Источники звука и ультразвука

ИСТОЧНИКИ ЗВУКА и УЛЬТРАЗВУКА [c.288]

Действительно, звук и ультразвук излучаются источниками, которые в принципе одинаковы это колеблющиеся тела, возбуждающие в окружающей среде упругую волну. [c.68]

Однако электромеханические источники звука имеют ряд преимуществ они позволяют получать ультразвуки очень высоких частот, более устойчивы в работе и их люжно изготовить очень малых размеров (в несколько квадратных миллиметров). [c.37]

Другим источником помех неэлектрической природы могут быть процессы механической обработки. При ковке на молоте, обработке резанием или шлифовании наряду со слышимым звуком всегда возникает и ультразвук, который принимают искатели и который проявляется в виде треска на экранах дефектоскопов. Речь здесь идет о ненаправленном мешающем звуке широкого диапазона частот и всех возможных форм колебаний. [c.373]

Хорват [910, 3058, 3061] в 1944 г. первый использовал ультразвук для воздействия на саркому человека. Ему удалось вызвать обратное развитие и исчезновение кожных метастазов. Облучение ультразвуком с частотой 800 кгц производилось таким образом, что источник звука в течение 15 мин. совершал круговое движение над опухолью. Контактным, веществом служила индифферентная рентгеновская мазь. После облучения обнаружены гиперемия и появление небольшого отека кроме того, образовалось несколько пузырей, напоминающих пузыри при ожоге через несколько дней они подсохли, Через 8 дней после воздействия опухоль оказалась слегка вдавленной, а через 4 недели на ее месте образовался нежный рубец. Гистологическое исследование уже через 3 дня после облучения обнаружило полную фрагментацию опухолевых клеток. [c.561]

Электромеханические источники звука, основанные на преобразовании электрических колебаний соответствующей частоты в механические колебания излучателя, в большинстве случаев позволяют получать ультразвуки высоких частот и интенсивностей. [c.25]

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]

В данной части приводятся сведения о составе, технологии изготовления и основных свойствах ферритов, предназначенных для изготовления излучателей мощного ультразвука, рассматриваются свойства самих излучателей и оцениваются пределы их применимости. Кроме того, описывается работа опытных ультразвуковых установок с ферритовыми излучателями. Возможность исиользования магнитострикционных ферритов для приемников звука, фильтров или стабилизаторов частоты здесь не рассматривается. Основным материалом при написании данной части послужили результаты исследований, выполненных в Акустическом институте для полноты сообщаемых сведений приводятся также некоторые данные других авторов по литературным источникам. [c.115]

При распространении ультразвуковой волны каждая частица среды совершает колебательное движение около положения равновесия со скоростью и, что сопровождается периодическим измене- шем плотности и давления в окрестности частицы. При этом, как мы видели, в плоской волне давление и скорость совпадают по фазе это значит, что силы давления совершают положительную работу. В отсутствие поглощения эта работа не может перейти в тепло, а должна оставаться в форме энергии колебательного движения частиц упругой среды, т. е. звуковой энергии. Таким образом, в процессе излучения ультразвука колеблющимся источником его энергия передается прилегающей среде в форме звуковой энергии, которая распространяется в среде со скоростью звука, заполняя все большее пространство, называемое ультразвуковым полем. Энергия каждого элемента объема в этом поле представляет собой сумму кинетической энергии колеблющихся частиц и потенциальной энергии упругой деформации. Кинетическая энергия частицы с объемом 1 0 и плотностью Ро равна [c.50]

Ультразвуковой метод. Ультразвуковые волны имеют частоту, находящуюся за пределами верхней границы частот, вызывающих ощущение звука. Ультразвук обладает свойством не ослабевать при прохождении через жидкости и твердые тела. Используя это свойство ультразвука, проф. С. Я. Соколов создал приборы для обнаружения дефектов в металлических изделиях. Приборы ультразвуковой дефектоскопии основаны на методе обнаружения ослабленного ультразвука при наличии дефектов в изделии. Если пропускать узкий пучок ультразвука через все части изделия, то при наличии в изделии дефекта будет наблюдаться ослабление ультразвука. Ослабление ультразвука улавливается приемником, установленным с другой стороны изделия. В качестве источников ультразвуковых колебаний обычно используют пьезоэлектрические искатели. [c.57]

