Скорость звука. Затухание звука

Измерение скорости звука в диапазоне температур от 80 до 350 К производилось методом непрерывных колебаний, а коэффициента затухания продольных и поперечных колебаний — импульсным методом, описанными соответственно в работах [6] и [7]. В том и другом случаях рабочая частота составляла 10 МГц. Абсолютная погрешность определения скорости ультразвука не превышала 0,5%, а коэффициента затухания 10%-Измерения коэффициента затухания удалось выполнить на образцах, пористость которых была менее 22%, а скорость звука определена лишь для образца № 2 с пористостью 18%. [c.43]

Образцы для УЗ контроля. Образцом называют средство УЗ контроля в виде твердого тела, предназначенное для хранения и воспроизведения значений физических величин (геометрических размеров, скорости звука, затухания), используемых для проверки или настройки параметров дефектоскопа и преобразователей. [c.310]

Мы видим, что механизм потерь путем теплоизлучения сопровождается дисперсией скорости.звука. Можно доказать, что любой механизм поглощения сопровождается дисперсией. Но, как можно показать, и вязкость, и теплопроводность приводят к дисперсии в той частотной области (высокие частоты), где распространение звука уже прекращается вследствие большого затухания и поэтому практически не наблюдается. В механизме же теплоизлучения и в других релаксационных механизмах затухание может оказаться еще умеренным во всей частотной области, где имеет место заметная дисперсия скорости. [c.403]

При более высоких частотах целесообразно применять импульсный метод с кварцевым преобразователем, приклеенным непосредственно к образцу, тем более что он позволяет одновременно измерять скорость и затухание звука. Этот метод одинаково пригоден для измерений как на продольных, так и на сдвиговых волнах. Здесь также важную роль играет хороший акустический [c.381]

Контроль содержания включений. Для материалов, содержащих вещества с резко различающимися акустическими свойствами, наблюдается зависимость скорости и затухания звука от размеров включений. Например, в чугунах наблюдается четкая зависимость скорости и затухания ультразвука от размеров графитных включений. [c.230]

Рис. 71. Схема определения скорости и затухания звука в твёрдых телах с помош,ью изучения колебаний составного вибратора.

Отдельную группу методов представляют методы, предназначенные для измерения скорости и затухания звука в различных каучуках и высокомолекулярных веществах. Ввиду большого интереса, который представляют подобные измерения, опишем наиболее распространённые из методов, применяемых для этой цели. [c.106]

В плотной среде скорость прохождения звука повышается в воде звук распространяется в четыре раза, а в металле в 14 раз быстрее, чем в воздухе ). В более упругих средах скорость звука также увеличивается и уменьшается затухание звуковых волн. Несмотря на то что звук распространяется во все стороны от источника колебаний, он также обладает фокусирующими свойствами (подобно свету) и может быть направлен концентрированным пучком на определенный участок для максимального воздействия ). Звуковой пучок, подобно световому лучу, может поглощаться различными материалами или отражаться от них. Интенсивность звуковых волн изменяется в зависимости от мощности источника колебаний. Интенсивностью определяется громкость слышимого звука и способность ультразвука вызывать кавитацию. Потери акустической энергии, связанные с передачей звука, увеличиваются с повышением частоты колебаний. [c.133]

Согласно закону (16) за ударной волной скорость газа относительно фронта волны получается всегда меньше звуковой (Aiскоростью звука, может догнать фронт волны. Именно по этой причине описанное выше (рис. 3.2) падение давления в следе за ударной волной, возникшей в неподвижном газе, приводит к ослаблению перепада давления на фронте волны и вызывает ее затухание. [c.126]

Геометрия объектов контроля часто бывает сложной, контактная площадка — относительно небольшой необходим ввод преобразователя в различные полости, например в трубы, поэтому размеры преобразователя должны быть минимальными и должна быть предусмотрена возможность его произвольной ориентации. Применение интроскопов для контроля изделий машиностроения, металлургии, строительных конструкций требует механически прочных преобразователей. Широкий диапазон размеров и материалов объекта контроля приводит к необходимости учета разных скоростей звука и затухания. Аппаратура [c.264]

