Ультразвуковые волны характеристика

Резонансная гипотеза объясняет разрушение накипи следующим образом по мере роста кристаллов накипи на греющей поверхности изменяется их динамическая характеристика, т. е. частота свободных колебаний кристаллов становится равной частоте ультразвуковых волн наступает резонанс, ири котором происходит резкое увеличение амплитуды колебаний кристаллов, ведущее к разрушению их связи со стенкой котла. Кристаллы, отделившиеся от поверхности нагрева, концен- [c.115]

Применение акустических приборов для контроля физико-механических свойств материалов основано на связи этих свойств с акустическими характеристиками материалов (скоростями распространения и коэффициентами затухания ультразвуковых волн и др.) [38]. [c.381]

Пьезоэлектрические и магнитострикционные чувствительные элементы практически безынерционны, позволяют измерять мгновенные значения ультразвукового давления как в непрерывном, так и в импульсном режимах работы, в оптически прозрачных и непрозрачных жидкостях. Амплитудная характеристика чувствительных элементов линейна вплоть до ультразвуковых давлений, измеряемых десятками. атмосфер. При достаточно малых размерах элементов их можно использовать для анализа формы волны и структуры поля ультразвуковых волн. Основной недостаток использования пьезоэлектрических и магнитострикционных [c.329]

Чувствительность приемника, вообще говоря, зависит от частоты, и поэтому приемник принято характеризовать частотной характеристикой его чувствительности. В измерительной практике не всегда бывает необходимо знать абсолютное значение чувствительности приемника ультразвука, а достаточно, например, иметь представление о ее частотной зависимости. В этом случае иногда оказывается возможным использовать чрезвычайно простой способ, который был, в частности, применен Ю. Я. Борисовым [11] для определения частотной характеристики чувствительности волноводных щупов. Сущность способа заключалась в том, что в волноводе щупа ультразвуковые волны различных частот возбуждались с помощью пластинки из керамического титаната бария, приклеенной к приемному торцу волновода. Пластинка возбуждалась от генератора ЗГ-12, сигнал с приемного элемента щупа подавался на самописец Н-110, механически спаренный с генератором ротор переменного конденсатора генератора приводился во вращение от мотора самописца, что позволила снимать частотную характеристику в пределах 15—220 кгц с нанесением на характеристику меток частоты. [c.360]

Измерение величины отдачи с помощью приемника ультразвука, помещенного вне луча ультразвуковых волн частоты со, модулированных частотой Q, и настроенного на частоту модуляции, позволяет определить резонансные характеристики излучателей. В этом случае при изменении несущей частоты со и при постоянной частоте модуляции Q электрическое напряжение на выходе приемника меняется в соответствии с резонансной кривой излучателя. При этом абсолютная градуировка поля излучателя может быть проведена описанным выше способом с использованием соотношения (34). [c.368]

При дефектоскопии сварных соединений в основном используют поперечные и продольные ультразвуковые волны. Значения отдельных акустических характеристик для некоторых материалов, использующих- ся при дефектоскопии изделий, приведены в табл. 2. [c.13]

Физическая характеристика ультразвуковых колебаний мало отличается от колебаний звукового диапазона. Ультразвуковые волны, проходя через различные среды, отражаются на границе раздела этих сред. Это позволяет использовать их для исследования непрозрачных тел — дефектоскопии, для обработки твердых и хрупких материалов, производить паяние и лужение, с их помощью удается получать редкие сплавы из металлов, которые не получаются в нормальных условиях, и др. [c.454]

Ультразвуковые импульсные методы контроля основаны на корреляционной связи между скоростью распространения продольной ультразвуковой волны в бетоне и его физикомеханическими характеристиками. Эти методы применяются для определения структурных изменений в бетоне и других свойств материала, от которых зависит его прочность, [c.210]

Для характеристики физических свойств среды, в которой распространяется ультразвуковая волна, вводится понятие акустическое сопротивление среды г, под которым понимают произведение скорости ультразвука V на плотность среды р, т. е. г—ри. Акустическое сопротивление называют также акустическим импедансом. В табл. 17 приведены скорости распространения ультразвуковых волн и акустические сопротивления некоторых материалов. [c.152]

В дальней зоне (зоне Фраунгофера), расположенной за ближней зоной, волновой пучок расходится, при этом угол расхождения ф связан с характеристиками ультразвуковой волны соотношением [c.152]

