Звуковые линзы

Малая длина ультразвуковых волн и связанная с этим возможность образования ультразвуковых пучков позволяют не только сосредоточить всю энергию ультразвука в нужном направлении, но и фокусировать ультразвуковые лучи, т. е. концентрировать всю энергию излучателя в небольшом объеме. Звуковые линзы по форме очень напоминают обычные оптические. [c.14]

Схема получения звуковых изображении, по существу, не отличается от схемы получения световых изображений. Разница заключается в том, что вместо источника света мы должны применить источник звука, а вместо оптического объектива должна быть поставлена звуковая линза, как это показано на рис. 52,6. Тогда в фокальной плоскости звуковой линзы мы получим так называемое звуковое изображение, представляющее собой сгусток звуковой энергии. Контуры звукового изображения аналогичны контурам предмета. [c.92]

Конечно, для получения звукового изображения не обязательно применять звуковые линзы, для этой цели можно использовать и другие виды звуковых фокусирующих систем, как, например, зеркала, действие которых не зависит от частоты. Но зеркала имеют другие дефекты, связанные с тем, что приборы, необходимые для воспроизведения звукового изображения, затеняют существенную часть лучей, падающих на зеркало, что тоже в конечном счете приводит к искажению изображения. [c.96]

Итак, мы получили в фокальной новерхности звуковой линзы изображение, представляющее собой сгусток звуковой энергии, форма которого повторяет форму рассматриваемого объекта. [c.96]

Одной из простейших пластинок служит свободная поверхность жидкости. Если звуковую линзу поместить так, чтобы ее фокус оказался на новерхности жидкости, то звуковое изображение совместится с этой поверхностью. [c.97]

Фокусное расстояние Р двояковогнутой звуковой линзы по аналогии с оптической линзой выражают уравнением [c.85]

Звуковые линзы широко применяются в ультразвуковой дефектоскопии материалов без звуковых линз невозможен был бы ультразвуковой микроскоп. [c.85]

Малые линии ультразвуковых волн, а следовательно, и возможность получения ультразвуковых пучков позволяют сосредоточивать всю энергию в нужном направлении и фокусировать лучи, т. е. концентрировать всю энергию излучателя в небольшом объеме. Для фокусировки ультразвука могут быть использованы фокусирующие излучатели [57, 62] различных видов (вогнутые, сферические, цилиндрические и др. из титаната бария) зеркала и звуковые линзы из металла, пластмасс или жидкостей [48, 57], трансформаторы скорости (концентраторы) [46, 56]. [c.287]

Теория, расчет и применение звуковых линз наиболее подробно исследованы в работах советских авторов [5170, 5201, 3882, 4231, 4232, 5202, 5203].— Прим. ред. [c.119]

Это случайная цифра вообще усиление по энергии, даваемое звуковой линзой, может быть приближенно выражено следующим образом [c.120]

Фиг. 255. Звуковая линза и зональная пластинка.

Для изготовления звуковых линз необходим материал, звуковое сопротивление которого рс мало отличается от звукового сопротивления окружающей среды это обеспечивает минимальную величину потерь при отражении на граничной поверхности. С другой стороны, для достижения достаточно большого преломления скорость звука в материале линзы должна как можно больше отличаться от скорости звука в окружающей среде. Следовательно, акустические условия для хорошего материала линзы таковы [c.205]

Ультразвуковой излучатель /, содержащий кварц Г, через слой жидкости Е соединяется с испытываемым образцом. Излучаемый кварцем параллельный пучок звуковых волн пронизывает образец и через слой жидкости Е проходит в приемник ультразвука 2. В последнем в жидкости расположена выполненная из плексигласа или полистирола звуковая линза А, проецирующая акустическое изображение дефекта в образце на кювету преобразователя В ). Эта кювета [c.458]

Розенберг Л. Д., Звуковой клин и одно- 3906. родная звуковая линза, ЖТФ, 18, И (1948). [c.668]

Тартаковский Б. Д., Сферическая аберрация звуковых линз, ДАН СССР, 69, 29 (1949). [c.676]

Па рис. 7.1 показана типичная схема теневого дефектоскопа с визуальным, изображением поля прошедшего излучения. Источник 1 УЗ-волн обычно достаточно большой, чтобы интерференционными явлениями в ближней зоне можно было пренебречь и считать с достаточной точностью поле излучения плоской однородной волной. С этой же целью его, наоборот, можно сделать малым, чтобы работать в дальней зоне, но в этом случае амплитуда поля суш,ественно снизится. УЗ-волны проходят через объект контроля 2. При наличии в объекте контроля дефекта однородность поля нарушается и позади дефекта образуется звуковая тень. Для повышения контрастности и четкости изображения прошедшие лучи обычно фокусируют ультразвуковой линзой 3. В фокальной плоскости линзы возникает акустический рельеф, т. е. определенное распределение интенсивности или амплитуды в плоскости поперечного сечения звукового пучка, соответствуюш,ее наблюдаемому дефекту. Чтобы сделать звуковой рельеф видимым, применяют различные устройства, называемые акустико-оптическими преоб-разователя.ми 4. [c.392]

