Затухание излучения (акустического)

Затухание. В действительности собственные колебания стержня или пластинки затухают из-за внутреннего трения, теплообмена в материале и ряда других явлений, происходяш,их в нем при колебаниях (см. 10). Если стержень или пластинка колеблются не в вакууме, имеется и другая причина затухания, которая часто является наиболее суш,ественной. Эта причина — излучение акустических волн в окружаю-ш ую среду. Мы ее рассмотрим в 5. [c.198]

Ро 1 бар вязкость воды сказывается на затухании пульсаций лишь в случае мелких пузырьков (дд < Ю" - -и) с инертным газом, не претерпевающим фазовых переходов. Акустическое излучение также может быть заметно лишь для пузырьков с инертным газом, но имеющим достаточно большой радиус (яо 1 Д я [c.303]

Для повышения объема информации при определении физико-механических свойств измеряют скорости ультразвуковых волн различных типов. Это достигается применением ЭМА-метода, обеспечивающего одновременно повышение точности измерения за счет устранения слоев контактной жидкости. Используя ЭМА-преобразователи, можно добиться излучения и приема одновременно трех волн — продольной и двух поперечных. Изменяя скорость и коэффициент затухания каждой волны, определяют анизотропию, упругие постоянные, главные направления кристаллографических осей. Измерив таким образом акустическую анизотропию, можно оценить некоторые технологические параметры металлических листов, например их штампуемость. [c.286]

В предыдущих двух главах рассматривались волны и колебания конструкций, состоящих из распределенных масс и податливостей (жесткостей), без учета демпфирования — важного параметра, характеризующего затухание волн и колебаний. Этот параметр обусловлен внутренним и внешним трением, излучением и другими причинами, вызывающими убывание акустической энергии в рассматриваемой конструкции. Во многих случаях эффекты потерь пренебрежимо малы, по в некоторых случаях пренебрежение ими ведет к большим ошибкам в расчетах. Так, амплитуда вынужденных колебаний на резонансной частоте существенно зависит от потерь (см. рис. 3.14). Так же сильно зависят от потерь и отклики произвольной колебательной системы на кратковременные нагрузки. Вследствие демпфирования часть энергии колеблющейся конструкции превращается в тепло и предоставленные самим себе колебания затухают со временем. Аналогичная картина наблюдается и при распространении волны в среде. Из-за внутренних потерь часть энергии волны идет на нагревание среды и амплитуда волнового движения уменьшается с расстоянием по мере распространения волны. [c.207]

В результате проведенного анализа различных неразрушающих методов было установлено, что наиболее эффективным методом контроля физико-механических характеристик стеклопластиков является импульсный акустический метод. Так, акустические параметры волнового процесса имеют функциональную связь с прочностными и упругими характеристиками, вязкостью, дефектами структуры материалов и другими свойствами. Значительный практический интерес представляют такие акустические параметры, как скорость и затухание упругих волн, спектр излученного и прошедшего через среду сигнала. При этом одним из основных акустических параметров является скорость распространения упругих волн. [c.73]

В 7.8 был рассмотрен вопрос о затухании акустических волн за счет молекулярного переноса (вязкости и теплопроводности). Прежде чем исследовать вопрос о затухании волн, обусловленном излучением, рассмотрим частный случай, в котором волна представляет одиночную плоскую пульсацию шириной, много меньшей, чем средний свободный пробег излучения. Основываясь на результатах, изложенных в 10.3, можно показать, что скорость излучения единицы объема газа будет [c.434]

Они нашли, что такая система допускает два волновых решения. Первое —модифицированная акустическая волна, а второе-волна, индуцированная излучением. Было обнаружено, что фазовая скорость и затухание этих двух волн зависят от двух параметров [c.436]

Вопросы дифракции плоской акустической волны на некоторых отражателях рассмотрены в 1.4. Здесь будет показано, как использовать результаты дифракционной теории для расчета акустического тракта, т. е. как учесть особенности полей излучения и приема преобразователя. Кроме того, в этом разделе изложены приближенные и (более простые) способы расчета отражения, пригодные, когда размеры отражателя больше длины волны энергетическое приближение, основанное на представлениях лучевой акустики, и метод Кирхгофа. Согласно последнему каждую точку освещенной поверхности плоского отражателя рассматривают как вторичный излучатель волн, а поле отраженной волны вне отражателя считают равным нулю. В приводимом далее выводе формул акустического тракта пе учтено затухание ультразвука. Чтобы учесть этот эффект, следует ввести во все формулы для контактных прямых преобразователей множитель e-2 где г — расстояние от преобразователя до отражателя, а для преобразователей с акустической задержкой — множитель , в котором Га и г в — средние пути ультразвука в задержке и изделии, а 6а и Ьв — затухание ультразвука в этих средах. [c.108]

