Распространение ультразвука

Ультразвуковой метод определения сварочных остаточных напряжений основан на зависимости скорости распространения ультразвуковой волны в металлах от напряженного состояния в них. Измеряют скорости распространения ультразвука на отдельном участке металла до сварки и после сварки, и по изменению скорости судят о значении остаточного напряжения. При измерении остаточных напряжений в шве и околошовной зоне неоднородность свойств может приводить к погрешностям результатов. Положительным свойством данного метода, так же как магнитоупругого, следует считать мобильность проведения экспериментов, не требующих больших подготовительных работ. [c.424]

Уменьшение амплитуды волны с расстоянием, обусловленное рассеянием энергии, будет происходить очень медленно. Но зато поглощение ультразвуков, обусловленное вязкостью среды, будет велико, так как оно пропорционально квадрату частоты колебаний ( 165). Поэтому в случае ультразвуков преобладающую роль играет обычно не рассеяние энергии в пространстве, а поглощение ее средой. С этой точки зрения вода является более благоприятной для распространения ультразвуков средой, чем воздух, так как вследствие меньшей кинематической вязкости вода меньше поглощает звуковые волны, чем воздух. Поэтому основное практическое применение ультразвуки нашли в гидроакустике. [c.745]

Ультразвуки впервые были практически применены в эхолоте для измерения глубины моря. В дне судна помещаются ультразвуковой излучатель, посылающий короткие цуги колебаний длительностью около 0,001 сек, и приемник ультразвуков (рис. 476). Отражаясь от дна моря, ультразвуки через некоторое время достигают приемника. По промежутку времени, прошедшему между отправлением сигнала и его возвращением, зная скорость распространения ультразвука, определяют расстояние до дна моря. [c.746]

Эхолот — прибор, предназначенный для измерения глубин моря или реки. Излучатель эхолота устанавливается на днище корабля так, чтобы пучок ультразвуковых волн был направлен вертикально вниз. Он излучает ультразвуковые волны отдельными короткими по времени импульсами, в которых благодаря высокой частоте содержится большое количество волн. Достигнув дна, импульс отражается от него в виде эха и приходит к приемнику,, расположенному рядом с излучателем. Регистрирующий прибор записывает на специальной ленте момент посылки импульса и момент его возвращения. Зная скорость распространения ультразвука в воде, по этим отметкам определяют глубину моря под кораблем. [c.244]

Во втором издании (первое —в 1974 г.) рассмотрены дефекты, возникающие при производстве металлических полуфабрикатов и изготовлении деталей машин, виды контроля и методы обнаружения Дефектов. Изложены физические основы ультразвуковой дефектоскопии, контроля толщины и покрытий, структуры и физико-механи-ческих свойств металлов. Показаны особенности возбуждения и распространения ультразвука в изделиях, ограниченных плоскими и кривыми поверхностями. Приведены рекомендации по разработке методик контроля. [c.25]

За последние годы советскими учеными получены весьма интересные результаты, связанные с решением задач дифракции и установления закономерностей распространения ультразвука в анизотропных средах. Это существенно расширяет области применения ультразвукового контроля и повышает его информативность и достоверность. [c.3]

Точность измерения координат дефектов. Координаты Н и L расположения отражателя (дефекта) можно определить тремя способами. При первом способе измеряют временные сдвиги эхо-сигналов Tj и Tj от отражателя при некоторых произвольных положениях преобразователя и расстояние to между этими положениями (рис. 5.20). Затем по значениям Т , 1, /д, скорости упругой волны Са в контролируемом материале и времени 2/д распространения ультразвука в призме преобразователя рассчитывают координаты Н я Ь. [c.233]

Относительная погрешность измерения координат, обусловленная отклонением истинного значения,угла ввода на Да от номинального значения ад, практически пропорциональна Да. Погрешность в отличие от Аан возрастает с уменьшением угла ввода луча (рис. 5.23). При прочих равных условиях значение AaL существенно меньше Ааи и в практике контроля не превышает 8 %, По графикам на рис. 5.23 нетрудно определить допуски на угол ввода колебаний и время распространения ультразвука через призму преобразователя. [c.236]

На рис. 4.7а, б представлены полученные зависимости скоростей продольных и поперечных ультразвуковых волн от температуры отжига для образцов наноструктурной Си чистотой 99, 997 %. Можно видеть, что по мере увеличения температуры отжига наблюдается повышение скоростей для всех направлений распространения ультразвука с резким увеличением их значений при температуре 125 °С. [c.169]

Анализ полученных результатов свидетельствует об относительно низкой парной корреляционной связи между механическими и физическими характеристиками. Наиболее высокий коэффициент корреляции наблюдается между характеристиками прочности при сжатии и скоростью распространения ультразвука. [c.166]

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]

Принцип работы датчика основан на известном методе измерения времени распространения ультразвука от излучателя до приемника. В раздельном режиме излучатель устанавливается в головке цилиндра, а приемник— в поршне. В совмещенном режиме преобразователь, расположенный в головке цилиндра, работает и как излучатель, и как приемник. Так как режим работы преобразователей не вносит принципиальных изменений в состав датчика, далее будет рассмотрен лишь вариант их раздельного размещения. [c.183]

