Ультразвук длины волн

Упругие волны характеризуются скоростью распространения С, длиной волны X и частотой /. Расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися одинаковым образом (в одной фазе), называется длиной волны. Число волн, проходящих через данную точку в 1 с, называется частотой ультразвука. Длина волны связана со скоростью ее распространения и частотой колебаний соотношением i— jf. Запись этой зависимости в другом виде, например ==Xf, не имеет физического смысла, так как скорость распространения определяется физическими свойствами среды и типом волн. [c.25]

Продольные волны. Продольные волны получаются, как уже сказано, в том случае, когда движение частиц в среде происходит параллельно направлению распространения волны. Эти волны мы будем называть волнами типа . Ультразвуковые волны типа L применяются до настоящего времени наиболее часто, так как они распространяются как в твердых телах, так и в жидкостях или газах, и их легко возбуждать и принимать. Продольные волны в большинстве сред распространяются с большой скоростью.. В случае ультразвука длины волн легко могут быть сделаны малыми по сравнению с поперечным сечением площади излучателя. Это обстоятельство позволяет сконцентрировать энергию в луче, угол расхождения которого может быть также сделан весьма небольшим. [c.12]

СО № 4 и 4А (рис. 6.28, г) изготавливают также из стали 20. В сочетании с СО № 3 они случат для проверки частоты ультразвука и длины волны, т.к. в проводимых замерах часто наблюдается нестабильность данных показаний. Площадь сегментных отражателей в СО № 4А составляет бмм . [c.185]

Наиболее распространенный ультразвуковой метод. Он достаточно хорошо разработан, освоен и оснащен приборами. В основе ультразвукового метода лежит способность ультразвука распространяться в физических телах (н в первую очередь в металлах) с определенной скоростью и при возникновении каких-либо несплошностей больше длины волны ультразвука отражаться от их границы. По отраженному сигналу можно судить о наличии дефектов в металле и их величине (ультразвуковая дефектоскопия) или в отсутствие таковых о толщине металла, т. е. о развитии общей коррозии (ультразвуковая толщинометрия). Разработанные ультразвуковые приборы позволяют анализировать состояние металла толщиной до 100 мм с точностью около 0,1 мм. [c.99]

Наибольшее влияние величины зерна на коэффициент затухания ультразвука а наблюдается при 5 kiD 15, где Я — длина волны [c.281]

В зависимости от толщины слоя контактной жидкости различают несколько вариантов контакта. При контактном способе контроля толщина слоя жидкости не должна превышать половины длины волны ультразвука. Этого достигают путем плотного при- [c.55]

При УЗ-контроле часто требуется обнаруживать дефекты, соизмеримые с длиной волны ультразвука 2Ы к 1. .. 5). Соответствующие значения kb, строго говоря, лежат в резонансной области, в которой возможности инженерных расчетов крайне ограниченны. Однако, как следует из анализа рис. 2.7, здесь возможна аппроксимация формулами для оптической области. На рис. 2.8 приведены теоретические зависимости амплитуды Q от kb эхо-сигналов, рассчитанные через сфероидальные функции и нормированные относительно той же зависимости в коротковолновом приближении. [c.107]

УЗ-колебания определенной частоты излучаются и принимаются кольцом, для которого данная частота соответствует резонансной толщине (т. е. средняя толщина кольца равна половине длины волны ультразвука) другие кольца на этой частоте не работают. [c.166]

Необходимо иметь в виду, что, если поверхность дефекта (или ее часть) имеет неровности, существенно меньшие длины волны ультразвука, отражение от таких дефектов будет происходить зеркально и объективная волна может не попасть на приемник. В результате акустическое изображение дефекта будет существенно отличаться от оптического. Например, дефект с резкими границами и гладкой поверхностью наблюдается после восстановления голограммы только в виде отдельных точек своего контура, от которых пришли дифракционные волны с достаточно большой амплитудой. [c.398]

Установлена возможность измерения ультразвуковыми методами давления температуры или толщины слоя жидкости (масла), заключенного между двумя твердыми средами, при неизменных параметрах последних. При этом контроль осуществляется без изменения конструкции узла трения и без непосредственного контакта с жидкостью. Отмечается, что термообработка поверхностей трения изменяет картину распространения ультразвука на границах раздела сред, а рассеяние на микронеровностях тем больше, чем ближе их размер к длине волны. [c.436]

При падении ультразвуковой волны на границу раздела двух сред в общем случае часть энергии ультразвуковой волны отражается, а часть — преломляется, проходит во вторую среду. Степень преломления падающей волны во второй среде определяется соотношением акустических сопротивлений сред (акустическое сопротивление представляет произведение плотности среды на скорость распространения ультразвука в ней). Чем больше разница акустических сопротивлений,тем больше интенсивность отраженной волны. Для отражения ультразвуковой волны от не-сплошностей в контролируемом металле необходимо, чтобы размеры несплошности были соизмеримы с длиной волны или больше ее. Если размеры дефекта меньше длины волны, то ультразвуковая волна огибает его. [c.503]