На частотах СВЧ диапазона представляют интерес оптические методы изучения нелинейных акустических явлений в твердых прозрачных телах. На рис. 11.5, а изображена схема установки для исследования генерации гармоник продольных волн в кристалле кварца [55]. Свет от неподвижного гелий-неонового лазера 4 падает на исследуемый прозрачный кристалл 2, который может передвигаться вдоль направления распространения звука, сохраняя угол падения света неизменным (используется брэгговская дифракция света на ультразвуке). Этот свет дифрагирует на продольной ультразвуковой волне (использовались частоты от 500 МГц и выше применялся импульсный метод) под углом 0б, удовлетворяющим условию Брэгга sin 0б=Х/2Л, где X — длина волны света и yV длина волны звука (рис. 11.5, б). Поскольку угол 0б зависит от Л, возникающие при распространении ультразвуковой волны гармоники могут быть исследованы независимо, если производить измерения под углами 0б ю), 0б(2 >),. . . Изменение амплитуды гармоники с расстоянием находится путем передвижения резонатора 1 с кристаллом 2 относительно неподвижных источников света 4 и фотоумножителя 3. При малом отношении интенсивностей дифрагированного света к падающему, интенсивность дифрагированного света прямо пропорциональна интенсивности падающего света / и не зависит от частоты акустических гармоник (i/< > и — амплитуды смещения звука основной частоты и второй гармоники), [c.300]

Источники и приёмники ультразвука. В природе УЗ встречается как в качестве компоненты многих естественных шумов (в шуме ветра, водопада, дождя, в шуме гальки, перекатываемой морским прибоем, в звуках, сопровождающих [c.12]

Мощность ультразвука в отличие от слышимых звуков может быть достаточно большой. От искусственных источников она мол<ет достигать десятков, сотен ватт или даже нескольких киловатт, а интенсивность — десятков и сотен ватт на квадратный сантиметр. Следовательно, с ультразвуком внутрь материальной среды поступает очень большая энергия механических колебаний. Возникает так называемое звуковое давление колебательного характера. Его величина непосредственно связана с интенсивностью звука. Например, для слышимых звуков, соответствующих разговору средней громкости, это давление ничтожно мало, его можно сравнить разве что с таким давлением, которое оказывает мошка, сидящая на листочке, плывущем по воде. При интенсивности ультразвуковой волны от трех до пяти ватт на квадратный сантиметр звуковое давление (в воде) оказывается равным нескольким атмосферам — в несколько миллионов раз превышает давление звуков речи. К тому же не следует забывать, что это давление меняет свой знак, переходя в разрежение, с частотой многих тысяч раз в секунду. [c.42]

Однако исследования слабонелинейных возмущений в сжимаемой среде долгое время были, за немногими исключениями, весьма слабо связаны с классической акустикой, которая занималась звуками музыкальных инструментов, эоловыми тонами, акустическими свойствами помещений, распространением звука в воздухе и воде и другими, сугубо линейными проблемами. Резкий подъем интереса к нелинейным акусгаческим явлениям относится к концу 1950-х годов, и тому были веские причины. С одной стороны, появилась потребность в изучении сильных звуков, возникающих в океане, атмосфере, земной коре при взрывах, работе реактивных двигателей и тд. С другой - появились источники мощного звука и ультразвука, используемые для локации природных сред, диагностики материалов, в технологии, хирургии и других областях. При этом во многих случаях, даже при относительно небольших (по акустическому числу Маха) амачитудах поля, нелинейные искажения могут накапливатмя до существенных величин, поскольку расстояния, измеряемые в длинах волн (а именно такая мера чаще всего определяет величину эффекта), оказываются достаточно большими. [c.3]