Сначала принимали и записывали сигнал преобразователя, установленного на небольшом (--- 25 мм) расстоянии от источника (фиг. 1.2, а). В этом случае отражений акустического импульса от поверхностей пластины не наблюдалось. Затем, используя тот же источник и приемный преобразователь, принимали сигнал на расстоянии 730 мм от источника (фиг. 1.2,6). В этом случае имели место многократные отражения. Зная коэффициенты отражения, разницу в ослаблении и затухании (за счет различной длины пути) для всех учитываемых отражений и форму сигнала на близком расстоянии от источника, рассчитывали фор У сигнала на больших расстояниях. Коэффициенты отражения и фазовые сдвиги были определены с помощью ЭВМ. Было показано, что разница в затухании для. различных путей распространения акустического излучения мала, так как на используемой частоте (около 1,6 Мгц) затухание составляло примерно 4,3 дб/м. [c.35]

Интерес, который проявляют исследователи, занимающиеся акустикой, к пьезоэлектрическим материалам, пе ограничивается их использованием в нреобразонателях для излучения акустической энергии в другие среды. Возбуждение упругого резонанса в гомогенном теле путем приложения электрических полей создает уникальные во шо кности для изучения упругих свойств кристаллов и особенно затухания малых упругих колебаний. Упругие свойства поликристаллических сегнетоэлектриков являются сами по себе ва кной областью исследований, поскольку они непосредственно связаны с динамикой согнетоэлектрпческой доменной структуры. [c.204]

МПа вязкость воды сказывается на затухании пульсаций лишь в случае очень мелких пузырьков а < 10 мм) с пнерт-ным газом, не претерпевающим фазовых переходов. Акустическое излучение также может быть заметно лишь для пузырьков с инертным газом, но имеющим достаточно большой радиус (яо 1 мм) для воды при j3o 0,1 МПа. Таким образом, главным диссинативным механизмом ири пульсациях в жидкостях типа воды при / о 0,1 МПа газовых пузырьков с о = —1 мм является тепловая диссипация. В случае паровых пузырьков главной причиной затухания пульсаций являются фазовые переходы. [c.216]

Таким образом акустическое поле в плоскости падения и в перпендикулярной плоскости имеет разные структуры. Амплитуда колебаний, прошедших через задержку в изделие, определяется амплитудой колебаний, излученных пьезопластиной в линию задержки, умноженной на коэффициент прозрачности для границы задержка— изделие при угле ввода а, соответствующем углу падения и на коэффициент, учитывающий затухание УЗК в задержке вдоль акустической оси [c.217]

Основная задача анализа акустического тракта — оценка степени ослабления излученного (зондирующего) сигнала, пришедшего на приемник. На пути к приемнику излученный сигнал ослабляется по ряду причин. Наиболее существенно на амплитуду результирующего сигнала влияют акустические свойства контролируемого материала (вкорость ультразвука, дисперсия скорости, затухание), определяющие его прозрачность для ультразвука геометрические параметры изделия (кривизна, параметры шероховатости поверхности, через которую вводится ультразвук), влияющие прежде всего через изменение прозрачности контактного слоя, а также габаритные размеры изделия в зоне прозвучивания свойства и геометрия акустической задержки, определяющие степень акустического согласования пары преобразователь—изделие электроакустические параметры излучателя и приемника (частота колебаний, длительность импульсов, материалы пьезоэлемента и переходных слоев) ориентация пьезоэлемента, его геометрические размеры размеры, ориентация, конфигурация, параметры шероховатости и материал (шлак, металл, газ) дефекта взаимное расположение излучателя, дефекта и приемника траектория сканирования. [c.103]

С целью гашения свободных колебаний пьезопластины, уменьшения длительности зондирующего импульса и расширения полосы пропускания с ее нерабочей стороны приклеивают демпфер. Для обеспечения указанных условий материал демпфера должен обладать акустическим сопротивлением, близким к волновому сопротивлению пьезопластины, и большим коэффициентом затухания. Выполнить одновременно оба требования достаточно сложно. Например, если демпфер изготовлять из латуни или бронзы, акустическое сопротивление которых примерно такое же, как пьезокерамики, не удается эффективно гасить сигналы, излученные в сторону демпфера. Пьезопреобразователи с такими демпферами наиболее оптимально использовать в режиме приема, в частности при приеме сигналов акустической эмиссии. [c.142]

