Волны ультразвуковые, длины

Между длиной / и диаметром образца d должно быть соотношение / rf, а между диаметром образца d и длиной волны ультразвуковых колебаний X — d> 0,34 X. [c.93]

Низкие частоты имеют ряд преимуществ перед высокими. Они вызывают сильную кавитацию при меньшей интенсивности звука, волны большой длины способствуют более глубокому распространению колебаний детали вибрируют, что интенсифицирует их очистку. Для обезжиривания в органических растворителях с применением ультразвука можно использовать акустическое поле низкой частоты (0,1 кГц). Высокие частоты дают возможность фокусировать ультразвуковую энергию, но для возбуждения кавитации должны иметь большую [c.69]

Для ультразвуковых волн при длине ртутной трубки 1 м это время составляет величину порядка 1 мсек. [c.81]

В последующих главах излагаются вопросы распространения звуковых, инфразвуковых и ультразвуковых волн в газах и жидкостях, главным образом в воздухе и воде, и приводятся основные применения этих волн. Последние две главы посвящены распространению упругих волн различных частот в твердых телах. Мы включили в книгу основные сведения из общей и прикладной сейсмологии, интересуясь, в основном, вопросами распространения упругих волн в земной коре.- Сейсмические волны — это упругие волны большой длины, или волны инфразвуковые, в этом смысле сейсмология представляет собой ту же акустику. [c.10]

Мы видели, что решетка из проволок, стоящая на пути распространения ультразвуковых волн, приводит к появлению дифракции дифракционная картина за решеткой (рис. 175) меняется в зависимости от того, в каком отношении находятся длина ультразвуковой волны и расстояние между проволоками. Подобно этому оптическая штриховая решетка приводит к дифракции световых волн получающаяся за решеткой дифракционная картина различна для световых волн разной длины волны. Для белого света получается совокупность дифракционных картин каждой из световых волн, присутствующих в нем за решеткой образуется результирующая дифракционная картина в виде ряда окрашенных спектров. [c.285]

Поисковая ультразвуковая аппаратура позволяет обнаруживать в бетоне локальные дефекты, сравнимые по размерам с длиной волны ультразвуковых колебаний. Размер зерен крупного заполнителя бетона определяет естественный предел чувствительности прибора. Протяженные дефекты обнаруживаются с лучшим отношением сигнал-шум. [c.639]

Поглощение также зависит от длины волны ультразвуковых колебаний. При отношении сЦХ<1 (где й — средняя величина зерна вещества, % — длина волны ультразвука) чем ближе величина зерна к длине волны, тем больше поглощение ультразвука. В металлах, как, например, в чугуне, размер зерен в некоторых случаях становится соизмеримым с длинами ультразвуковых волн, применяемых в дефектоскопии. В этом случае может оказаться, что отношение Д>1 и поглощение ультразвука становится особенно большим чугун для очень коротких звуковых волн становится непрозрачным. [c.88]

Нам уже известна (см. 3-2), что наибольшее отражение ультразвуковой энергии происходит тогда, когда размер плошади дефекта равен или больше длины ультразвуковой волны. Поскольку длина поверхностных волн при прочих одинаковых условиях меньше, чем длина волны других типов волн, то, следовательно, и при использовании поверхностных волн можно выявлять дефект, по размеру меньший, чем при использовании других типов волн, В приведенном примере, как видно, при частоте = 2,5 Мгц длина волны равна [c.164]

При наличии хорошо кристаллизующейся системы, образовании крупных зародышей, центров твердой фазы и быстром их росте скачок интенсивности распространения ультразвука при понижении температуры будет резким и значительным, степень затухания интенсивности прошедшего звука велика. При формировании высокодисперсной, плохо кристаллизующейся, медленно выпадающей и неудовлетворительной микроструктуры твердой фазы скачок интенсивности будет незначительным, степень затухания небольшой, так как основная часть образующихся в среде микро зародышей не достигнет размеров, соизмеримых с длиной волны ультразвуковых колебаний, следовательно, значительного рассеяния ультразвука не наступит. Степень затухания интенсивности ультразвука ф определяется так [c.319]