Интенсивность J зависит от произведения плотности р на скорость распространения УЗК, рс называется удельным акустическим или волновым сопротивлением среды г. Волновое сопротивление — определяющая характеристика в расчетах отражения и прохождения УЗК на границах раздела сред. Так, при перпендикулярном падении ультразвуковой волны на границу раздела двух сред распределение энергии между отраженной и прошедшей волной определяется соотношением [c.145]

При отсутствии рассеивающего объекта в оптическом дифракционном порядке восстанавливается изображение источника звука. Это свойство дифракции может быть использовано для исследования характеристик ультразвуковых излучателей. При дифракции светового зонда на гармонической ультразвуковой волне, возбуждаемой плоским излучателем, в 1 порядках дифракции возникают распределения интенсивности света, пропорциональные интенсивности ультразвукового поля в среднем сечении. Причем это правило соблюдается как для ближней, так и для дальней зоны ультразвукового излучателя. Исследуя распределение интенсивности света в порядках дифракции, можно получить распределение интенсивности УЗК в просвечиваемом сечении поля. [c.215]

Зная скорость распространения ультразвуковых волн в различных материалах (см. тЗ бл. 3-1), минимальную и максимальную толщину ejo, а также по техническим условиям минимальную величину дефектов, которые необходимо обнаруживать в изделиях, можно определить основные рабочие характеристики импульсного ультразвукового дефектоскопа, работающего по методу отражения, а именно частоту колебаний генератора, скорость развертки, продолжительность импульсов и пауз между ими. [c.125]

Установлено, что при величине зерен материала, равной 7зо доли длины ультразвуковой волны, начинаются значительное рассеивание и поглощение ультразвука [Л. 2] этим материалом. В чугуне содержится значительное количество микрообъемов с различными структурными характеристиками. Так, например, отдельные зерна графитовых включений в чугуне имеют величину до 600 мк. Длина волны ультразвука на частоте / = 2,5 Мгц в чугуне будет приблизительно около 2 мм. При этом величина зерен графита будет составлять 7з длины ультразвуковой волны, т. е. в 10 раз больше той величины, при которой начинаются значительное рассеивание и поглощение ультразвука. Были проведены опыты по контролю ультразвуком отливок из серого чугуна различного химического состава (табл. 3-11) (Л. 46]. [c.168]

Характеристики направленности излучения. Направленность излучения, проявляющаяся в концентрации энергии излучаемых ультразвуковых волн в узкий пучок, является одной из важных характеристик эхолокатора и в значительной мере определяет его помехоустойчивость, дальность действия, угловое разрешение и эффективность при обнаружении цели. При оценке направленных свойств излучающей и приемной систем обычно пользуются понятием ширины диаграммы направленности, что представляет собой угол между двумя направлениями, в пределах которого звуковое давление или [c.451]

Описанная линеаризация уравнения эйконала (получившая название метода плавных возмущений ) была предложена Рытовым (1937) при рассмотрении задачи о дифракции света на ультразвуковых волнах для описания флюктуаций параметров волны в турбулентной атмосфере этот метод впервые был применен Обуховым (1953). Заметим тут же, что более детальный анализ показывает, что при расчете статистических характеристик флюктуаций эйконала пренебрежение нелинейным членом Уф р в уравнении для ф не всегда оказывается законным. Исследование поправок, создаваемых этим нелинейным членом, приводит к выводу, что проведенная нами линеаризация допустима лишь при малости среднего квадрата величины причем, согласно эмпирическим данным, практически достаточно, чтобы [c.554]

Энциклопедия открывается обобщающей статьёй Ультразвук , тде рассматриваются основные особенности ультразвуковых волн и даётся обзор их применений. Эта статья служит введением к основной части книги, состоящей более чем из 250 статей, расположенных в алфавитном порядке, в которых излагаются основные закономерности, характеризующие распространение ультразвуковых волн, рассматриваются связанные с ними физические явления в веществе и освещаются области erb практического использования. В статьях, непосредственно посвящённых применению ультразвуковых методов в науке, технике, медицине, упор сделан на выявление физических основ применения и на изложение принципов действия ультразвуковых приборов. Приводятся нек-рые основные справочные данные, касающиеся характеристик распространения ультразвука в различных веществах, его частотных и динамических диапазонов, используемых в различных областях практического применения, а также сведения о достигаемых полезных эффектах. Вместе с тем энциклопедия не претендует на исчерпывающее изложение предмета. Основная её цель — дать читателю представление о различных аспектах ультразвуковой техники в широком смысле этого понятия с позиций современной физики и акустики. [c.7]