При использовании в качестве первой среды вместо жидкости воздуха рабочую частоту следует уменьшать в y t -Q раз (Сж и Си — скорости звука в жидкости и в воздухе соответственно). Это благоприятствует применению воздуха, так как с уменьшением частоты затухание УЗК в нем снижается. [c.286]

Прочность стеклопластиков, применяемых для изготовления корпусов судов, проверяют акустическим импульсным методом. При этом измеряют два параметра материала — скорость звука с и коэффициент затухания а. Искомую прочность оценивают по формуле [c.286]

Излучающий и приемный преобразователи устанавливают на очищенную и смазанную маслом поверхность стеклопластика (рис. 92). Расстояние между преобразователями обычно составляет Lq = 200 мм. Скорость звука с = Lfl//. Для измерения затухания один из преобразователей устанавливают на расстоянии Ц = LJ2. Измеряя с помощью аттенюатора изменение амплитуды принятого сигнала, находят значение а. [c.287]

В акустико-эмиссионном методе контроля в отличие от других методов неразрушающего контроля рассматривается энергия исследуемого объекта и излучение этой энергии дефектами. Событие имеет вид волны напряжения, распространяющейся со скоростью звука в материале из места разрыва в разные стороны по конструкции, где по пути происходит рассеивание и затухание волны за счет внутреннего трения и многократных отражений от стенок конструкции. [c.52]

В кристаллах скорость звука имеет равное значение в зависимости от направления его распространения относительно осей симметрии кристалла. В результате на границах раздела кристаллов, возникают частичное отражение, преломление ультразвука и трансформации типов волн, что и определяет механизм рассеяния. Вследствие этого ультразвук сильно затухает в различных металлах и сплавах, в том числе и в баббите. Степень затухания определяется, кроме того, и частотой. [c.260]

Сигналы акустич. Э. проявляются в виде колебаний поверхности образца, смещение при к-рых составляет Ю —10 м иногда эти сигналы достаточно сильны и могут восприниматься на слух. Распространяясь от источника к поверхности образца, сигнал Э. претерпевает существенное искажение вследствие дисперсии скорости звука, трансформации типа и формы волны при отражении, затухания звука и др. Если время затухания сигнала и время переходных процессов в образце меньше промежутка времени между излучаемыми импульсами, Э, воспринимается в виде последовательности импульсов и наз. дискретной или импульсной. Если же интервал между отд. актами излучения меньше времени затухания, Э, имеет характер непрерывного излучения, в подавляющем большинстве случаев нестационарного, и наз. непрерывной или сплошной. Дискретная Э. имеет место, напр., при образовании трещин, непрерывная — в процессе резания. Частотный спектр Э, весьма широк он простирается от области слышимых частот до десятков и сотен МГц. [c.612]

Скорость звука в приближении коротких волн, когда длина волны много меньше масштаба неоднородностей темп-ры Т и скорости ветра U, равна с=20,1 - и С08ф, где <р — угол между направлениями распространения звука и ветра, Т — т. и. виртуальная темп-ра, учитывающая влияние влажности. Изменение скорости звука в пространстве может достигать неск. процентов, что приводит к значит, аффектам рефракции звцка и его рассеяния. К обычному для газов поглощению звука, когда коэф. поглощения а обратно пропорционален плотности среды р и прямо пропорционален квадрату частоты, добавляется поглощение, обусловленное влиянием влажности, к-рая при небольших относит, значениях может сун ,ественно увеличить коэф. а. Повышенное поглощение звука на высоких частотах приводит к тому, что па больших расстояниях в его спектре остаются гл. обр. низкие частоты (иапр., звук выстрела, peaKnii вблизи, становится глухим вдали). Звуки очень низких частот, напр, инфразвук от мощных взрывов с частото в десятые и сотые доли Гн, могут распространяться без заметного затухания на сотни и тысячи км. [c.141]