Адиабатический модуль объемной упругости можно определить путем измерения скорости распространения ультразвука. Применяются три метода. При первом из них используют ультразвуковые интерферометры. Испытательный прибор сконструирован таким образом, что источник отраженных волн может перемещаться. Отраженные волны могут совпадать и не совпадать по фазе с падающими волнами, следствием чего бу- дут максимумы и минимумы на кривых, вычерчиваемых самописцем микроамперметра. Таким путем можно непосредственно определить длину волны, а по частоте генератора колебаний, которая известна, рассчитать скорость распространения ультразвука. Второй, импульсный, метод заключается в пропускании коротких импульсов ультразвуковых волн от кварцевого кристалла через жидкость к отражателю и обратно к первому [c.115]

Физические основы метода. Ультразвуком называются колебания с частотой более 20 ООО гц находятся за пределами слышимости человеческого уха). Для ультразвуковой дефектоскопии применяются ультразвуки частотой от 10 до 100 Мгц, получаемые искусственным путем. При таких частотах длина волны ультразвука, проходящего через металл, составляет от 0,5 до 30 мм и становится соизмеримой с размерами дефектов. [c.373]

X - длина волны ультразвука в среде, м [c.87]

Правильный выбор частоты прозвучивания имеет большое значение для получения необходимой чувствительности при проведении ультразвукового контроля. Чем выше частота, тем меньше длина волн и тем лучше условия их отражения от дефектов. Чем выше частота прозвучивания, тем выше направленность излучения и приема, что также увеличивает чувствительность. Однако с повышением частоты повышается коэффициент затухания ультразвука, ухудшаются условия прохождения ультразвуковых волн через поверхность ввода, увеличивается интенсивность отражения от границ зерен и неоднократность строения металла. [c.122]

В общем случае свет, распространяющийся в среде, в которой присутствует ультразвуковая волна, испытывает дифракцию. Это обусловлено возникновением в звуковой волне упругих деформаций среды, приводящих к периодическому изменению ее показателя преломления п. Образующаяся структура эквивалентна дифракционной решетке с периодом, равным длине волны звука Л. Управляемое изменение амплитуды или частоты (длины) волны ультразвука соответственно изменяет характер процесса дифракции света на ультразвуке, создавая возможность управления амплитудой, фазой и направлением пучка света, проходящего через среду, в которой распространяется ультразвук. В зависимости от соотношения между длинами волн света X, звука Л и длиной их взаимодействия L различают два типа дифракции Рамана—Ната [c.221]

Ультразвук — механическая волна, частота которой превышает 20 000 Гц. На практике используются ультразвуки с частотой до 10 Гц и более. Чтобы получить такие частоты при помощи собственных колебаний стальной пластины, свободной на обоих концах, длина этой пластины при основном тоне должна быть порядка [c.405]

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]

Последнее для жидкости несколько условно и зависит от частоты звука. Так, поперечный гиперзвук (ультразвук предельно высокой частоты 10 с ) можно загнать в жидкость с вязкостью порядка вязкости глицерина на глубину длины волны. [c.93]

Указанные соотношения справедливы, если отражение ультразвука происходит от зеркальной поверхности, высота неровностей которой во много раз меньше длины волны. Поверхности большинства дефектов сварных соединений имеют неровности, размеры которых соизмеримы с длиной ультразвуковой волны. От таких поверхностей отражается множество ультразвуковых лучей в разные стороны и под разными углами (диффузное отражение). Поэтому при падении луча на зеркальную поверхность под прямым углом, амплитуда эхо-сигнала от него будет больше, чем от неровной поверхности. Если же луч ультразвука падает под некоторым углом, то при диффузном отражении энергия волны эхо-сигнала в направлении излучателя будет тем больше, чем больше величина неровностей. [c.71]

Разрешение мелких деталей ограничивается в ультразвуко вой системе визуализации длиной волны ультразвука. Длина волны в воде — обычно применяемой контактной жидкости — меняется от 1,5 мм на частоте 1 Мгц до 0,15 мм на частоте 10 Мгц. Однако на практике эти условия не совсем точно определяют результируюш,ую разрешающую способность системы. Так как скорость звука в обычно применяемых пьезоматериа лах существенно больше, чем скорость звука в контактной среде, ограничение разрешающей способности из-за большой длины волны в материале пьезопреобразователя становится фактором, определяющим разрешающую способность всей системы. Хотя сами трубки ЭАП могут работать в широком диапазоне частот, чувствительность и разрешающая способность увеличиваются на нечетных гармониках резонансной частоты, которая определяется толщиной пьезопластины. ЭАП имеют максимальную чувствительность на частоте, при которой толщина [c.95]