Физическая сущность ультразвуковых методов контроля основана на измерении ультразвуковых полей, изучении и контроле законов распространения ультразвуковых колебаний в различных средах, на непрерывном определении величин скорости распространения или затухания ультразвука в исследуемой среде. По скорости распространения или коэффициенту затухания ультразвука (а этот коэффициент, как уже говорилось, зависит от состава, структуры и физико-химических свойств вещества) мол<но установить молекулярное строение вещества, а также определить концентрацию исследуемых жидких и газообразных сред и наличие в них примесей. Даже самые незначительные примеси в той или иной среде могут заметно изменить величину скорости распространения ультразвуковых волн. Измерение скорости распространения ультразвука позволяет вычислить молекулярную массу, коэффициент линейного расширения, теплоемкость и многие другие характеристики вещества. [c.110]

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]

Скорость распространения волны (с) является важной характеристикой ультразвуковой волны, измеряется в метрах в секунду (м/с) или производных [c.45]

Описанные данные справедливы для звуковых волн с постоянными характеристиками, применяемыми в постоянно-волновых режимах сканирования. Однако существуют и широко применяются в практике импульсные ультразвуковые волны, имеющие, помимо означенных выше, собственные характеристики (рис. 3.4). [c.46]

Рис. 3.4. Пространственные и временные характеристики импульсных ультразвуковых волн.

Из уравнения 3.12 следует, что если акустические импедансы сред равны, ультразвуковая волна полностью, без отражения проходит из одной среды в другую, кроме того, чем больше разница акустических характеристик сред, тем больше будет отражение на границе их раздела (табл. 3.4) [4, 17]. [c.48]

Пьезоэлектрические кристаллические материалы предназначенные для производства резонаторов на объемных ультразвуковых волнах, должны обладать ярко выраженными пьезоэлектрическими свойствами, слабой зависимостью упругих констант и плотности от температуры, малыми коэффициентами теплового расширения и внутреннего трения. Кроме того, их упругие, пьезо- и диэлектрические характеристики должны отличаться минимальной нелинейностью. [c.447]

Метод акустической эмиссии. Дан1гый метод относят к пассивным методам акустичеасого контроля. Само явление акустической эмиссии состоит в излучении материалом объекта упругих акустических волн в результате внутренней динамической перестройки локальной структуры объекта. Метод состоит в регистрации и анализе характеристик этих ВОЛН. Акустические (обычно ультразвуковые) волны возникают в процессе образования и развития трещин в объекте, а также при перестройке кристаллической структуры мате- [c.175]

Одним из важных элементов, определяющих эксплуатационные характеристики наклонных преобразователей является призма. При разработке этих ПЭП размеры, форму и материал призмы надо выбирать таким образом, чтобы она имела наилучшую реверберационно-шумовую характеристику и по возможности удовлетворяла следующим требованиям обеспечивала эффективное затухание колебаний, переотраженных от границы раздела призма — изделие и распространяющихся в призме, и в то же время не сильно ослабляла ультразвуковые волны на коротком участке пути от пьезоэлемента до изделия (см. рис. 3.4). Скорость звука в материале призмы по возможности должна быть минимальной, так как чем меньше скорость продольных волп в материале призмы, тем выше коэффициент преломления (трансформации) п и меньше вероятность образования поверхностной волны при прозвучивании нижней части шва прямым лучом. Призмы с малой скоростью звука обеспечивают более поздний приход полезного сигнала по сравнению с реверберационными помехами. Кроме того, малая скорость звука увеличивает путь, по которому акустические помехи попадают на пьезоэлемент. [c.147]

Таучерт и Мун [176] использовали с этой целью монотонный импульс и сравнили полученные результаты с характеристиками материала, найденными резонансным и статическим методами. Модули упругости эпоксидных боро- и стеклопластиков, определенные статическим и динамическим (при распространении волны вдоль волокон) методами, различались в пределах 2%. Была такнш установлена возможность предсказания рассеяния волн по результатам резонансных испытаний материалов. Таугерт [172, 173] использовал ультразвуковые волны для описания всех упругих постоянных различных композиционных материалов, а также измерил рассеяние ультразвуковых волн и установил, что предварительное растяжение увеличивает демпфирующие характеристики [174]. Рид и Мансон [142] исследовали рассеяние импульса напряжений в композиционных материалах. [c.304]