Уже отмечалось, что по своей физической природе слышимый звук и ультразвук ничем друг от друга не отличаются. Да, собственно, и нет резкого перехода от слыщимого звука к ультразвуку тут граница колеблется в пределах от и до и зависит от возможностей слухового аппарата людей. Для одних ультразвук начинается с порога 10 килогерц, для других этот порог поднимается до 20 килогерц. А некоторые люди и на 40— 50 килогерц могут реагировать. Правда, на слух они такие звуки воспринимать уже не могут, но замечено, что у них, если они находятся вблизи источника ультразвука, обостряется зрение. [c.40]

Такой высокочастотный акустический прибор можно использовать для определения положения источника звука, но только в том случае, когда звуковые волны могут пройти через прозрачную границу к датчику гидрофона. Смотровые окна рабочих частей гидродинамических труб изготавливаются из лусита, который довольно хорошо пропускает ультразвук. В случае, когда зона кавитации полностью окружена хорошо отражающими поверхностями, например, металлическими стенками или воздухом, образуемый ими канал может действовать как волновод и передавать кавитационный шум по всей системе. Это объясняется высокой отражательной способностью на поверхностях раздела с большим изменением акустического импеданса рс, например на границе между жидкостью и металлом или воздухом. Если изменение рс мало, как на границе жидкости и лусита, звуковое давление отраженного шума составляет малую часть от звукового давления падающего шума. Другая трудность заключается в отделении звука, приходящего непосредственно от кавитационного источника, от отраженного звука, я также звука от других источников. Отражающие зеркала позволяют концентрировать звуковую энергию аналогично концентрации света небесных тел в зеркальном телескопе. [c.600]

Шумопеленгование. Как уже было сказано, каждый движущийся корабль представляет собой мощный источник звука. Подобно тому как по звуку вращения винта и звуку выхлопов мотора находится направление на самолёт (пеленгация), по шумам, создаваемым кораблём, производится пеленг корабля. Гидролокационная станция работает, посылая импульсы ультразвука и принимая эхо-сигналы, отражённые от объекта, и представляет собой, таким образом, средство активной гидролокации. Шумопеленгование есть средство пассивной гидролокации. По улавливанию шумов корабля или подводной лодки противника можно определить направление на источник шума. Если м<е пеленг производить из двух точек, находящихся на некотором расстоянии (базе) друг от друга, то можно определить и расстояние до пеленгуемого корабля. [c.346]

Л. 3. широко применяется в диапазоне частот н от инфра- до ультразвуков и при распространении в воздухе, земле, воде и металлах. Йнфразвуковые частоты (от долей гц до десятков гц) применяются для локализации землетрясений, для обнаружения скоплений нефти и газа в сейсморазведке, в системе дальнего обнаружения кораблей, терпящих бедствие в открытом океане (по взрывным источникам звука), Па звуковых и ультразвуковых частотах (сотни гц — десятки /сец) работают гидро.локаторы, шумопеленгаторы и эхолоты. Ультразвуковыми частотами (сот- [c.15]

Разработаны и широко применяются электрические генераторы необходимой мощности для всего интересующего нас диапазона ультразвуковых частот [60], но они сравнительно сложны в эксплуатации и дороги, к. п. д. их составляет 30—50%. Поэтому стоимость электроэнергии повышенной частоты зна- чительно больше стоимости промышленной энергии. К. п. д. самих электроме- ханических преобразователей 30—60%. Следовательно,ультразвуковая энергия, вырабатываемая этими излу-чателями, обходится значительно дороже, чем энергия механических источников. Однако электромеханические источники звука имеют ряд преимуществ позволяют получать ультразвуки очень высоких частот (что пока не удается при помощи механических излучателей), работают более устойчиво, и их можно изготовить очень малых размеров (площадью в несколько мм ). Кроме того, излучатели не имеют вращающихся частей, не требуют применения газовых или жидкостных потоков и поэтому более удобны в эксплуатации. [c.293]

Распространение ультразвука подчиняется основным законам, обш им для акустических волн любого диапазона частот, обобш ённо называемых обычнозвуковыми волнами, и описывается в первом приближении волновым уравнением, обш им для всех частот (см. Волны). К основным законам распространения относятся законы отражения звука и преломления звука на границах различных сред, дифракции звука и рассеяния звука при наличии препятствий и неоднородностей в среде и неровностей на границах, законы волноводного распространения в ограниченных участках среды (см. Нормальные волны). Суш ест-венную роль при этом играет соотношение между длиной волны звука X и характерным для условий его распространения геометрич. размером D — размером источника звука или препятствия на пути волны, размером неоднородностей среды, поперечного сечения волновода и т. п. При Z) > А, распространение звука вблизи препятствий происходит в основном по законам геометрич. акусти- [c.9]