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]

Отметим, что длина волны ультразвука (частота около 1 МГц) в газах сравнима с длиной свободного пробега молекул при атмосферном давлении и поэтому при столь коротких длинах волн (/. — 3-10 м) газ уже нельзя рассматривать как силощную упругую среду. [c.229]

Пьезопластина обычно имеет толщину, равную половине длины волны ультразвука в пьезоматериале на ре- [c.204]

Формула (5.11) справедлива для случая, когда число рассеива-louuix центров п велико. Если п — 10, то погрешность вычисления по этор формуле не превышает 10 %. Покажем, что в дефектоскопии соотношение п з 10 выполняется, если длина волны ультразвука превосходит средний размер зерен металла. [c.289]

Чем меньше размер преобразователя, тем меньше его чувствительность. Для совмещения требований широкой диаграммы направленности и достаточно высокой чувствительности применяют фокусировку ультразвука, располагая фокальное пятно на границе иммерсионной жидкости с поверхностью изделия. В контактном варианте применяют концентратор, т. е. конический волновод, на широком торце которого располагают пьезопластину, при этом размер контактирующего с изделием торца приблизительно равен длине волны. [c.396]

В преобразователе пьезопластина излучает продольную волну, а при установке нормального преобразователя на поверхность любой среды в ней также будет распространяться продольная волна. В акустических преобразователях размеры пьезопластины существенно больше длины волны излучаемого ультразвука, поэтому волновое поле в среде имеет вид направленного расходящегося пучка (рис. 1.4). [c.23]

Ультразвуковой метод очистки высокоэффективен, экономичен и устраняет возможность порчи деталей при их промывке. При этом методе детали погружают в моющий раствор, в котором возбуждаются ультразвуновые колебания. Так как силы, действующие на частицы загрязнений, более или менее равномерно распределены по всему объему моющего раствора, очищаются самые незначительные поры, трещины, углубления и отверстия даже в деталях очень сложной конфигурации. Для эффективного моющего действия необходимо, чтобы ультразвуковые колебания в моющем растворе могли свободно проникать в отверстия и углубления небольших размеров, что будет иметь место при определенном соотношении между размерами d и длиной волны ультразвука X <С d, т. е. для очистки малых отверстий необходимо применять высокие частоты колебаний. В качестве моющих растворов чаще всего применяют воду, трихлорэтилен и керосин. [c.878]

Адиабатич. флуктуации плотности можно представить как результат интерференции распространяющихся в среде по всевозможным направлениям упругих волн разл, частоты со случайными фазами и амплитудами (т. и. дебаевских волн, к-рые рассматриваются в Дебая законе теплоёмкости). Плоская световая волна, распространяющаяся в такой среде, дифрагирует (рассеивается) во всех направлениях на этих упругих волнах, модулирующих дизлектрич. проницаемость среды. Каждая из упругих волн создаёт пери-одич, решётку, на к-рой и происходит дифракция света аналогично дифракции света на ультразвуке. Максимум интенсивности света, рассеянного на упругой волне с длиной волны Л, наблюдается в направлении 0 (рис.), отве- [c.45]

Свойства ультразвука и особенности его распростряне ния, По физ. природе У. представляет собой упругие волны, и в этом он не отличается от звука, поэтому частотная граница между звуковыми и УЗ-волнами условна. Однако благодаря более высоким частотам и, следовательно, малым длинам волн (так, длины волн У. высоких частот в воздухе составляют 3,4-10 —3,4-10 см, в воде—1,5—1,5 10 см, в стали—5-10 — 5-10 см) имеет место ряд осо нностей распространения У. [c.215]

Природа звука и ультразвука одна и та же, однако длина ультразвуковых волн значительно меньше. Малая длина волны позволяет посылать ультразвук в желаемом направлении узким пучком, подобно лучу света. Ультразвуковые волны проходят металлы большой толщины почти не осл бквая. Но они заметно теряют мощность, если на пути встречается хотя бы очень тонкая трещина. Эти свойства ультразвука и легли в основу создания ультразвуковых дефектоскопов. [c.550]

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]

Разрешающая способность дифракционной решетки, Как известно, зависит от числа штрихов или, для случая дифракции на ультразвуке, от числа длин волн звука, укладываюш ихся на ширине светового пучка. При ширине светового пучка в несколько длин волн разрешение дифракционных линий еще достаточно хорошее. Дальнейшее уменьшение ширины светового пучка до размеров [c.149]