Известны классические задачи, в которых рассмотрено звуковое поле в жидкости при конечных геометрических размерах колебательной системы и технологического объема. Решение этих задач позволяет определять ближнее и дальнее поле в жидкости при отсутствии кавитации для поршневого излучателя и излучателя, совершающего изгибные колебания, а также учитывать отражения от стенок и верхней границы жидкости. Эти решения характеризуются рядом интерференционных картин, обусловленных сравнимостью геометрических размеров излучателя и объема сосуда с длиной волны ультразвуковых колебаний в жидкости. [c.230]

Звук по своей физической сути является механической волной с продольным распространением. Для распространения ультразвука необходим материальный субстрат (вещество), при этом колебания передаются от одной субстратной единицы (частицы вещества) к другой, т. е. осуществляется перенос энергии. Имея волновую природу, звук в полной мере подчиняется всем тем законам, которые применимы к другим волновым процессам, например свету. Основными характеристиками ультразвуковой волны являются длина, амплитуда, частота, период, скорость. [c.45]

Таким образом, упругие колебания и волны тесно связаны между собой, и представление акустического процесса в виде волн или колебаний часто является вопросом удобства математического описания процесса. Общепринято говорить о волнах, когда длина волны и заполняемое ей пространство много меньше объема среды (объекта), в котором она распространяется. Это обычно имеет место на высоких частотах, например при ультразвуковом (УЗ-) контроле. В случае, когда длина волны достаточно велика, происходит наложение первичных и многократно отраженных от границ объема волн, приводящее к так называемым стоячим волнам, тогда говорят о колебаниях объема среды (объекта, системы). [c.30]

Угол 6, определяющий отклонение луча света при прохождении через ультразвуковую волну с длиной волны X, может быть подсчитан следующим образом. Обозначим через I длину пути света в звуковой волне. На протяжении [c.191]

Если А — длина волны ультразвуковых колебаний в пластинке, то при резонансе на основной частоте толщина ее t будет равна половине длины волны, т. е. [c.67]

Таким образом, подобные акустические методы испытаний не имеют большого значения, однако совершенно новые эффекты можно получить, если уменьшить длину волны настолько, чтобы она стала соизмеримой с размерами дефектов. Такие короткие волны уже неслышимы, ввиду чего их называют ультразвуковыми . Длина этих волн, получаемых современными методами, составляет (в воздухе) от 1,6 сж до 1 10 см, в то время как для среднего до рояля длина волны равна 1300 см. [c.249]

Для этих целей пьезоэлектрическим преобразователем возбуждаются ультразвуковые колебания. Возбуждение их происходит в результате так называемого пьезоэффекта — электрические колебания, поданные на пластину, преобразуются в механические. Это имеет место вследствие перестройки в расположении кристаллов пластины из кварца, титаната бария и д )., оси которых под действием проходящего тока поворачиваются в металле, а в результате этого поворота изменяется и суммарная длина пластины. Эти удлинения, следующие непрерывно друг за другом, создают волну. [c.125]

Колеблющаяся таким образом пластинка возбуждает ультразвуковые волны в окружающей среде )— воздухе, воде. Так как скорость звука в среде — не только в воздухе, (ш и в воде — в несколько раз меньше, чем в кварце, то длина возбуждаемой в среде волны будет соответственно меньше, чем в кварце, т. е. в несколько раз меньше, чем 2d. [c.745]

Поэтому, если длина и ширина пластинки хотя бы в несколько раз больше ее толщины, то поперечные размеры пластинки значительно превышают длину волны, возбуждаемой ею в среде. Таким образом легко реализуется случай пластинки, размеры которой велики по сравнению с длиной возбуждаемой волны. К пьезоэлектрическим излучателям этого типа применимо все то, что было сказано выше о пластинке, размеры которой велики по сравнению с длиной волны. Излучаемый пластинкой пучок ультразвуковых волн будет очень мало расходиться, т. е. поперечные размеры этого пучка по мере удаления от пластины будут медленно увеличиваться. [c.745]

