Импеданс излучения

ЗЛ (, = 4яа ро—присоединенная масса пузыря, X = 4па роСо X [1 (ю а/с ивная часть импеданса излучения. [c.208]

Формулы (1.7.3) и (1.7.4) полностью характеризуют звуковое поле поршневого излучателя помещенного на поверхности шара. С их помощью можно вычислить интенсивность в любой точке пространства, импеданс излучения на поверхности преобразователя и функцию направленности. [c.218]

Оно представляет некоторый импеданс, рассчитанный на единицу площади выражение Z . = p (2 + есть удельный импеданс излучения пульсирующей сферы (при условии г , см. гл. 4), а [c.277]

Среды не оказывают влияния на колебательное движение. На низких частотах в импеданс излучения входят сопротивление и [c.256]

На высоких частотах, где преобразователь не мал по сравнению с длиной волны, его уже нельзя считать точечным. В этом случае чувствительность преобразователя в режиме излучения зависит от импеданса излучения и коэффициента концентрации. Оба этих параметра находятся в соответствующей зависимости от формы преобразователя и связаны с коэффициентом дифракции уравнением (5.4). На чувствительность преобразователя в режиме излучения, как и на его чувствительность в режиме приема, влияют эффекты, показанные на рис. 5.4. [c.287]

Импеданс излучения на сферической поверхности на центральной рабочей частоте определяется по формуле [c.56]

Рис. 2.14. Вещественная и мнимая части импеданса излучения для сферы диаметром 0,1 м

Полный импеданс представляет собой сумму механического импеданса и импеданса излучения [c.58]

При работе преобразователя в режиме излучения простые эквивалентные схемы на рис. 3.6 и 3.7 уже несправедливы. Акустическую мощность, передаваемую в среду, следует определять с учетом импеданса излучения на активной поверхности излучателя. Для того чтобы происходило эффективное излучение звука, керамический элемент не должен быть малым по сравнению с длиной волны. В эквивалентную схему следует включить элементы, учитывающие влияние инерции и жесткости. Наконец, для определения общей эффективности нужно учитывать механические и электрические потери в материале преобразователя и крепежной конструкции. [c.80]

Рис. 3.16. Импеданс излучения для круглого поршневого преобразователя

В рассматриваемой задаче нас будут интересовать два параметра безразмерный импеданс излучения цилиндра I [144] и коэффициент, который можно назвать коэффициентом прохождения звука через цилиндрический слой, [c.39]

Направленные свойства и импеданс излучения цилиндра в незамкнутом кольцевом слое [c.52]

Перейдем теперь к анализу особенностей импеданса излучения цилиндра в незамкнутом кольцевом слое. Используя общее определение импеданса излучения и выражение для звукового поля в первой частичной области, импеданс излучения на единицу высоты цилиндра можно представить в следующей принятой в акустике форме [c.57]

Величина 1з характеризует импеданс излучения внутрь оболочки 155] и в отличие от носит чисто реактивный характер При < < 2,405 величина 2з имеет упругий характер, в области 2,405 < /г,г, < с 3,832 — характер массы, при 3,832 < < 5,520 — снова упругий [c.90]

Используя выражение (3.47), определим импеданс излучения передней накладки (поверхности Si) излучателя [c.118]

Заметим, что мы ограничиваемся изучением импеданса излучения только поверхности Sj, поскольку он наиболее интересен с точки зрения практики. Однако при необходимости можно определить импедансы излучения также и поверхностей Sj и Sg, а также суммарное значение импеданса на всех трех поверхностях. [c.118]

Z — механический импеданс излучения в г сек [c.54]