Определение динамических характеристик механических систем. Задачи акустической диагностики этого класса заключаются в нахождении на основе анализа акустических сигналов динамических характеристик элементов механических систем, в частности машинных и присоединенных конструкций, или характеристик их шумового или вибрационного ноля. Одна задача этого класса рассматривается в главе 3 соотношения (3.31) и (3.36) представляют собой уравнения относительно неизвестной импульсной переходной функции или частотной характеристики линейной системы. Отметим такнсе задачи, состоящие в определении на основе спектрально-корреляционного анализа вибрационных сигналов затухания в сложных инженерных конструкциях, коэффициентов отражения волн от препятствий, характеристик звукового излучения и др. [242]. Мы не будем подробно останавливаться на задачах этого класса. Многие из них непосредственно примыкают к задачам идентификации динамических систем и получили достаточное освеш,ение в литературе [103, 242, 257, 336]. [c.19]

На рис. 3.36 представлена схема эксперимента [79], в котором осуществлялась оптическая регистрация распространения и затухания гармонических гигагерцевых акустических волн 25 ГГц). Широкополосные акустические импульсы возбуждались при поглощении лазерных импульсов накачки Я 0,2 пс hv =2 эВ, Vn = 110 МГц) в пленках алюминия либо а—Ge Н и распространялись в оптическом стекле. В [80] для регистрации акустических волн, также как и в [791, использовался эффект изменения коэффициента отражения зондирующего излучения от поверхности при выходе на нее звуковой волны (эффект пьезоотражения), но на этот раз в металлах (Ni, Zr, Ti, Pt). Так же как и в [77—79], использование дополнительной низкочастотной акусто-оптической модуляции возбуждающих импульсов и селективного усиления при обработке отраженных сигналов позволяет существенно повысить чувствительность приема, В данном случае при Vf, =250 МГц и частоте модуляции 10 МГц [83] уверенно регистрируются относительные изменения коэффициента отражения на уровне 10 (предельные чувствительности— 10 ). Профили сигналов, представленные в [83], имеют характерные длительности порядка 10 пс. [c.164]

Теория звуковых колебаний в открытой с одного конца цилиндрической трубе занимает особое положение. Здесь комплексный коэффициент отражения основной ( поршневой ) звуковой волны от конца трубы определяет резонансную кривую открытых акустических резонаторов (в том числе их резонансные частоты и декремент затухания, обусловленного излучением). Поэтому задача о диффракции звуковых волн на открытом iKOiHue трубы ставилась в ряде теоретических работ еще в прошлом веке. Однако ввиду отсутствия строгого подхода результаты, полученные в этих работах с помощью различных искусственных допущений, оказывались ненадежными, и поэтому сопоставление их с экспериментальными данными не могло привести к вполне определенным выводам. Полученные нами точные результаты устраняют эту неопределенность (гл. П1). [c.195]

Для получения частотнонезависимой чувствительности громкоговорителя с такой антенной следует, согласно (4.85), добиваться, чтобы механическое сопротивление подвижной системы 5о + Зя было бы тоже частотнонезависимым. Это достигается в основном тем, что основные два резонанса механико-акустической системы располагают в диапазоне рабочих частот громкоговорителя и затухание в системе делают возможно большим. Для того, чтобы затухание не вызывало бесполезной затраты механической или акустической энергии и тем самым не снижало кпд громкоговорителя, систему конструируют так, что затухание ее обусловливается полезным сопротивлением излучения. Так как волновое сопротивление воздушной среды невелико, то для получения большой величины приведенного к механической системе нолезного сопротивления излучения прибегают к акустической трансформации входного сопротивления с помощью так называемой предрупорной камеры. [c.164]

Обычно сопротивление излучению во внешнюю среду велико по сравнению с внутренними потерями, т. е. 2pi i5 /"о. Тогда в формуле (VIII.39) можно положить (при двухстороннем излучении) г = 2pi iS, а для коэффициента затухания акустической системы [c.188]

Из последнего выражения следует, что чем ббльшим акустическим сопротивлением обладает среда, тем ббльшая энергия требуется для возбуадения в ней волн заданной частоты и амплитуды. По мере прохождения волны от источника излучения амплитуда упругого смещения частиц уменьшается и интенсивность ультразвука падает. Затухание интенсивности происходит по двум основным причинам поглощения и рассеяния. Коэффициент затухания а соответственно состоит из двух слагаемых [c.143]

