Импеданс акустический характеристический

Так как ультразвуковая энергия распространяется с помощью механических колебаний и, следовательно, ее взаимодействие с материалами принципиально отличается от взаимодействия с материалами ионизирующего излучения, использование ее в неразрушающем контроле материалов представляет особый интерес. Основными параметрами, определяющими распространение ультразвуковой энергии, являются акустический импеданс, скорость звука и коэффициент поглощения среды. Отношение акустического давления к скорости частиц называется удельным акустическим импедансом. Акустический импеданс, умноженный на скорость звука в среде, называется характеристическим импедансом. Этот параметр сильно влияет на отражение и распространение звуковых волн. [c.102]

Отношение акустического давления к колебательной скорости в упругой волне определяет величину, называемую акустическим импедансом. В общем случае это величина комплексная. Для безграничной среды, потери ультразвуковой энергии в которой пренебрежимо малы, акустический импеданс является действительной величиной и равен характеристическому импедансу материала г [c.165]

Акустические свойства сред. В их число входят упругие свойства, плотность, характеристический импеданс и затухание. [c.201]

Размерность характеристического и акустического импедансов Па с/м. [c.201]

По аналогии с электрической системой характеристический акустический импеданс среды определяется отношением давления к колебательной скорости как для прямой, так и для обратной волны. Этот импеданс включает инерционные и упругие свойства среды. Он определяется выражением [c.38]

Формула (2.44) для акустического импеданса по форме идентична формуле (2.23) для электрического импеданса. При произвольном оконечном Z и при синусоидальных колебаниях на входе в среде существуют стоячие волны давления и колебательной скорости, за исключением случая, когда Z = Zq. Если нагрузка равна характеристическому импедансу среды, то считается, что нагрузка согласована со средой. [c.40]

Предположим, что среда состоит из двух слоев жидкости (рис. 4.1). Акустическими характеристиками, необходимыми для определения характеристических импедансов и 2г, соответствующих плоским волнам, являются плотности слоев и скорости распространения звука. [c.91]

Для плоской гармонической бегущей волны, распространяющейся в жидкой среде, согласно формулам (1.11) акустический импеданс равен 2=р/и=рс. Эта величина характеризует среду, в которой распространяется волна. Ее называют волновым сопротивлением среды или ее характеристическим импедансом. Понятием импеданса пользуются также для твердого тела (для продольных и поперечных волн), определяя его как отношение соответствующего механического напряжения, взятого с обратным знаком, к колебательной скорости частиц среды. [c.32]

В преобразователе (рис, 54,г) мембрана не соприкасается непосредственно с поверхностью изделия, между нею и поверхностью находится довольно толстый слой воды. Это предохраняет мембрану от износа и улучшает возможности контроля изделий с грубой поверхностью. Характеристические импедансы материала мембраны и жидкостей сверху и снизу от нее подбирают максимально близкими, чтобы свести к минимуму отражения от этих границ. Для практически полного устранения эхо-сигналов от мембраны ее располагают под углом 80...35° к акустической оси преобразователя. Небольшие размеры нижней части иммерсионной ванны позволяют обеспечить ее надежное заполнение при сравнительно не-большо-м расхода жидкости. [c.116]

При использовании цепи согласования следует учесть ее влияние на передаточную функцию. Частотную зависимость вносимого затухания можио получить, если воспользоваться полной блок-схемой фильтра на ПАВ в электрической схеме, изображенной на рис. 8.16, а. Собственно фильтр ограничен штриховой линией. К внешним акустическим клеммам преобразователей подключен характеристический механический импеданс Zm свободной поверхности. Из полной матрицы проводимости (7.93), полученной методом, описанным в разд. 7.7.5, и матрицы (7.97) для среды между преобразователями, вызывающей запаздывание, нетрудно получить полную матрицу проводимости фильтра иа ПАВ. С помощью этой матрицы можно проанализировать полную схему, приведенную на рис. 8.16, а. [c.387]