В различных случаях мы встретились с тремя видами акустических импедансов. Такое изобилие можно оправдать лишь тем, что в различных вычислениях удобней пользоваться различными видами импеданса. Акустический импеданс удобен, когда мы имеем дело с системой с сосредоточенными постоянными (на низких частотах), удельный акустический импеданс — когда мы имеем дело со звукопроводом с распределёнными постоянными механический, импеданс излучения приходится использовать, например, когда мы рассчитываем связь между волнами в трубе и движущим поршнем или на1 рузкой на выходном конце. Мы перечисляем ниже все три вр да импеданса для сравнения их соотношение легко выражается через площадь поперечного сечения трубы 8. [c.263]

На рис. 1.3.1 представлен график, поясняюнхий зависимость составляюш,их и импеданса излучения пульсируюш,ей сферы от отношения диаметра сферы к длине волны в воздухе d 2a). Для другой среды величины составляющих импеданса, представленные на этом графике, следует умножить на р /41,3 (рс —удельное волновое сопротивление среды). [c.207]

Рис. 2.2. Эквивалентная схема гидрофона в свободном поле. Звуковое давление свободного поля представлено акустическим генератором Тевенина. ра — возбуждаемое давление рь — давление, создаваемое генератором Тевенина на заторможенной диафрагме гидрофона , pf — давление в свободном поле Zr — импеданс излучения гидрофона Г> — коэффициент дифракции Za — акустический импеданс гидрофона е — электрическое напряжение.

С двумя ВЫХОДНЫМИ электрическими клеммами и. двумя входными акустическими клеммами. На входные клеммы действует давление ра. Входной акустический импеданс равен Za. Плоские бегущие волны в свободном поле с давлением pf, которые падают на гидрофон, создаются акустическим генератором Тевенина. Давление рь, создаваемое этлм генератором, равно среднему давлению, действующему на диафрагму гидрофона, когда диафрагма заторможена, т.. е. когда 2о->оо. Импеданс генератора есть акустический импеданс, измеренный на зажимах гидрофона со стороны акустического генератора. Тогда представляет собой импеданс излучения, измеренный на диафрагме гидрофона со стороны воды. Связь между давлением на заторможенном преобразователе и давлением в свободном поле определяется формулой [c.36]

Если акустический импеданс преобразователя достаточно велик, так что его импедансом излучения можно пренебречь, и если преобразователь достаточно мал, чтобы можно было пренебречь дифракционными эффектами, то его чувствительности в воде и в воздухе будут одинаковыми. Этим требованиям- удовлетворяют, например, обычные пьезоэлектрические гидрофоны, содержащие электроакустические элементы с размерами до нескольких сантиметров. Поэтому для градуировки этих гидрофонов на звуковых частотах можно использовать методы воздушной акустики. Один из таких методов — воздушный пистонфон — уже обсуждался. Для градуировки микрофонов также применяется метод взаимности. [c.84]

Эти уравнения справедливы только тогда, когда значения и механического и акустического импедансов определяются массой, а диафрагма преобразователя мала по сравнению с длиной волны. Механический импеданс определяется массой на частотах выше основного резонанса массы подвески и ниже резонанса изгибных колебаний диафрагмы. Акустический импеданс или импеданс излучения на частотах, при которых размеры диафрагмы малы по сравнению с длиной волны в воде, является, как правило, инерционным сопротивлением массы. Вопросы применимости к гидроакустическим преобразователям метода Райса—Келлога подробнее рассмотрены Симсом [16]. [c.271]

Для преобразователя несферичоской формы движение каждого элемента поверхности влияет на ззуковое давление во всех остальных точках поверхности. Сила реакции должна быть получена путем интегрирования распределения результирующего давления по всей поверхности. Это представляет собой трудную математическую задачу для большинства типов преобразователей, за исключением преобразователей простых геометрических форм. Плоский круглый диск или поршневой преобразователь — это одна из простых форм, которая представляет практический интерес и где импеданс, вызванный действием жидкости (импеданс излучения), легко вычисляется. Но даже в этом случае активная (резистивная) и реактивная составляющие импеданса излучения математически должны выражаться в форме бесконечных рядов. Для расчета поверхности круглого поршневого преобразователя диаметром О активный и реактивный член уравнения, определяющего импеданс, имеют вид [c.82]