В ряде работ [6,15,39] отмечалось, что при увеличении интенсивности ультразвука скорость эккартовского потока перестает быть пропорциональной интенсивности. Было выполнено [34] и более подробное исследование этого явления наблюдалось постепенное изменение скорости потока в некоторой точке звукового поля по мере повышения интенсивности звука. На рис. 22 (кривая 1) показана зависимость скорости потока в воде на расстоянии 40 см от источника звука частоты 1,2 Мгц от амплитуды звукового давления вблизи источника. При звуковом давлении р 7 атм на расстоянии 40 см формируется пилообразная волна. Как видно из рисунка, при этом изменяется и характер зависимости скорости потока от интенсивности. В гл. 1 было показано, что теория Эккарта применима при малых акустических числах Рейнольдса, поэтому отконения от нее связаны не с турбулизацией акустического течения, как это предполагалось в работах [6, 39], а с искажением формы волны и неприменимостью теории при этих условия [c.125]

Парбрук и Ричардсон [108] измерили скорость звука и коэффициент поглощения с помощью кварцевого акустического интерферометра с подвижным отражателем при значениях частот 0,5 1 и 2 МГц, тщательно контролируя параллельность источника и отражателя ультразвука. Постоянство температуры интерферометра в пределах 0,02 К обеспечено воздушнььмтермостатом Давление в рабочей камере создавали термокомпрессором и измеряли пружинным манометром. [c.30]

Ланжевен [1178, 1184] первый указал на возможность использования пьезоэлектрических приемников звука и предложил развиваемое на обкладках напряжение усиливать и регистрировать путем гетеродинирования. Позднее Хель-танс [822] провел первые количественные из мерения ультразвука при помощи пьезокварцев в качестве приемников. Он использовал ква ,-цы, вырезанные в форме стержней и ориентированные, как показано на фиг. 66. Звуковые волны падали на торцевую поверхность кварца в направлении оси Y. Электроды кварца соединялись с кристаллическим детектором D (фиг. 170), параллельно с которым был включен высокочувствительный гальванометр G . Для калибровки устройства вместо кварца Q к зажимам U можно было подключать сопротивление R, по которому пропускался переменный ток той же частоты, что и измеряемый звук величина тока весьма точно измерялась термоэлементом Т и гальванометром Gg. Источником тока служил генератор, наводивший э. д. с. в катушке L. Легко видеть, что показания гальванометра G пропорциональны среднеквадратичному значению тока, отдаваемого приемным пьезокварцем, [c.149]

ШУМОПЕЛЕНГАТОР, устройство для обнаружения источника звука или шума и определения направления (пеленга) на него применяются гл. обр. в гидролокации. Работают Ш. в области звук., ультразвук, и инфразвук. частот. Ш. подразделяются на стационарные, к-рые устанавливаются на дне океана (моря) на спец. опорных конструкциях или неподвижных (на якоре) буях, и подвижные — на подводных лодках, на нек-рых типах надводных кораблей, в контейнерах, опускаемых в воду с вертолёта, на свободно плавающ,пх (дрейфуюш их) буях. [c.859]