Здесь а> — частота, к — волновое число, г = т / J, — время релаксации вязко-упругой среды с динамической вязкостью п и модулем сдвига ц, с = у/(л/р — скорость звука, р — плотность среды, Х = и/с — характерный масштаб среды, обладающей кинематической вязкостью и = г /р. В длинноволновой области к к , фиксируемой фаничным значением к = (2А)", получаем обычный закон дисперсии ш = -г/г диссипативной среды со временем релаксации т при к > к частота (3.1) приобретает действительную составляющую, и при < А < а , где а — характерное расстояние между атомами, реализуются колебания с частотой ск и временем затухания 2т, Это означает, что на малых расстояниях г < А, где проявляются только колебания атомов, среда ведет себя упругим образом. На гораздо ббльших масштабах г > А начинает сказываться перестройка потенциального рельефа, и среда проявляет вязкие свойства (рис. 65), Отметим, что масштаб А играет роль параметра обрезания в известной формуле, определяющей энергию дислокации Е 1п I [196]. Температурная зависимость сдвиговой вязкости т] = ир обеспечивает изменение величины А(Г). Это может привести к вязко-упругому переходу неоднородной среды, характеризуемой мезоскопическим масштабом Ь > а. Точка такого превращения фиксируется условием А(Г) = Ь. [c.226]

УЗ-вые методы, основанные на измерениях скорости и затухания звука, широко используются в технике для определения свойств и состава веществ и для контроля технологич. процессов (см. Контрольно-измерительные применения ультразвука). По скорости звука определяют упругие и прочностные характеристики металлич. материалов, керамики, бетона, степень чистоты материалов, наличие примесей. Измерения скорости и поглощения в жидкостях позволяют определить концентрацию растворов, следить за протеканием химич. реакций и других процессов, за ходом полимеризации. В газах измерения скорости звука дают информацию о составе газовых смесей. При УЗ-вых измерениях в твёрдых телах используют частоты 10 —10 Гц, в жидкостях — до 10 Гц, в газах — не выше 10 Гц выбор частотных диапазонов соответствует поглощению УЗ в этих средах. Точность определения состава веществ, концентрации примесей УЗ-выми методами высока и составляет доли процента. По изменению скорости звука или по Доплера эффекту в движущихся жидкостях и газах определяют скорость их течения (см. Расходомер). Для исследования свойств веществ используют также методы, основанные на зависимости параметров резонансной УЗ-вой колебательной системы от акустич. сопротивления нагрузки, т. е. от свойств нагружающей её среды. Это т. н. импедансные методы, к-рые применяются в УЗ-вых сигнализаторах уровня, вискозиметрах, твердомерах и т. д. Во всех перечисленных методах измерений и контроля свойств вещеегв применяются весьма малые интенсивности УЗ эти методы требуют малого времени для измерений, легко поддаются автоматизации, позволяют производить дистанционные измерения в агрессивных и взрывоопасных средах и осуществлять непрерывный контроль веществ в труднодоступных местах. [c.17]

Для измерений скорости и затухания звука автор настоящей главы [65] так же исиол1,зоиал метод сравнения фаз. Принципиальная схема и.змерений показана на фиг. 83, Калиброванное кольцо позволяет точно установить расстояние, которое проходит звук, отражаясь от полированных торцевых поверхностей двух стержней из плавленого кварца. При малой длительности импульсов можно разделить отраженные импульсы во времени и измерить их относительную амплитуду. Путем изменения частоты можно получит , одинаковые по фазе сигналы Е и Е(. Для этой цели длительность импульсов увеличивается так, чтобы импульсы перекрывали друг друга п могла наблюдаться их интерфереиция. Импульсная модуляция сигнала, поступающего от генератора непрерывных колебаний, позволяет точно определить частоту. [c.348]