Импеданс излучения для резонансной частоты механических колебаний керамического элемеыга рассчитывается по формуле (3.46). Длина акустической волны в воде на резонансной частоте X, = сЦг = 1500/8742 = 0,17 м. [c.83]

В заключение необходи.мо отметить следующее. Приняв оо, придем к случаю, рассмотренному в работе [21], где исследуется импеданс излучения цилиндра, нагруженного на бесконечный жидкий клин с акустически мягкими гранями. Это эквивалентно ситуации, когда толщина незамкнутого кольцевого слоя бесконечна. Сравнивая результаты, приведенные в работе [21], с данными рис. 19, можно заключить, что значения R и X для обоих случаев с графической точностью совпадают. Это позволяет сделать важный практический вывод при Tj/ro 2,5 дифракционные эффекты, обусловленные конечной толщиной слоя, уже не оказывают существенного влияния на импеданс. [c.59]

Перейдем к исследованию импеданса излучения цилиндра. На рис. 25 представлены частотные зависимости безразмерных активной R (рис. 25, а) и реактивной X (рис. 25, б) составляющих импеданса излучения цилиндра с 2rJ k = 0,7, r lr = 1,01 при значениях т, равных 2,8 10- 6,6 10 2 и 1,45 10- (соответственно кривые 1, 2 W 3). Для упрощения анализа этих данных на оси абсцисс нанесены также значения волновой толщины слоя. Характеризуя величину R, можно сказать, что ее общий уровень снижается с ростом т, особенно резко в районе dx 0,5. Интересными особе1Шостями отличается также частотная зависимость величины X. Как следует из рис 25, б, [1ри dx = 0,25 X с ростом pi6 i/p уменьшается, а при [c.64]

Таким образом, ход частотной зависимости реактивной составляющей импеданса излучения цилиндра с незамкнутым кольцевым слоем определяется резонансными явлениями, имеющими место в своеобразном механическом контуре, образованном механическими параметрами слоя, присоединенной массой окружающей среды иа внешней поверхности слоя г = г , Фо 1 ф I я и присоединенной массой среды на открытом участке поверхности цилиндра г = Го, j Ф I С Фо- На основании изложенного выше анализа можно также объяснить причину резкого уменьше1шя величины R в области d , 0,5, При этой толщине слоя имеет место антирезонанс (параллельный резонанс) указанного выше механического контура и среднее значение звукового давления у поверхности цилиндра становится минимальным. В результате наблюдается парадоксальное явление — [c.64]

Величина 2г, как известно [121], характеризует импеданс излучения пульсирующего цилиндра, мнимая часть которого определяет присоединенную массу среды, соколеблющуюся с оболочкой. Если [c.90]

Перейдем к изучению импеданса излучения рассматриваемого источника звуковых волн. На рис. 52 и 53 показаны частотные зависимости безразмерных активной Я и реактивной X составляющих импеданса излучения сферы, охваченной слоем в виде двух полярных и1апок, для угла 0о, равного 20 40 и 60° (соответственно кривые 1, [c.112]

Выше речь шла о влиянии взаимодействия противофазно колеб лющихся стенок на дальнее поле излучателя. Теперь целесообразно рассмотреть, как это взаимодействие влияет на его импеданс излучения [c.139]

На рис. 77 приведена частотная зависимость активной R (кривая /) и реактивной X (кривая 2) составляющих импеданса излучения отрезка трубы. Как видно, величина X характеризуется рядом переходов через ось абсцисс, что указывает на наличие резонансных явлений. Для более подробного рассмотрения причин их возникновения понадобятся некоторые сведения об излучении бесконечной 1ю высоте трубы в ее внутреннюю область, заполненную акустической средой [55] Если на внутренней поверхности этой трубы цилиндра задана колебательная скорость и = onst, то нетрудно показать, что безразмерный импеданс излучения внутренней поверхности г = г описывается выражением (см. работу [177]) [c.139]

