляет скорее колебание плотности воздуха, чем электромагнитное излучение.) На рис. 4.2 представлен рассматриваемый спектр. Отметим, что радиочастоты, обычно используемые для передачи информации, находятся в этом спектре чуть ниже световых частот. [c.38]

Уже установлено, что сигналы по физическим свойствам разделяются на непрерывные и прерывные, состоящие из серии импз льсов или щелчков. Все звучания дельфинов по физическим свойствам можно объединить в три класса эхолокационные, ультразвуковые щелканья (до 170 килогерц) непрерывные звуки, свисты (частотой от 4 до 20 килогерц) звуки сложного спектра — комплексные волны высокой амплитуды, называемые по внешней аналогии с сигналами других животных кряканьем, мяуканьем, лаем, воем, жужжанием, ревом. Оказалось, что один и тот же дельфин способен издавать акустические колебания двух или даже всех трех классов одновременно. По биологическому значению акустические сигналы дельфинов можно условно подразделить на две группы эхолокационные сигналы первого класса, которые издаются для ориентации, навигации, рекогносцировки, для разыскивания пищи коммуникационные сигналы второго класса — для связи или общения со своими сородичами. Акустические же сигналы третьего класса, по-видимому, используются и как эхолокационные, и как коммуникационные. [c.59]

Для измерений параметров дефектоскопов и преобразователен рекомендуется использовать следующие средства осциллографы универсальные С1-65А анализаторы спектров С4-25 электронно-счетные частотомеры ЧЗ-34Л генераторы синусоидальных сигналов Г4-102 усилители УЗ-28 измерители амплитудно-частотных характеристик Х1-38 аттенюаторы Д2-47Л, Д2-23 мультиметры В7-35 селекторы генераторы радиоимпульсов установки для перемещения по координатам УП-12У измерители отношения амплитуд ультразвуковых импульсов УС-ПИ измерители скорости и коэффициента затухания ультразвука УС-12ИМ измерительный ультразвуковой преобразователь — кварцевая пластина Х-среза, собственная частота колебаний которой не менее чем в два раза больше частоты максимума спектра измеряемых акустических колебаний стандартные образцы по ГОСТ 14782—76, ГОСТ 21397—75, ГОСТ 23702— 79. [c.234]

Импульс ультразвуковых колебаний длительностью т имеет спектр частот Д/, определяемый приближенным выражением А/ 2,28/т. Оценить, при каких значениях отношения под влиянием конечной длительности импульса будет происходить сглаживание осцилляций амплитуд отраженных сигалос, показанных на рис. 1.19 (кривая 4). [c.56]

Таким образом, каждому значению частоты ультразвуковых колебаний будет соответствовать свой диффракциониый спектр. [c.47]

Спектр импульса возбуждающего генератора. Важным обстоятельством, влияющим на спектр результирующего ультразвукового сигнала, является то, что головка возбуждается от электронного генератора. При использовании метода час-тотномодулированных колебаний зависимость амплитуды возбуждающего напряжения генератора от частоты может быть выбрана произвольной. Однако обычно предпочитают сигнал, сохраняющий неизменную амплитуду на всех излучаемых частотах В этих условиях спектр выходного сигнала генератора можно наглядно представить в виде вертикальной линии постоянной высоты, перемещающейся вдоль горизонтальной оси частот в соответствии с мгновенным значением излучаемой частоты. [c.63]

Поликристаллические материалы. Затухание ультразвука в поликристаллических материалах (металлах) с беспорядочно ориентированными кристаллитами в диапазоне частот от 1 до 25 Мгц в значительной степени определяется рассеянием на границах зерен. Величина затухания и зависимость его от частоты обусловлены упругой анизотропией кристаллов и средней величиной зерна. В алюминии и магнии и поликристаллически х образцах из этих металлов степень анизотропии мала. Поэтому затухание ультразвука на частотах от 1 до 25 Мгц в этих материалах невелико. Следовательно, указанные материалы пригодны для изготовления образцов, предназначенных для снятия характеристик искательных головок (разд. IV). С другой стороны, медь представляет собой материал с относительно сильной анизотропией кристаллов. На примере меди легко проследить частотную зависимость потерь, связанных с рассеянием ультразвуковых колебаний. Это показано на фиг. 2.11, где приведены спектры отраженных сигналов, полученных [c.79]

Аморфные материалы. Затухание ультразвуковых колебаний в стекле, пластмассах и других аморфных материалах не связано с рассеянием на границах зерен и имеет иной механизм необратимых потерь. Спектры ультразвуковых сигналов для таких материалов также очень характерны. Это видно из графиков фиг. 2.16, на которых показаны спектры отраженных сигналов для образцов из стекла, люсита (термопластик типа плексигласа или перспекса) и чистого, прозрачного образца, отлитого из полиэфирной смолы. На верхнем графике фиг. 2.16 представлен спектр зондирующего ультразвукового сигнала, использованного для испытания описанных образцов. Амплитуды спектральных составляющих изображены в линейном масштабе и нормированы для удобства сравнения. В связи с ограничением, обусловленным примененным для измерений спектроанализатором, низшая частота частотного диапазона в описываемом эксперименте была равна 2,5 Мгц. Можно заметить, что стекло пропускает все частотные составляющие зондирующего ультразвукового сигнала почти одинаково хорошо. Наблюдается лишь небольшое относительное уменьшение амплитуд на частотах выше 10 Мгц. [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...