Метод разбиения на Ф. з. позволяет просто составить качественное, а в ряде случаев достаточно точное и количественное представление о результатах дифракции волн при разл, сложных условиях их распространения. Экран, состоящий из системы концентрич. колец, соответствующих Ф. 3. (см. Зонная пластинка), может дать, как и линза, усиление освещённости на оси или даже создать изображение. Метод Ф. 3. применим не только в оптике, но и при изучении распространения радио- и звуковых волн. [c.374]

Рассмотрим схему акустооптического спектр-анализатора (рис. 10.15) в случае, когда акустическая волна состоит из многих частотных составляющих. Согласно (10.4.1), каждая частотная составляющая звуковой волны будет приводить к отклонению светового пучка в определенном направлении. Поэтому дифрагированный свет представляет собой некоторое угловое распределение. Если использовать линзу, то в ее фокальной плоскости каждому направлению дифракции светового пучка будет соответствовать определенное пятно. Поскольку эффективность дифракции на каждой частотной составляющей звука пропорциональна ее мощности, распределение оптической энергии в фокальной плоскости пропорционально энергетическому спектру звукового ВЧ-сигнала. Интенсивность оптического излучения в фокальной плоскости обычно измеряется с помощью линейки фотодетекторов. Поскольку работа акустооптического спектр-анализатора основана на одновременном отклонении лазерного пучка во многих направлениях, такие его характеристики, как ширина полосы ВЧ-сигнала и число разрешимых элементов, аналогичны характеристикам дефлекторов пучка. [c.429]

Разрешающая снособность в 3. по поперечной координате бх зависит от волновых раз.меров В приёмных пространств, детекторов а определяется по ф-ле 6x kR/D=R/B, где Я — расстояние до предмета, B=DfA. Разрешение тем лучше, т. е. 6х тем меньше, чем больше В. В практич. 3. величина Sа 300—400 (в то время как в оптике В 10 —10 и более). По этой причине линзовое 3. имеет огранич. применение, т. к. звуковые линзы больших волновых размеров тяжелы, громоздки и вызывают большое затухание УЗ. Pa i-решсние по продольной координате (глубине, дальности) 6В также зависит от волновых размеров и расстояния bB XR /D —R IBD. Оно ухудшается про-порц. квадрату расстояния, поэтому измерение продольных координат осуществляется обычно на расстояниях порядка т. е. в непосредств. близости от плоскости приема. В тех ситуациях, когда объект расположен на расстоянии R>D, прибегают к импульсному облучению, и а атом случае разрешение по дальности (глубина) тем лучше, чем короче длительность сигнала, а при излучении широкополосных сигналов — чем нЕире полоса излучаемых частот. Диапазон частот, применяемых в 3., весьма широк,, и соответст-aeiiHO разные системы 3. могут существенно различаться по разрешающей способности (табл.). [c.73]

Вид функции Ф (а) будет определяться конкретной системой фокусирования. Так, для радиально поляризованного излучателя из пьезоэлектрической керамики Ф (а) = 1. Для всех других типов фокусируюш их систем Ф (а) не есть постоянная величина. На рис. 7 показан ход лучей через выпуклую собирающую звуковую линзу, показатель преломления которой больше единицы, для простоты рассуждений входная ее поверхность принята плоской. Справа пунктиром показан образованный этой линзой сходящийся к фокусу сферический фронт. Энергия, заключенная в любом кольце шириной Ау, попадет внутрь полого конуса толщиной Аа. Отношение интенсивностей будет, таким образом, пропорционально отношению отрезков Ау и 2—2, а отношение давлений — корню квадратному из этой величины. Не входя в детали расчета, приведенного в работе [И], из рисунка можно заключить, что при углах, близких к нулю, размеры отрезков А]/ и 2—2 почти совпадают. По мере увеличения угла а отрезок Ау остается неизменным, тогда как отрезок 2—2 уменьшается, и отношение интенсивности в сходящейся волне 1а к интенсивности в падающей плоской волне растет. Расчет дает для функции распределения, в предположении, что прозрачность линзы для всех углов равна единице, следующее выражение [12] [c.160]

Звуковая линза по форменапоминает оптическую линзу. Материал для ее изготовления выбирают так, чтобы скорость распространения звука в этом материале была меньшей, чем в окружающей среде, так же как скорость света в стекле оптической линзы меньше скорости света в окружающем воздухе. Звуковая линза должна, кроме того, еще удовлетворять и другому требованию звуковые лучи должны проходить через нее с минимальными отражениями па границе. Этим условиям при работе в воде удовлетворяет четыреххлористый углерод, скорость звука в котором составляет 940 м сек, что соответствует показателю преломления (для звуковых лучей по отношению к воде) 1,5. Линза из четыреххлористого углерода, конечно, должна быть заключена для сохранения сферической формы в топкую оболочку. [c.92]

Ультразвуковые волны от излучателя свободно проходят сквозь исследуемый материал в бездефектном месте, но отражаются от дефекта, за которым образуется звуковая тень. Пройдя исследуемый материал, ультразвуковые волны проектируются звуковой линзой иа кассету с алюминиевой суопензией. [c.115]