Наиболее точными являются методы прямого и косвенного измерения времени распространения ультразвуковой волны. Прямое измерение времени основано на оценке фазовых, частотных и других характеристик. При косвенных методах время распространения ультразвука в исследуемой среде сравнивается со временем его распространения в эталонной среде, для которой скорость распространения ультразвука известна. Измерение скорости распространения ультразвука может быть основано на автоциркуляции импульса. При этом способе скорость распространения ультразвука может быть измерена с точность 0,001 %. [c.268]

Чувствительность метода выше чувствительности теневого метода. Она зависит от частоты, мощности, направленности излучения, акустических характеристик материала изделия. В эхо-методе используются продольные и сдвиговые волны. Сдвиговыми волнами обнаруживают дефекты, залегающие неглубоко под поверхностью и ориентированные перпендикулярно к ней. Его можно применять при одностороннем доступе к изделию. Импульс ультразвуковых колебаний отражается от противоположной поверхности изделия (дна) и во время паузы в работе генератора принимается на ту же пьезопластинку искательной головки. Если на пути ультразвуковой волны встречается какой-либо дефект, то часть энергии отразится от границы дефекта и будет принята раньше, чем донный сигнал (рис. 8.18). В результате преобразования ультразвуковых колебаний в электрические на экране электроннолучевой трубки появляется начальный (зондирующий) импульс и отраженный от противоположной стороны изделия донный импульс. При наличии дефекта между этими импульсами возникает импульс, отраженный от поверхности дефекта. [c.564]

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]

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]

Введенный здесь коэ фи-циент затухания ао в с му его определения, вытекаю-ш.его из формул (П1.36) и (П1.41), характеризует затухание амплитуды ультразвуковой волны и может быть назван поэтому амплитудным коэффаи центом затухания. Поскольку амплитудные характеристики связаны между собою линейными соотношениями (см. табл. 5), то экспоненциальный закон затухания (1П.36)с коэфф>ициентомос спраредлив для любого акустического параметра, т. е., например, для амплитуды давления [c.60]

В качестве интегральной меры рассеяния часто используется характеристика, называемая эффективным сечением рассеяния. Под сечением рассеяния о ф понимается отношение полной рассеиваемой мощь ости Орас К иитенсивиости падающей ультразвуковой волны 1 [c.166]

Интервал частот Дсо (или для циклических частот Дл ), в котором по определению энергия колебаний составляет половину энергии на резонансной частоте (т. е. на частоте (Оо), называют шириной резонансной кривой. Таким образом, добротность колебательной системы равна отношению ее собственной частоты к ширине энергетической резонансной кривой, откуда добротность (а вместе с нею и другие характеристики затухания) легко определяется экспериментально из частотной зависимости какойчшбудь акустической величины. Если измеряется интенсивность ультразвука (плотность энергии, мощность и т. д.), то добротность находится непосредственно из полученной кривой частотной зависимости. Если же измеряемой величиной является, например, амплитуда давления (колебательной скорост , смещения и т. д.), то для использования формулы (УИЬбб) полученную частотную зависимость данной величины нужно предварительно пересчитать на частотную зависимость квадрата этой величины. В свою очередь, добротность системы определяет ее избирательность по частоте, или полосу пропускания, т. е тот интервал частот, в котором энергия вынужденных колебаний составляет не менее 50% от энергии на резонансной частоте. Это означает, например, что пластинка с добротностью Q , используемая в качестве преобразователя, может излучать ультразвук с интенсивностью более 50% от максимальной в полосе частот Дл = Vo/Qд. Это означает также, что плоскопараллельный слой, на который падают плоские ультразвуковые волны, обладает коэффициентом пропускания ф более 0,5 от максимального в интервале частот vJQ . Поскольку добротность нагруженного слоя на основной частоте его колебаний определяется отношением волновых сопротивлений слоя и внешней среды рс/(р1С1), то для полосы пропускания слоя вблизи основной частоты это дает Av = [c.196]