Однако исследования слабонелинейных возмущений в сжимаемой среде долгое время были, за немногими исключениями, весьма слабо связаны с классической акустикой, которая занималась звуками музыкальных инструментов, эоловыми тонами, акустическими свойствами помещений, распространением звука в воздухе и воде и другими, сугубо линейными проблемами. Резкий подъем интереса к нелинейным акусгаческим явлениям относится к концу 1950-х годов, и тому были веские причины. С одной стороны, появилась потребность в изучении сильных звуков, возникающих в океане, атмосфере, земной коре при взрывах, работе реактивных двигателей и тд. С другой - появились источники мощного звука и ультразвука, используемые для локации природных сред, диагностики материалов, в технологии, хирургии и других областях. При этом во многих случаях, даже при относительно небольших (по акустическому числу Маха) амачитудах поля, нелинейные искажения могут накапливатмя до существенных величин, поскольку расстояния, измеряемые в длинах волн (а именно такая мера чаще всего определяет величину эффекта), оказываются достаточно большими. [c.3]

В научно-исследовательской и производственной практике иногда бывает необходимо регистрировать без искажения ультразвуковые сигналы сложной формы, которые характеризуются более или менее широким частотным спектром. Эта задача может быть решена с помош ью широкополосного миниатюрного приемника ультразвука с акустически жестким чувствительным элементом. Широкополосным приемник должен быть для того, чтобы без искажений передать частотный спектр сигнала, миниатюрным — для того, чтобы исследовать форму сигнала в определенных точках поля, а не в сечении ультразвукового пучка (как это имеет место при использовании широкополосных кварцевых пластинок). Жесткость чувствительного элемента приемника необходима для регистрации без искажений амплитуды давления волны. Приемник ультразвука может считаться широкополосным, если его чувствительность не зависит от частоты и фазовая характеристика линейна в рабочем диапазоне частот, а миниатюрным — если его размеры пренебрежимо малы по сравнению с длиной волны в среде или, в отдельных случаях, с размерами неоднородностей поля. Требование линейности фазовой характеристики широкополосного приемника совершенно необходимо, если нужно сохранить форму принимаемого щирокополосного ультразвукового сигнала, так как [c.331]

МГц — около 0,1 мм. Следовательно, если размеры плоской пла-стпнки, являющейся источником ультразвука, велики по сравнению с длиной волны, то от пластинки будет распространяться плоская волна, которая представляет собой как бы параллельный пучок лучей, распространяющийся от поверхности пластинки аналогично тому, как распространяется свет от прожектора. Поэтому такими ультразвуковыми лучами пользуются для измерения расстояний в воде. [c.510]

При той же частоте 10 Гц коэффициент поглош,ения ультразвука в воде со-ставляет ао=25-10 см (2,2-10 дБ/см), т. е. амплитуда ультразвуковой волны убывает в воде в е раз на расстоянии примерно 40 м. Величина декремента при этом равна О = 4-10 , т. е. убывание амплитуды па длине волны [c.62]

Рассмотрим кратко рассеяние ультразвуковых волн вследствие ди( х )узного отражения их от частиц, имеющих другие физические свойства (по сравнению с окружающей их средой) и четкие границы. Среды, содержащие такие частицы, называются гетерогенными. Примерами гетерогенных сред могут служить суспензии (жидкости со взвешенными в них твердыми частицами), аэрозоли (газы со взвешенными твердыми частицами), эмульсии (жидкие капли в нерастворяющей жидкости), жидкости, содержащие газовые пузырьки, в частности кавитационного происхождения, а также такие среды, как стекла, ситаллы, шнepaлы, некристаллические металлы и т. д. При распространении в такой среде первичной ультразвуковой волны она будет отражаться от содержащихся в ней частиц, возбуждая их вынужденные колебания, что и приведет к излучению частицами вторичных, т. е. рассеянных волн. Эти однократно рассеянные волны, вообще говоря, в свою очередь будут многократно отражаться другими частицами. Однако коль скоро однократно рассеянное поле невелико по сравнению с первичным, то повторно рассеянными волнами можно пренебречь, если число рессеиваю-щих центров ие слишком велико. Пренебрежение повторным рассеянием эквивалентно предположению об отсутствии акустического взаимодействия частиц, т. е. предположению, что колебания одной частицы не влияют на колебания другой. Тогда суммарное поле, рассеянное па совокупности частиц, можно найтн как суперпозицию полей, однократно рассеянных каждой частицей, и задача о рассеянии ультразвука в гетерогенной среде сводится к задаче о рассеянии иа одной частице с последующим суммированием результата по всем частицам, расположенным в рассеивающем объеме. При этом форму частицы в достаточном приближении можно принять сферической, тем более, что при малых размерах частиц по сравнению с длиной волны и на достаточно больших расстояниях от них отклонение формы реальных частиц от сферической не играет существенной роли. [c.161]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...