Сульфат лития растворим в воде и поэтому при использовании для работ под водой его необходимо защищать водонепроницаемым слоем, обычно в виде холоднотвердеющей полиме-ризующейся замазки, который одновременно служит для согласования звукового сопротивления, а в случае искривленной поверхности является также и звуковой линзой для фокусировки. Поскольку такие покрытия обладают недостаточной износостойкостью, а при незначительных нарушениях защитной пленки кристалл сразу же растворяется в воде, постольку такие искатели, применяемые для прямого контакта лишь в исключительных случаях, нужно защищать от повреждений еще одним слоем из пластмассы. [c.149]

Польман [1616, 1617] впервые доказал возможность получения звуковых изображений путем применения звуковых линз. На фиг. 252 дана аналогия между известным методом получения оптического изображения предмета и методом получения звукового изображения. Слева представлен случай получения изображений в отраженном свете (звуке), справа—в проходящем свете (звуке). Чтобы получить изображение звуковой волны на экране, Польман использует следующий эффект. Как подробно будет показано ниже (гл. VI, 6, п. 3), звуковые волны [c.204]

На фиг. 255 слева изображена построенная Польманом [1616] звуковая линза стенки линзы [c.206]

Тартаковский Б. Д., Экспериментальное исслеюванне в фокусе звуковых линз, ДАН СССР, 78, 1119 (1951). [c.676]

В рассматриваемый период бурное развитие получают оптические системы связи. В 1870 г, был изобретен светосигнальный прибор Манжена, который долго применялся в XIX в. в различных армиях. Он состоял из керосиновой лампы, расположенной в металлическом яш,ике. Пламя лампы, находившееся в фокусе линзы диаметром около 100 мм, давало параллельный световой пучок, прерыванием которого и подавались телеграфные сигналы по азбуке Морзе. Примерно в это же время (середина XIX в.), когда не только не существовало фотоприемников, необходимейшей части всякого оптико-электронного прибора, но и сам фотоэлектрический эффект ещ е не был открыт, делались попытки создать прибор для передачи и приема оптических сигналов, модулированных звуковой частотой. В качестве индикаторов приходящих сигналов применялись довольно грубые устройства, действие которых основывалось на тепловом нагревании световыми лучами. Понятно, что такого рода устройства не могли работать удовлетворительно они были мало чувствительны и обладали большой инерционностью. Только после развития техники изготовления фотоэлементов оптическая телефония получила основу для своего развития. В 1880 г. А. Г. Белл построил так называемый фотофон, состоящий из передатчика, модулированного звуковой частотой пучка лучей, и приемника с селеновым фотоэлементом. Вышедший из передающей станции параллельной пучок лучей падал на зеркальную мембрану микрофона и после отражения от нее направлялся к приемной станции. При колебаниях мембраны поверхность ее деформировалась и в зависимости от степени отклонения от плоскости пучок отраженных ею лучей становился более или менее расходящимся. В приемную часть, следовательно, поступало большее или меньшее количество света. 1880 г. можно считать годом рождения оптических систем связи. На протяжении последующих лет было разработано и описано различными авторами несколько систем оптических телефонов, различающихся между собой по преимуществу способами получения модулированного пучка световых лучей. Наибольший интерес представляет способ модуляции светового потока, предложенный в 1897 г. Г. Симоном. Он использовал в качестве источника излучения дуговую лампу, предложенную русским изобретателем П. Н. Яблочковым, установленную в фокусе передающего параболического зеркала. Излучение лампы модулировалось системой, состоящей из микрофона, трансформатора и источников питания. Дальность работы телефона Симона была в десять раз больше дальности работы фотофона Белла и достигала примерно 2,5 км. [c.379]

Летающие (В 64 С лодки 35/00 фюзеляжи 35/02) тарелки как вид мишени F41J9/16) Летки печей F 27 D 3/15 Лшатуры для легирования С 22 С (железа и стали 35/00 сплавов цветных металлов 1/03) Линейки (чертежные В 43 L 7/00-7/08 со шкалами в устройствах для измерения линейных размеров G 01 В 3/02-3/10) Линзы звуковые для передачи механических колебаний В 06 В 3/04 использование для установки изделий при подаче их к машинам (станкам) В 65 Н 9/18 оптические, изготовление из пластмасс В 29 D 11/00 шлифование В 24 В 9/14, 13/00) Линии В 23 металлообрабатывающих общего назначения Q 39/00 расточных и сверлильных В 39/28 токарных В 3/36) станков-Листовые [изделия В 65 Н (в стопках, опорные устройства и кассеты для отделения 1/00 приспособления для их перемещения 1/08-1/24) материалы (нанесение на них покрытий С 23 С 2/40 неограниченной длины, обработка В 01 J 8/46)] [c.105]

Линзовое 3., при к-ром для построения акустич. изображения предмета используется звуковая оптика линзы акустические). Предмет 3 освещается звуковым полем от излучателя 2 (рис, 1), а акустич. лпиза 4 создаёт звуковое изображение предмета в нек-рой плоскости, где устанавливается пространств. [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...