Отношение акустического давления к колебательной скорости в упругой волне называется акустическим импедансом. В обш,ем случае это параметр комплесный. Для безграничной среды, потери ультразвуковой энергии в которой пренебрежимо малы, удельный механический импеданс является действительной величиной, равной характеристическому импедансу материала Z [c.192]

Для защиты пьезопластины от истирания и повреждения к ней с рабочей стороны приклеивают или припаивают протектор. Помимо высокой износостойкости протектор должен обеспечивать наилучшее прохождение ультразвука через границу пьезоэлемент — контролируемое изделие и высокую стабильность акустического контакта. С целью обеспечения последнего условия толщина протектора должна быть равна Я/4, а его характеристический импеданс 2ц выбирают из условия (см. подразд. 1.2) = = YZqZ , где Zq и Zh, — характеристические импедансы демпфера и контактной жидкости соответственно. [c.143]

При контроле изделий сложной конфигурации, с грубообрабо-танной или горячей поверхностью применяют ПЭП с жидкими и твердыми линиями задержки. В первом случае ПЭП называют иммерсионными, в которых в отличие от прямых контактных применяют демпфер с повышенным характеристическим импедансом с целью уменьшения добротности ПЭП. Характеристический импеданс материала пьезопластины в 15. .. 20 раз больше, чем жидкости (воды), поэтому происходит интенсивное отражение ультразвука на границе пьезопластина — жидкость. Для улучшения акустического согласования пьезопластины с жидкостью аналогично контактному ПЭП применяют четвертьволновой согласующий протектор из эпоксидной смолы, обеспечивающий гидроизоляцию пьезопластины. Для проведения иммерсионного контроля изделие обычно погружают в ванну с жидкостью, а ПЭП располагают на сравнительно большом расстоянии от объекта [c.143]

Неразрушающий контроль внутренней структуры радиопрозрачных изделий, а также текстуры материалов ведут с помощью радиоинтроско-пов, работающих в режиме сканирования. Информация о внутренней структуре материалов содержится в амплитуде, фазе и характере поляризации отраженной или прошедщей волны. Физико-механические свойства материалов (величина зерна, модуль упругости, твердость, текстура и др.) могут определяться акустическими средствами путем измерения скорости распространения и коэффициента затухания упругих волн, характеристического импеданса и др. [c.126]

Апериодические искатели [15—17]. Для излучения и приема коротких (до единиц наносекунд) импульсов применяют искатели с преобразователями, состоя-пщми из относительно толстого керамического пьезоэлемента 1 (рис. 38, а) с припаянной к нему конической ловушкой 4 из материала с характеристическим импедансом, близким к значению для пьезокерамики. Пьезоэлемент поляризован так, что пьезомодрь з имеет максимум у рабочей поверхности 2 и убывает до нуля у тыльной поверхности 3 (рис. 38, б). Преобразователь практически апериодичен и преобразует электромагнитные колебания в акустические и обратно без заметных искажений. При приеме преобразователь ставят в режим, близкий к короткому замыканию Н < т /Со Ти — длительность импульса Со — емкость пьезоэлемента). Искатели с апериодическими преобразователями применяют в шпрокодиапа-зонных толщиномерах, они позволяют измерять эхо-методом стальные деталп толщиной >0,1—0,2 мм. [c.192]

В резонансных приборах толщина определяется путем измерения частот акустических резонансов в контролируемом изделии. В наиболее распространенном случае, когда характеристический импеданс 25 материала пзделпя много больше импеданса среды, нагружающей поверхность изделпя 1), [c.240]

Плотность р] и вычисляемый через нее характеристический импеданс = Р)С, используют в расчетах по согласованию пьезопластины со средой, куда излучается ультразвук. Например, акустическую добротность пластины приближенно вычисляют по формуле [c.215]

Применение акустических средств контроля физико-механических свойств материалов (величина зерна, модулей упругости, твердости, текстуры, прочности и т.п.) основано на связи этих свойств с акустическими характеристиками материалов (скоростями распросфанения и коэффициентами затухания упругих волн, характеристическими импедансами и т.п.). [c.286]