Принятый сигнал с преобразователя 2 подается на усилитель 5, а затем на формирователь 10. На выходе формирователя образуется временной интервал, длительность которого равна времени распространения ультразвука от излучающего до приемного преобразователя. Если один из них установить на неподвижной, а другой [c.183]

Проведенные исследования в этой области дали положительные результаты для определения упругих постоянных латуни, сплавов железа и алюминия, монокристаллов германия и кремния, никеля, твердых растворов меди и поликристаллического сплава магний— кадмий. Ультразвуковые методы позволяют определять модули Юнга и сдвига на одном и том же образце, что открывает большие возможности для исследования упругих постоянных экспериментальных сплавов и установления для них взаимосвязей модулей с другими характеристиками межатомного взаимодействия. Так же как и при контроле жидкостей, скорость распространения ультразвука в жидких металлах в основном определяется величиной коэффициента адиабатической сжимаемости, а последний -относится к числу физических величин, которые в значительной степени зависят от строения жидких металлов. Поэтому, зная скорость, распространения ультразвуковых колебаний в данном металле, можно рассчитать величину модуля Юнга, модуля Пуассона и модуля сдвига. Для точного измерения интервала между ультразвуковыми импульсами достаточно иметь длину образца, равную 25 мм. [c.223]

Скорость распространения ультразвука в металлах в несколько раз выше, чем в жидкостях, поэтому определение времени прохождения импульса в металлах может быть получено с меньшей точностью, чем при измерении в жидкостях (интервал между двумя импульсами при прохождении через металл может быть измерен с точностью 0,1/0, что обеспечивает точность измерения скорости распространения ультразвуковых волн до 0,2—0,А%). [c.223]

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]

Рнс. 4.8. Схема установки для определения скорости распространения ультразвука в жидкости импульсным методом с однократным пробегом цуга упругих волн [c.125]

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]

Скорость распространения ультразвука в жидкой среде зависит от ее плотности и от адиабатической сжимаемости и может быть рассчитана по уравнению [c.85]

Оба вышеизложенных метода позволяют определять наличие в изделиях несплошностей больших размеров и проводить их локацию только в направлении, перпендикулярном направлению распространения ультразвука. Однако не менее важно определять малые дефекты армирующего компонента, пузыри, места с недостатком связующего, пористость. Обнаружить такие де- фекты можно по затуханию ультразвука при сквозном прозвучивании образца. Для этих целей может использоваться также ультразвуковой эхо-импульсный метод, однако образцы не должны быть слишком тонкими, так как исходный и отраженный от задней поверхности импульсы могут интерферировать. Но образец не должен быть и очень толстым, поскольку на результате сильно сказывается затухание отраженного импульса даже для свободных от дефектов образцов. [c.470]

Распространение ультразвука в металлических порошках для целей разработки методов неразрушающего контроля подробно рассматривается в [101]. В частности, проведены экспериментальные исследования по выявлению влияния консолидации металлических порошков на скорость распространения ультразвука. На основе результатов данного эксперимента был произведен теоретический расчет по разработанному в данном разделе методу. [c.88]

Рис. 3.14. Зависимость относительной скорости распространения ультразвука от относительной плотности

Рис. 3.15. Зависимость относительной скорости распространения ультразвука от давления прессования для I — никеля 2 — железа 3 — меди

Кроме изложенных выше, разработаны и другие методы измерения температур пламен измерения температур по скорости распространения ультразвука измерения, основанные на использовании зависимости от температуры степени ионизации газовой среды или изменения ее показателя преломления. Однако проблему измерения темпе- [c.424]

Зная скорость распространения ультразвука в материале, его толщину в направлении прозвучивания, а также минимальные размеры дефектов, которые необходимо обнаружить в изделии, выбирают частоту колебаний, скорость развертки, продолжительность импульсов и пауз. [c.121]

Рис. 2 8. Скорость распространения ультразвука в воде на сверхкритических изотермах по данным [94]

Рис. 22. Распределение освещенности в изображении размытой щели, полученное при распространении ультразвука (1 Мгц) в воде на расстояниях от источника звука 10 см (1), 50 см (2), 90 см (3). Напряжение на кварцевом излучателе 500 в.

Ультразвуковые интроскопы, разработанные для медицинской диагностики, могут найти применение и для промышленного контроля. Так, прибор УИ-25ЭЦ (табл. 23) можно без переделок применять для контроля изделий из материалов, скорость распространения ультразвука в которых порядка 1500 м/с. Это изделия из материалов типа резин, пластмасс. Максимальный размер визуализируемой области 300 X 300 мм (при с = [c.271]

Рис. 5.22. Расчетные зависимости относительной погрешности At измерения глубины Н расположения отражателей (дефектов) от изменения 2Д/д времени распространения ультразвука через призму преобразователя с углом Р = 35 (а) и от износа 2ДЯп призм с различными углами ввода (б)