Учитывая результаты приведенного выше краткого анализа, вернемся к рассматриваемой задаче. Из представленных на рис. 77 частотных зависимостей импеданса излучения следует, что отрезку трубы также присуш,и резонансные явления. Однако причины возникновения этих резонансов несколько отличны от случая бесконечной трубы. Прежде всего надо остановиться на анализе реактивной составляющей импеданса излучения. На низких частотах величина X имеет характер массы и стремится к нулю при == 0. Этого и следовало ожидать, так как стенки трубы колеблются противофазно и на низких частотах происходит акустическое короткое замыкание. С повышением частоты начинает играть роль и упругость среды во внутреннем объеме трубы, которая в первом приближении аппроксимируется кривой 3. При 2ло/Х 0,5 наступает резонанс между упругостью среды во внутреннем объеме и массой среды, соколеблющейся со стенками трубы. Этот резонанс по сути является антирезонансом (параллельным резонансом). Это следует из того факта, что импеданс X при кгд 1 имеет характер массы. Последнее возможно только в том случае, если упругость и масса соединены параллельно. В литературе указанный резонанс носит название объемного резонанса Однако, по-видимому, более правильно назвать его антирезонансом между упругостью объема среды внутри трубы и присоединенной массой среды на внутренней и внешних стенках трубы. Далее, с ростом величины следуют поочередно резонансы и антирезонансы, которые вызваны теми же причинами, что и в бесконечной трубе. Однако в отличие от последней на частотах антирезонансов величина X не терпит разрывов, так как существуют потери на излучение энергии в окружающее пространство. [c.141]

На рис. 78 представлены распределения амплитуды (кривые /, 2) и фазы (кривые 3, 4) звукового давления, рассчитанные с учетом выражения (3.36) (для областей / и // соответственно). При этом г — и 2го/Х = 0,6. Как видно, на участке О 0 0 амплитуды давлений с графической точностью совпадают. Фазы давлений совпадают несколько хуже в зоне углов О < 6 0,946о отличие составляет 2— 3 % в зоне углов 0,940о 0 0 это отличие несколько больи е В целом же отличия амплитуд и фа давления, рассчитанные по формулам (3.76), на поверхности г = достаточно малы и обеспечивают хорошую точность при оценке диаграммы направленности и импеданса излучения. Оценки локальных значений ближнего поля можно уверенно производить во всей области существования поля, за исключением точек, лежащих в непосредственной близости от ребер трубы. При необходимости вычисления поля в этих точках следует использовать метод, изложенный в работе [331. [c.141]

Чтобы не заслонять излишними деталями существо решения задачи, введем следующие допущения и упрощения. Будем полагать, что внутри полых брусьев вакуум (в дальнейшем учтем также наличие в них среды), а материал, из которого выполнены пластины, изотропный и идеально упругий. Последнее допущение является определенной идеализацией свойств реальных материалов, тем не менее оно оправдано и широко используется при изучении взаимодействия звуковых волн с упругими пластинами и оболочками в жидкости. Это обусловлено, с одной стороны, тем, что металлы характеризуются низкими диссипативными потерями [108, 16Ц, а с другой стороны,— относительно высокими значениями активных составляющих импеданса излучения изгибно колеблющихся в жидкости упругих пластин и оболочек (1081. Поэтому потери звуковой энергии пластинами (оболочками) за счет пе-реизлучения в окружающую среду существенно больше потерь звуковой энергии в материале пластинок за счет диссипации, в связи с чем последними можно пренебречь. Однако следует отметить, что при изучении колебаний упругих объектов в газообразной среде (см., например работы [106, 107 ) такое допущение может оказаться уже не оправданным, поскольку волновое сопротивление газа на много порядков ниже волнового сопротивления жидкости. При этом потери энергии за счет переизлучения звука в окружающую среду могут оказаться одного порядка с диссипативными потерями в материале упругих объектов. [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...