Плети нагружали давлением воды по трубопроводу с силь-фоном для снижения уровня акустических шумов нагружающего насоса. Обе плети были доведены до разрушения. Разрушение первой плети произошло при 150 атм, второй - при 130 атм. Для измерения АЭ использовали следующую аппаратуру. Шестиканальный прибор АС-6А/М разработан в НПФ Диатон для измерений на магистральных трубопроводах на базе облегченного каркаса КАМАК со встроенным блоком питания оригинальной разработки. Система построена по модульному принципу, в основе которого лежит независимый АЭ-канал. Одним из важнейших вопросов регистрации АЭ на реальных объектах является способ расстановки датчиков (антенн). Расстояния между датчиками антенны определяются затуханием упругих волн в объектах контроля, которое, в свою очередь, определяется геометрической формой объекта контроля, дисперсией волн по скоростям, диссипацией энергии за счет внутреннего трения в материале и потерь энергии за счет излучения в пограничную среду. В данном испытании распространение волн исследовалось как на пустой плети, так и на плети, заполненной водой в системе АС-6А/М были установлены частотные фильтры на диапазон 10-200 кГц. Для регистрации уп-152 [c.152]

Если входным сигналом является сигнал акустический, приходящий на вход 2 с амплитудой а. , то для выходных сигналов получим bi=Si2a-2, Ь Зца.,, b-j- s,su2. Из соотношений (3.4) как раз и следует, что =о /4, bi= al 4, bl -d /2. Если еще учесть, что при возбуждении ПАВ половина излучаемой мощности теряется из-за акустического излучения в противоположном направлении, то очевидно, что общие вносимые потери в линии (без учета потерь на распространение ПАВ) для первого снимаемого с ВШП выходного электрического сигнала составляют 6 дБ. Отраженный сигнал, испытав вторичное отражение на передающем ВШП, очевидно, также будет принят на выходе как ложный эхо-илтульс, причем его амплитуда будет только на 12 дБ ниже амплитуды основного задержанного сигнала. Так как обычно ложные эхо-импульсы не желательны, необходимо принимать меры по снижению их уровня. Это может быть достигнуто, например, при помощи рассогласования ВШП по электрическим выходам. Однако при этом возрастают общие потери для основного задержанного сигнала. Аналогичный эффект достигается и в том случае, если нанести на подложку звукопоглощающую пленку или использовать материалы с большим затуханием ПАВ. [c.314]

В результате во все формулы для поля преобразователя в случае наличия плоскопараллельной задержки вносят следующие изменения. Вводят коэффициент прозрачности по амплитуде давления /), характеризующий ослабление акустических волн на границе задержки с объектом контроля. В случае прохождения ультразвука через границу в прямом и обратном направлениях (при излучении и приеме) уменьшение амплитуды сигнала определяется коэффициентом прозрачности по потоку энергии В Акустическое поле в объекте контроля рассматривают как поле мнимого преобразователя, в результате чего ко всем значениям пути ультразвука в изделии Хв добавляют величину Х = пха- Если при вычислении акустического поля учитывают затухание волн, то множитель, учитывающий его, имеет вид ехр (—Ьа а— —бвХв)у где 6а и бв — коэффициенты затухания звука в объекте контроля и в задержке. Таким образом, при вычислении затухания учитывают расстояние до действительного, а не до мнимого преобразователя. [c.87]

На рис. 39 показан пример построения кривой изменения чувствительности с глубиной для РС-преобразо-вателя, излучатель и приемник которого сделаны одинаковыми. Призмы искателя выполнены из плексигласа, объект контроля — сталь. Углы наклона призм, размеры пьезопластины и расстояния между ними подобраны так, чтобы обеспечить выявление дефектов на глубине 2—200 мм (предельные значения определяются крайними лучами диаграммы направленности) Максимум излучения располагается несколько выше точки пересечения акустических осей, что объясняется влиянием затухания и расхождения лучей. Экспериментальные точки удовлетворительно подтверждают расчетную кривую. [c.90]

Ранее рассматривалось только основное колебание пьезо- лектрически возбужденной пластины. Теперь следует рассмотреть также и верхние гармонические колебания, представив себе, что пластина с обеих сторон тоже граничит с акустически более мягкими веществами. Можно видеть, что пьезоэлектрически могут возбуждаться только нечетные высшие гармоники, так что после основного резонанса при частоте fr следующий резонанс будет наблюдаться при частоте 3fr, 5fr и т. д. Поэтому рис. 7.9 на стороне более высоких частот (справа) следует дополнить этими дальнейшими пиками резонанса. Значения их коэффициента затухания увеличиваются пропорционально номеру высшей гармоники. Поэтому амплитуда излученной звуковой волны уменьшается при том же возбуждающем напряжении в той же степени. [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...