Некоторые акустические свойства материалов (скорость н затухание звука, акустический импеданс) связаны определенной зависимостью с такими физико-механическими свойствами, как величина зерна, содержание включений, текстура, прочность, твердость, величина упругих постоянных и внутренних напряжений. На этой основе разработаны акустические методы и приборы, которые позволяют производить иеразрушающие испытания важных эксплуатационных свойств материалов. [c.230]

Разработка методов получения мощных ультраакустических колебаний в широком диапазоне частот (Ланжевен, 1917—1921) вызвала упомянутое выше бурное развитие ультраакустики. В развитии ультраакустики большое значение имеют исследования советских учёных, которым во многих вопросах принадлежит ведущая роль. Среди первых советских исследований, посвяид,ённых ультраакустике, следует назвать работы Н. Н. Ма-лова, который впервые в ультраакустической практике предложил использовать для изучения распространения ультразвука наблюдение преломледия и отражения ультразвуковых колебаний на границе раздела двух сред. Он же применил для определения скорости и затухания звука в жидких телах термоэлемент, а также измерение сопротивления нагретой проволочки, помещённой в ультразвуковое поле. [c.7]

Рассмотрим цилиндрический акустический интерферометр с площадью поперечного сечения А, заполненный газом со средней плотностью р, в котором скорость звука равна с. Обозначим акустический коэффициент затухания через а, длину волны — через Л, волновое число к=2п1Х и / г и Нг — коэффициенты отражения соответственно отражателя и излучателя, которые в общем случае могут быть комплексными. Сумма механического импеданса излучателя Zt и газа ZL(l) составляет полный импеданс Z(l), где I — длина полости, поскольку и сам излучатель, и газовый столб влияют на величину скорости. [c.102]

Конвективные возмущения в дисперсной смеси несжимаемых фаз. Изучение устойчивости конвективных возмущений в общем случае, т. е. в случае ие только очень коротких к и длинных к ->-0) волн, представляется затруднительным. Учитывая, что в рассмотренных предельных случаях значения скоростей распространения конвективных воли и соответствующих коэффициентов затухания не зависят от скорости звука, исследуем влияние относительного движения фаз в исходном стационарном состоянии и влияние межфазной силы из-за присоединенных масс иа устойчивость конвективных возмущений и связанную с пей иегиперболичность системы (4.1.1) на примере более простой модели дисперсной среды с несжимаемыми фазами. [c.309]

Отметим очень интересное обстоятельство. Если нестацнонар-ные эффекты не учитываются, то теория дает такие значения групповых скоростей ( o), которые могут превышать замороженную скорость звука в смеси С, i. При этом величина линейного коэффициента затухания (со)-> onst при со [c.327]

Призму изготовляют обычно из материала с небольшой скоростью звука (оргстекло, капролон, поликарбонат, полиамидоимид, деклон, эпоксидные компаунды), что позволяет при относительно небольших углах падения р получать углы преломления а до 90°. Высокое затухание ультразвука в призме позволяет обеспечить ослабление волны, которое увеличивается в результате многократных отражений. Для улучшения этого эффекта в призме часто предусматривается ловушка, [c.206]

Одним из важных элементов, определяющих эксплуатационные характеристики наклонных преобразователей является призма. При разработке этих ПЭП размеры, форму и материал призмы надо выбирать таким образом, чтобы она имела наилучшую реверберационно-шумовую характеристику и по возможности удовлетворяла следующим требованиям обеспечивала эффективное затухание колебаний, переотраженных от границы раздела призма — изделие и распространяющихся в призме, и в то же время не сильно ослабляла ультразвуковые волны на коротком участке пути от пьезоэлемента до изделия (см. рис. 3.4). Скорость звука в материале призмы по возможности должна быть минимальной, так как чем меньше скорость продольных волп в материале призмы, тем выше коэффициент преломления (трансформации) п и меньше вероятность образования поверхностной волны при прозвучивании нижней части шва прямым лучом. Призмы с малой скоростью звука обеспечивают более поздний приход полезного сигнала по сравнению с реверберационными помехами. Кроме того, малая скорость звука увеличивает путь, по которому акустические помехи попадают на пьезоэлемент. [c.147]