Измерения скорости звука в различных газах, жидкостях и однородных твердых телах показывают, что скорость звука не зависит от частоты, т. е. для звуковых волн дисперсия отсутствует. Иначе обстоит дело с ультразвуковыми волнами большой частоты. Для них обнаружена дисперсия в многоатомных газах и органических жидкостях. Дисперсия ультразвуковых волн происходит также и при распространении их в тонких стержнях, когда длина волны сравнима с диаметром стержня. В случае распространения ультразвуковых волн в металлах дисперсия наблюдается при длине волн, сравнимой с размерами кристаллических зерен. [c.226]

Основные физические закономерности, свойственные звуку, полностью применимы и для ультразвуковых волн. Наряду с этим малая длина ультразвуковых волн обусловливает и некоторые особые явления, несвойственные волнам звукового диапазона. Направленность излучения звука зависит от соотношения между размерами излучателя и длиной волны (см. 62). Чем меньше длина волны по сравнению с размерами излучателя, тем больше направленность излучения звука. С уменьшением длины волны, кроме того уменьшается также и роль дифракции в процессе распространения волн (см. 57). Поэтому ультразвуковые волны, имеющие сравнительно малую длину волны, могут быть получены в виде узких направленных пучков. В воздухе ультразвуковые волны весьма сильно затухают. Вода по своим акустическим свойствам резко отличается от воздуха. Акустическое сопротивление воды почти в 3500 раз больше, чем воздуха. Следовательно, при одинаковом звуковом давлении скорость колебания частиц воздуха в 3500 раз больше, чем частиц воды. Кинематическая вязкость воды значительно меньше, чем воздуха. Поэтому ультразвуковые волны в воде поглощаются примерно в 1000 раз слабее, чем в воздухе. Этим и объясняется то, что направленные пучки ультразвуковых волн находят широкое применение в гидроакустике для целей сигнализации и гидролокации под водой. Отметим, что использовать для этой же цели электромагнитные волны невозможно, так как их поглощение в воде очень велико. Таким образом, ультразвуковые волны являются, по-существу, единственным видом волнового процесса, который может распространяться с относительно малым поглощением в водной среде. [c.243]

Ультразвук применяют и для исследования свойств и структуры веществ. Большим преимуществом для этих целей ультразвуковых волн перед электромагнитными является значительно меньшая (на несколько порядков) скорость их распространения. Поэтому при равных частотах длина ультразвуковых волн существенно меньше. [c.246]

Рассматривая основные типы структур ортотропных ПКМ, нетрудно убедиться, что все они являются комбинацией укладки однонаправленного слоя. Поэтому изучение ОС представляет значительный интерес для количественной оценки параметров структуры других типов ПКМ. Рассмотрим основные предпосылки распространения упругих волн в подобной среде. Следует допустить, что данная среда в отношении низкочастотных ультразвуковых упругих колебаний (20—200 кГц) является однородной, так как длина волны ультразвуковых колебаний (УЗК) значительно больше размеров поперечного сечения волокна. Согласно принципу Гюйгенса, каждую точку заданного фронта волны, распространяющейся в ортотропной среде в момент времени можно представить в виде элементарного источника колебаний. Положение фронта волны в момент tg dt может быть представлено огибающей с радиусами волновых фронтов от элементарных источников (точек среды), равными и, dt. [c.113]

Дифракция на ультразвуковых волнах. Ультразвуковыми называются колебания с частотой порядка 10 Гц. В жидкости скорость звука г 10 м/с, и поэтому длина ультразвуковой волны г/у = 10 м = 10 мкм. Уплотнения и разрежения в ультразвуковой волне, распространяющейся в жидкости, создают фазовую гармоническую решетку. При гармонической модуляции фазы возникает дифракшя, аналогичная той, которая была рассмотрена для гармонической модуляции амплитуды. Поэтому должна наблюдаться дифракция первого порядка, которую очень удобно воспроизвести с помощью ультразвуковой установки, схема которой изображена на рис. 177. Пьезодатчик П создает ультразвуковые волны, на которых происходит дифракция волн, испускаемых источником 5. Имеются два дифракционньк максимума первого порядка в полном соответствии с (33.64а) и центральный максимум. [c.231]