Эта специфика прежде всего выражается в реальной и широко используемой возможности генерирования плоских или квазипло-ских волн, в особом значении импульсного режима излучения, в воздействии мощного ультразвука на среду и ее реакции на это воздействие, в сильном поглощении ультразвуковых волн в газах и возможности распространения сдвиговых волн в жидкостях, в отчетливом проявлении нелинейных акустических эффектов в жидкостях и твердых телах, постоянных сил в ультразвуковом поле и т. д. Соответственно на первое место в ультраакустике выходят вопросы распространения плоских волн, их поглощения, отражения, преломления, прохождения через слои, фокусирования, рассеяния, анализ нелинейных эффектов, пондеромоторных сил в поле плоских волн, дифракционных и интерференционных эффектов в поле реальных излучателей ультразвуковых пучков вместе с анализом отклонений характеристик ультразвукового поля в ограниченных пучках по сравнению с полем идеальных плоских волн, распространения различных типов ультразвуковых волн в безграничных и ограниченных твердых телах, в том числе — в кристаллах и пр. В насго-яи ей книге сделана попытка дать всем этим вопросам достаточно полное освещение в сочетании с другими аспектами распространения ультразвуковых волн. В книге приводятся также э сперимеп-тальные данные по скорости и поглощению ультразвука в л<идко-стях и газах, а также по скорости звука в изотропных твердых телах и кристаллах. Наряду с классическим материалом в ней использованы данные из оригинальных источников, на которые сделаны соответствующие ссылки. [c.5]

Как уже отмечалось, в ультразвуковой волне типа (И 1.7) происходит перерюс энергии от источника в направлении распространения волны. В качестве энергетической характеристики излучения вводится понятие плотности потока энергии или интенсивности ультразвука. Под интенсивностью ультразвука понимается количество энергии, переносимое в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения ультразвуковой волны. Поскольку звуковая энергия распространяется со скоростью звука q, то интенсивность определяется умножением плотности энергии w на q, что дает [c.51]

Эта величина, естественно, зависит от акустического числа Маха и от нелинейных свойств среды. В табл. 8 приведены значения Л для нескольких интенсивностей ультразвука в двух жидкостях, имеющих одинаковые волновые сопротивления, но существенно различающихся нелинейными свойствами, и в воздухе при нормальных условиях. Там же указаны амплитуды скорости смещений соответствующие им числа Маха, скорость звука Го и плот-гюсть среды Ро в последнем столбце таблицы привеа,ены критические расстояния для двух частот V = Со/(л<А)). Согласно этой таблице, нелинейные искажения в газах при указанных интенсивностях могут достигать значительной величины непосредственно у источника. Однако, покшмо отмеченной уже низкой эффективности излучения ультразвука в газы, в них очень велико поглощение ультразвуковых волн. В жидкостях же, лаже при самых больших числах хМаха [c.78]

Вместо интерферометра Фабри — Перо для спектрального анализа можно использовать дифракционный спектрограф [10] разрешающая спо-ообность в обоих случаях имеет порядок 10 —10 . Интерферометр табл. 1 приведено несколько результатов (они не относятся к простым жидкостям и помещены здесь только для того, чтобы показать возможности метода). В этой таблице Т — температура жидкости в градусах Цельсия 0 — угол рассеяния — скорость гиперзвука, рассчитанная по величине бриллюэнов-ского смещения — скорость ультразвука, измеренная обычными методами на частотах несколько мегагерц — уширение линии, обусловленное поглощением звука. Результаты, приведенные в первой строке для каждой жидкости, получены с использованием классических источников хвета, а во второй и третьей строках соответственно — с помощью экспериментальной схемы, представленной на фиг. 2 [10], и с помощью схемы с коническим рефлектором [9]. Очевидно, что [c.162]

Ю. Я. Борисов. Газоструйные излучатели звука гартмановского типа. Физика и техника мощного ультразвука, книга 1. Источники мощного ультразвука . Изд-во Наука , 1967. [c.640]

В воздухе источниками ультразвука значительной мощности могут служить свистки и сирены. Нужно также иметь в виду, что поглощение ультразвука в воздухе значительно больше, чем в воде. В табл. 92 приведены расстояния, на которых сила звука различных частот в воздухе и в воде убывает вдвое в качестве коэффициентов поглощения здесь приняты значения, давае- [c.420]

Хорват [911, 913], применяя описанный в п. 1 настоящего параграфа метод передачи звука от источника через воду, получил также хорошие результаты при облучении раковых опухолей (плоскоклеточная и базальноклеточная карциномы). Деммель [2676] и Кемпер [32481, а также Вебер [4442, 4444, 4446, 4448] сообщают о нескольких случаях излечения кожного рака в результате воздействия ультразвука. [c.561]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...