Методами А, с. пользуются в молекулярной акустике при исследовании газов и жидкостей. Анализ частотных зависимостей параметров распространения УЗ в твёрдых телах позволяет определить экстремальные диаметры ферми-поеерхностей и эфф. массы электронов, выявить несовершенство кристаллич. решёток, дислокации, домены, кристаллиты и т. п. Дополнит, информация о структуре исследуемого вещества может быть получена при изменении внеш. услови11 темп-ры, давления, напряжённости электрич. и магн, полей, освещённости, интенсивности проникающих излучений и т. п. В таких исследованиях, как правило, определяют не абс. значения параметров распространения, а их относит, изменения, при этом эти ивмерения на один-два порядка точнее абс. измерений. Такой подход позволяет, нанр,, проводить исследования слабых растворов биополимеров, где требуется разрешающая способность 10 —10 при измерениях приращений скорости звука, в то время как при измерении абс. значения скорости может быть достигнута точность 10 —10 . Аналогично при измерении относит, приращений коэфф. затухания может быть достигнута точность (2—5 -10 , при этом значения абс. величины измеряются с точностью (2—5)-10 . [c.43]

Соответственно с понижением темп-ры возрастает затухание звука, так что при Г=0 распространение обычного звука невозможно. Возможно, однако, распространение колебаний особого рода — нулевого звука, в к-ром происходит сложная деформация ф-ции распределения ква.1нчастнц. Закон дисперсии этих колебаний, как и у обычного звука, линейный (n=U(J (где ш — частота колебаний, к волновое число), но скорость их распространения 1/(, не выражается непосредственно через сжимаемость (8), а требует для своего определения решения кинетич. ур-ния. Затухание нулевого звука нропорц. большей из величин (Асс) и и при низких темп-рах мало. Нулевой звук представляет собой бозевскую ветвь спектра возбуждений ферми-жидкости. [c.270]

Новый метод У. д.—реконструктивная (или вычислит. томография—даёт пространственное распределение (к е. поле) параметров распространения звука—коэф. затухания (аттенюационная модификация метода) или скорости звука (рефракционная модификация). В этом методе исследуемое сечение объекта прозвучивается многократно в разл. направлениях и информация о координатах прозву-чивания и об ответных сигналах обрабатывается на ЭВМ, в результате чего на дисплее отображается реконструированная томограмма. [c.217]

Здесь I j,—групповая скорость плазмонов. Вследствие резонансного затухания ионно-звуковых волн в газе плазмонов с декрементом у, и фазового перемешивания мод непрерывного спектра (5) вносимое первым источником макроскопич. возмущение исчезает на расстояниях порядка ,/y где с, — скорость звука. Второй источник, расположенный в точке z=I ly возбуждает в плазме на частоте ионно-звуковую волну и возмущение типа (5) и, кроме того, модулируя моды непрерывного спектра от первого источника, порождает на разностной частоте Пэ = П2 —нелинейное возмущение спектральной плотности плазмонов, являющееся источником эхового сигнала. В точке эха моды непрерывного спектра становятся когерентными, поэтому суммирование по к приводит к возникновению в окрестности точки 2 макроскопич. возмущения концентрации плазмы йи,. Пространств. форма эхового сигнала несимметрична слева от точки эха профиль амплитуды 5и,, описывается ф-цией ехр (О, а справа—ф-цией ехр(- ), где = Уэ(г-г,)/с.,. [c.648]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...