Эти разности пренебрежимо малы, если /с фф > 1, однако во всех остальных случаях в измеренные значения характеристических частот следует вводить соответствующие поправки. При большой индуктивности рассеяния и низком к фф, что часто наблюдается для стержневых преобразователей, изготовленных из металлических материалов, полный импеданс имеет реактивный характер па всех частотах, и, следовательно, /г и /а вообще не обнарулашаются. Электрические потери обычно учитываются сопротивлением Во, включенным последовательно с Ь, а механические потери или акустическая нагрузка — сопротивлением В, включенным параллельно С]. Механическая добротность [c.321]

В преобразователях ультразвуковых дефектоскопов (рис. 18) пластина 1 является важнейшим чувствительным элементом. Плоскости ее покрыты электродами 3. Пьезопластина приклеена к демпферу 2. Между пластиной и средой 6, в которую излучается ультразвук, располагается несколько тонких слоев электрод, протектор 4, защищающий пластину от повреждений, и прослойка масла 5 (в случае контактного варианта контроля). Иногда протектор делают многослойным с целью оптимизации тех или иных свойств искателя. Таким образом, пьезопластина работает в условиях довольно сложной акустической нагрузки. Для общности представим пьезопластину с характеристическим акустическим импедансом х = р С нагруженной на две среды с входными импедансами 2о и Z2 (рис. 19). Пьезопластина толщиной к считается бесконечно протяженной в направлении, перпендикулярном х, так что влиянием краев пластины пренебрегаем. Пьезопреобразователь подключен к электрической цепи с генератором-V, в результате действия которого на электродах пьезопластины возбуждается переменное напряжение (разность потенциалов) Аф. [c.41]

В задаче о приеме ультразвуковых волн пьезопреобразователем расчетная схема совпадает с рис. 19, только генератор V отсутствует, и сопротивления 2а и гь будут включены параллельно. Из протяженной среды с характеристическим импедансом г = рс падает волна с акустическим напряжением Т на систему тонких слоев и, пройдя ее, достигает пьезопластины. Задачу удобнее всего решать с помощью теоремы взаимности, построенной на системе аналогий акустическое давление— электрическое напряжение, колебательная скорость — электрический ток. В результате получаем следующее выражение для падения напряжения V на входном сопротивлении аналогичном Ха. [c.45]

Преобразователи с большим акустическим демпфированием в последние годы разработаны как в СССР, так и за рубежом. Они получили название апериодических. Подобрать для демпфера материал с большим затуханием и характеристическим импедансом, равным импедансу пьезоматериала, довольно сложная задача, хотя, судя по результатам, ее удалось решить некоторым зарубежным фирмам [например, Бренсон Инструменте (США)]. В СССР для этой пели применяют преобразователи из пьезокерамического цилиндра большой толщины, передняя грань которого является излучателем, а остальной объем — демпфером [49 [c.54]

Пьезопластину приклеивают к демпферу 2, который повышает ее механическую прочность и расширяет полосу пропускания. Чтобы ультразвуковые колебания, отраженные от задней поверхности демпфера, не вызывали помех, демпфер изготовляют из звукогасящего материала. Например, в искателе ИЦ-1 демпфер делают из эпоксидной смолы. В часть его, прилегающую к пьезопластине, вводят порошок вольфрама, свинца или их соединений в пропорции 1 12 (по массе). Это повышает характеристический импеданс демпфера [65] и увеличивает широкополосность преобразователя. При контроле изделий большей толщины, когда разрешающая способность не имеет существенного значения, а повышение чувствительности весьма желательно, применяют демпфер с малым акустическим сопротивлением. [c.108]

На основе этой аналогии стержень конечной длины /, в котором распространяется акустическая волна, можно представить в виде однородной линии с распределенными параметрами (см. рис. 7.12, в) нли эквивалентной схемы с сосредоточенными параметрами (рис. 7.12, б). Обозначим механические силы и акустические скорости на входе и У, на выходе Рг и Кг. Характеристический механический импеданс линии 2т опнсан выражением [c.326]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...