Физическую причину различия предельных значений и С/ легко понять, учитывая, что это различие связано с коэффициентом Пуассона, который определяет сокращение поперечных размеров стержня при его удлинении. В случае тонкого стержня изменение его поперечных размеров при продольных деформациях не встречает сопротивления со стороны внешней среды, что эквивалентно меньшей эффективной жесткости по сравнению с безграничным телом при 0. В свою очередь, наличие поперечных пульсаций при распространении продольных волн в тонком стержне означает зависимость его поперечных размеров, т. е. площади 5, от координаты д , что не учитывалось при выводе уравнения (Х.74). Учет этого обстоятельства, выполненный Рэлеем (11 для круглого стержня радиусом Н, приводит к убыванию скорости с увеличением частоты при / < А. Физическая причина этого явления состоит в том, что возбуждение радиальных колебаний при продольных деформациях стержня приводит к большей кинетической энергии колеблющихся частиц по сравнению с чисто продольными колебаниями, что эквивалентно большей колеблющейся массе, т. е. меньшей эффективной жесткости для продольных волн. Когда длина волны Л становится соизмеримой с диаметром стержня, поперечный эф4 ект вызывает резонансные радиальные колебания. В резонансной области наблюдается аномальная дисперсия скорость продольных волн падает до нуля, а затем при дальнейшем увеличении частоты быстро возвращается из бесконечности, устремляясь к новому, высокочастотному предельному значению с (оо) = с,, определяемому формулой (Х.76). Общая картина геометрической дисперсии качественно изображена на рис. 69, который хорошо согласуется с экспериментальными данными [12]. Вся область существенной дисперсии на этой картине располагается в небольшом диапазоне частот, соответствующем изменению длины волны Л на (30 40) 0 относительно радиуса стержня. Однако, как показывает опыт, при точных измерениях скорости распространения ультразвуковых волн в стержневидных образцах геометрическая дисперсия ощущается даже тогда, когда поперечные размеры стержня превышают длину ультразвуковой волны в десятки и сотни раз [78]. [c.235]

Ультразвуковые волны характеризуются длинами волн в твердых телах от 20 до 4-10 см, в жидкостях от 6 до 1,2- 10- см, в воздухе и газах от 1,6 до 0,3-10 см. Наиболее короткие ультразвуковые волны имеют длину порядка длин видимого света. Скорость распространения звуковых волн выражается произведением частоты / гц) на длину волны X с = Д и зависит от свойств среды в более упругой среде эта скорость выше, чем в менее упругой. Так, в воздухе скорость равна 331 м1сек, в воде 1497 м/сек, в стали 5810 м/сек, в меди 4600 м/сек, в свинце 2100 м/сек. [c.102]

На рис. 180 приведена фотография отражения и преломления ультразвуковых волн на границе вазелинового масла и раствора поваренной соли (внизу) граница двух сред точно соответствует нижнему краю тёмной полосы. На этой фотографии мы видим волны, отражённые от границы раздела, и волны преломлённые, проходящие из вазелинового масла в раствор поваренной соли. На рис. 181 дана фотография, показывающая фокусирующее действие цилиндрического зеркала на ультразвуковые волны. Поскольку длины ультразвуковых волн значительно меньше размеров зеркала, мы можем в этом случае пользоваться геометрическим понятием ультразвукового луча. Более внимательное наблюдение обнаруживает, однако налнчие дхоричных учей, возникающих благодаря интерференции падающих и отражённых волн. [c.287]