Относительные погрешности и Ац,, связанные с изменением времени распространения ультразвука в призме преобразр-вателя (в двух направлениях) на значение 2 Ai , равны между собой, обратно пропорциональны глубине расположения отражающей поверхности и возрастают с уменьшением угла ввода колебаний (рис. 5.22). В связи с этим при контроле изделий малой толщины необходимо уделять особое внимание измерению акустической задержки /д каждого преобразователя. [c.236]

Сложность проведения У31< сварных соединений из аустенитных сталей связана с высоким уроввем структурных помех, большим затуханием и аномальным распространением ультразвука. [c.345]

Приборы АИТ-ЗМ, АИТ-4 и АИТ-5, используемые в системах технической диагностики металла энергооборудования (паропроводов, коллекторов, крепежных элементов турбин), работают на основе метода автоциркуляции импульсов. При этом о прочностных свойствах контролируемого металла судят по частоте автоциркуляции, функционально связанной со скоростью распространения ультразвука. [c.209]

Рис. 1.4. Распространение ультразвука от источника излучения — пьезопластины

Для стеклопластика типа П-5-7 на основе кремнеземной ткани КТ-11 и фенолформальдегидного связующего был произведен анализ статистической связи между пределом прочности при сжатии и физическими параметрами скоростью распространения ультразвука о, диэлектрической проницаемостью е, коэффициентом теплопроводности X и стеклосодержанием /. [c.166]

Для стеклопластика АФ-10П на основе кремнеземной ткани КТ-И приведено исследование корреляционной связи между механическими и физическими характеристиками. Статистической обработке по разработанной программе на ЭВМ Минск-22 подвергались результаты испытаний на изгиб стеклопластиковых балочек, а также значения скоростей распространения ультразвука по основе Vq, утку Vgg, в диагональном направлении О45 и по толщине vs, диэлектрической проницаемости по основе Bq, утку 690, результаты определения стеклосодержания / и плотности р. Анализ полученных данных (табл. 4.9) показывает, что для случаев парной корреляции наблюдается сравнительно низкая статистическая связь между прочностью при изгибе и физическими характеристиками. Несколько более эффективной по сравнению с линейной является нелинейная парная корреляция. [c.166]

Основные свойства упругих колебаний высокой частоты или ультразвуковых колебаний, как известно, описываются теми же закономерностями, что и свойства колебаний звукового диапазона. В частности, это касается условий распространения упругих волн в сплошной изотропной среде, обладающей упругими свойствами. Однако ультразвуковые колебания могут быть примен1 ны для решения ряда новых задач. Примером может служить исследование изменения различных характеристик жидких и твердых тел в зависимости от скорости распространения ультразвука и коэффициента затухания с помощью импульсно-фазового компенсационного метода приборами типа УЗИХ, разработанных Н. И. Бражниковым [9], [10]. Погрешность измерений скорости ультразвука такими приборами составляет 0,007 и 0,003% на частотах соответственно 1 и [c.291]

Завлсимость скорости распространения ультразвука в жидкостях от величины адиабатической сжимаемости определяет изменение скорости ультразвука в жидкой среде при изменении температуры и давления. Сжимаемость всех жидкостей, в том числе и смазочных масел, сильно увеличивается при повышении температуры и понижается при увеличении давления, что и вызывает соответственно либо уменьшение, либо увеличение скорости звука. Характеристики твердого тела, а именно — детали узла трения во время работы остаются практически неизменными, не меняется ни состав, ни размеры, поэтому скорость распространения звука в деталях, находящихся в контакте, остается постоянной. Параметры смазочного слоя во время работы непрерывно меняются, толщина слоя, давление в нем, температура взаимосвязаны, поэтому изменение одного из их влечет изменение других. Скорость распространения звука в этом случае не может оставаться постоянной. Поскольку [c.292]

Для автоматизированного контроля толщины стенки изделий в процессе производства создан РТК НК на базе ультразвукового толщиномера УТ-55БЭ и промышленного робота ПР5-2. Важным преимуществом этого РТК НК является возможность контроля толщины с одинаковой точностью независимо от состава сплава, свойства которого учитьшаются с помощью измерения скорости распространения ультразвука в материале объекта контроля. [c.116]

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]

В работе [96] описаны экспериментальные исследования распространения ультразвука в консолидированных системах из гранулированного полиметилметакрилата (ПММК). Размеры образцов 300x200x100 мм. Средний размер гранул 162,7 мкм. Скорость продольных волн в ПММК 2730 м/с, поперечных 1333 м/с. Частота импульсов 40—80 кГц. Результаты измерения продольной скорости в зависимости от пористости образцов приведены на рис. 3.12. На этом же рисунке штриховыми линиями представлены результаты вычислений по теории [95]. [c.86]

В работе [1, 2) при исследовании искажения было использовано то обстоятельство, что полуволновая пластина прозрачна для звука, в то время как четвертьволновая иенрозрачна , и для выделения второй гармоники в жидкостях на частотах мегагерцевого диапазона использовались пласт1шы из различных материалов (алюминий, сталь, медь). Определялась прозрачность этих пластин на различных частотах при разных ориентациях пластины относительно направления распространения ультразвука. [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...