Для возбуждения продольных ультразвуковых волн используется Z-срез кристаллов ниобата и танталата лития с рабочим пьезомодулем igg и коэффициентом электромеханической связи k 30%. Поперечные волны возбуждаются пьезоэлементами Х-среза со сдвиговыми колебаниями (пьезомодуль имеющими коэффициент электромеханической связи k = 65% для LiNbOg и 47%> для LiTaOg. Для улучшения тех или иных характеристик широко применяют и косые срезы кристаллов, среди которых имеются срезы с нулевым ТК/. Можно отметить 35° YZ и 17° YZ-срезы ниобата лития с коэффициентом электромеханической связи k 50"o. [c.240]

Заметим, что наиболее совершенными являются интерферометры с переносом спектра при помощи двухчастотных лазеров и акусто-оптических модуляторов лазерного излучения. В последнем случае удается в значительной мере ослабить паразитные комбинационные гармоники, возникающие в рассмотренных ранее двухчастотных интерферометрах за счет несовершенства характеристик поляризационных элементов. В интерферометрах с акустооптическими модуляторами излучение лазера дифрагирует на бегущих ультразвуковых волнах. Лучи нулевого и первого порядков дифракции имеют различные оптические частоты и угловые направления, что допускает их сравнительно несложное разделение. Нейдеальность пространственного разделения, влйянйе отраженных волн и другие факторы приводят к искажениям спектра интерференционного сигнала, однако эти искажения можно снизить до сотых долей процента. [c.193]

Третьей технически. перспективной О бластью применения является использование ультразвуковых волн Рэлея для всестороннего неразрушающего контроля поверхностного слоя образца (определение степени и глубины термической закалки, остаточных механических напряжений, качества обработки поверхности и т. д.). Дело в том, что скорость, затухание и структура рэлеевской волны неразрывно связаны с механическими, термическихми и прочими характеристиками поверхностного слоя образца, в котором она распространяется. Поэтому по скорости и затуханию рэлеевской волны можно получать информацию о состоянии поверхностного слоя образца. [c.137]

В гл. 4 этого тома Мак-Скимин дает обзор большого числа разнообразных методов определения упругих постоянных изотропных твердых тел. Во многих известных методах используются ультразвуковые волны, распространяющиеся с объемной скоростью. Здесь мы кратко покажем, как подробные сведения о характеристиках нормальных волн могут быть использованы для определения свойств материалов, особенно в тех случаях, когда измеряемые образцы имеют форму стержней, пластинок или полос. [c.181]

Плотность парогазовой смеси на несколько порядков меньше плотности капельной жидкости, а сжимаемость парогазовой смеси — на несколько порядков больше. Эквивалентные характеристики жидкости с развитой кавитацией сильно зависят от индекса кавитации. При индексе кавитации 0,04 волновое сопротивление жидкости уже на целый порядок меньше, чем у некавитирующей жидкости. В связи с этим на границе раздела кавитационная область — жидкость происходит рассеяние и отражение ультразвуковых волн. [c.231]

В зависимости от конструкции ЭМА-преобразовате-лей возбуждаются либо продольные, либо поперечные волны с заданным направлением плоскости поляризации. Это открывает новые возможности в практике неразрушающего контроля, так как использование линейно-поляризованных поперечных ультразвуковых волн позволяет получить дополнительную информацию о структуре, остаточных напряжениях и некоторых других характеристиках материала. [c.107]

Зависимость скорости ультразвуковых волн от энергии акустического воздействия на образцы. Характеристика образцов песчаники серые, плотные, мелкосреднезернистые, полевошпатово-кварцевые, известковые [c.231]

На фиг. 68 приведена осциллограмма, полученная при прозвучивании образца в сосуде, наполненном жидкостью. Изменения в амплитуде вызваны наличием в сосуде стоячих волн, а не наличием в образце дефекта. Если образец перемещать, картина стоячих волн смещается. Образование стоячих вoJШ в исследуемом теле ослабляет проходящий ультразвуковой сигнал и приводит к добавочной потере энергии. Ультразвуковые волны всегда затухают в любой среде, поскольку среда всегда обладает вязкостью величина поглощения является определенной характеристикой среды. Поскольку величина поглощенной энергии ультразвука есть функция амплитуды сигнала и отражения энергии от границ тела приводят к увеличению интенсивности звука Фиг 68 Осцилло- внутри тела, можно сделать вывод, что чем грамма стоячих волн, больше происходит различных отражений [c.112]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...