Почти через десять лет после прсдсказанш Бри.( люэиа Дебай и Сирс [3] и независимо от них Люка и Бикар I4] обнаружили дифракцию света на ультразвуковых волнах. С тех пор многие исследователи изучали это явление в различных экспериментальных условиях при измспепии одного или нескольких нз следующих параметров (а) угла падения света в, (б) длины Л ультразвуковой волны, (в) длины волны к падающего света, (г) амплитуды ультразвуковых волн, (д) ширины d ультразвукового пучка. [c.550]

Гиперзвук — это тот же ультразвук. Разница только в том, что благодаря более высоким частотам и, следовательно, меньшим, чем в области ультразвуковых колебаний, длинам волн гиперзвук по-иному взаимодействует со средой. Это взаимодействие осуществляется уже на уровне элементарных частиц. Гиперзвук характеризуется частотами, соответствующими частотам электромагнитных колебаний дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов (это все сверхвысокие частоты, СВЧ). Гиперзвуковой частоте 10 герц в воздухе соответствует длина волны 3,4-10 сантиметра, она одного порядка с длиной свободного пробега молекул в воздухе при этих условиях. А мы уже знаем, что условием распространения высокочастотных упругих колебаний в среде является такое соотношение между длиной волны и длиной свободного пробега, при котором длина волны заметно больше длины пробега (а в жидких и твердых средах — больше межатомных расстояний). Поэтому в газах при нормальном атмосферном давлении гиперзву-ковые волны практически не распространяются. В жид- [c.42]

Если ультразвуковая длина волны Х=1,38 то действительная длищ волны в условиях реального рупора составит 1,38X7=10 см, что соот ветствует/=3430 гц. [c.122]

Согласно данным Брандта и Фройнда 13521 и Пирсона [1547], визуальное наблюдение ультразвуковых волн в трубке Кундта возможно также при помощи табачного дыма, тумана из нашатыря, соляной кислоты и других веществ. Под действием ультразвука происходит коагуляция частиц дыма или тумана, которые затем быстро сбиваются в пучности колебаний. Для звуковых волн слышимого диапазона этот метод был предложен Штроманом [2015]. Паркер [1506] измерял длину волны ультразвуковых колебаний с частотой 92—800 кгц в воздухе, кислороде и азоте при помощи дыма окиси магния. Применяя туман соляной кислоты можно на полированной цинковой пластинке получить фигуры травления, аналогичные пылевым фигурам Кундта. [c.135]

Ультразвук. Упругие волны, имеющие частоту выше 20 кгц т. е. выше, чем частота звука, еще слышимого нормальным человеческим ухом, относятся к ультразвуковым. В настоящее время удается получать упругие колебания с частотами более чем 500 мггц [1] отсюда видно, что ультразвуковые колебания имеют огромный диапазон как частот, так и длин волн. Ультразвуковые волны с частотой, близкой к частотам слышимых звуков, ведут себя, по существу, так же, как и звуковые волны ультразвуки с очень малыми длинами волн во многих отношениях подобны световым волнам. [c.9]

Распространение звуковых и ультразвуковых волн в аэрозолях было исследовано многими авторами [634]. Сьюэлл рассмотрел случай малых (меньше, чем длина звуковой волны) твердых сферических частиц при условии, что величина со (2a) /v велика [c.255]

Как указывалось, вдали от излучателя невозможно получить узкий, нерасходя-щийся пучок волн, поперечные размеры которого сравнимы с длиной волны. Между тем как с точки зрения использования звуковой энергии (передачи звуковых сигналов на большие расстояния), так и для решения ряда специальных задач иногда необходимо получать возможно более узкие пучки звуковых волн. Осуществить это можно, только применяя достаточно короткие акустические волны, лежащие за верхней границей слышимости уха человека. Такие ультразвуковые волны, или ультразвуки, не только позволяют решить указанную важную задачу прикладно11 акустики, но представляют интерес и с других точек зрения. Все сказанное выше об акустических волнах и акустических приборах остается в общем справедливым и для ультразвуков, но малые длины волн и соответственно высокие частоты колебаний придают особые черты всей этой области явлений. [c.743]

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 ...