Ультразвуковые колебания и волны

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ [c.123]

Рассматривая многообразие практических применений ультразвуковых колебаний и волн, нельзя не упомянуть об ультразвуковой медицинской диагностике, которая даёт в ряде случаев более детальную информацию и является более безопасной, чем другие методы диагностики, об ультразвуковой терапии, занявшей прочное положение среди современных физиотерапевтических методов, и, наконец, о новейшем направлении применения ультразвука в медицине — ультразвуковой хирургии. [c.6]

Современный школьник просто не может не знать хотя бы простейших свойств ультразвука. И дело здесь не только в той роли, которую ультразвук играет в науке и технике. Гораздо важнее то, что ультразвуковые колебания и волны позволяют достаточно глубоко изучить общие черты всякого колебательного и волнового процесса, а это уже без преувеличений означает в известной степени усвоить дух современной физики. [c.4]

Существует метод обработки охлаждающей воды акустическим полем. Для этой цели применяют генераторы с ультразвуковой частотой (10... 120 кГц колебаний). Механизм действия акустического поля заключается в создании кавитации которая способствует, с одной стороны, нарушению процесса кристаллизации, а с другой — разрушению ультразвуковыми волнами уже образовавшихся отложений на поверхностях нагрева. Обычно акустические аппараты состоят из импульсного генератора, источника ультразвуковых колебаний и преобразователя, который крепится к объекту и преобразует акустические колебания генератора в механические. К достоинствам акустических аппаратов следует отнести компактность и малую потребляемую мош,ность. [c.617]

Для возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний используют пьезоэлектрический эффект некоторые материалы (кварц, титанат бария, титанат-цирконат свинца и др.) под действием переменного электрического поля меняют свои размеры с частотой изменения поля. Пьезоэлектрическую пластину помещают в специальном устройстве - пьезопреобразователе (искателе). Материалы, используемые в пьезопреобразователях плексиглас, капролон, фторопласт, полистирол, - способствуют гашению отраженной волны, так как имеют большие коэффициенты затухания ультразвуковых колебаний и малую скорость их распространения. [c.351]

Ультразвуковая дефектоскопия использует упругие колебания и волны, распространяющихся в упругих средах. Колебательные движения могут возникать в любой среде. Колебания одной из час- [c.115]

Протяженность ближней зоны прямо пропорциональна квадрату диаметра излучателя и обратно пропорциональна длине волны. Половина угла раствора конуса, в котором почти полностью концентрируется генерируемая излучателем энергия, может быть определена из соотношения sin 0=1,22 л/Д, где 0 — угол между осью пучка ультразвуковых колебаний и крайним лучом. Чем больше диаметр излучателя и частота упругих волн, тем выше направленность пучка лучей. При диаметре излучателя, большем длины волны, энергия концентрируется преимущественно вдоль нормали к излучающей поверхности [9]. [c.118]

Этот раздел посвящен методам получения мощных звуковых и ультразвуковых колебаний п волн в газах, жидкостях и твердых телах. Здесь не будут рассматриваться методы получения средних и малых интенсивностей, так как ио этим вопросам есть много различных руководств. Нам хотелось бы обратить внимание читателей на ряд особенностей получения интенсивных колебаний и воли, а также отметить возможные причины, ограничивающие, во всяком случае в настоящее время, дальнейшее повышение интенсивности звука. [c.351]

Узкие направленные пучки ультразвуковых колебаний для целей дефектоскопии получают при помощи пьезоэлектрических пластин кварца или титаната бария (пьезодатчика). Эти кристаллы, помещенные в электрическое поле, дают обратный пьезоэлектрический эффект, т. е. преобразует электрические колебания в механические. Таким образом, пьезокристаллы под действием переменного тока высокой частоты (0,8—2,5 Мгц) становятся источником ультразвуковых колебаний и создают направленный пучок ультразвуковых волн в контролируемую деталь. [c.274]

Ультразвуковая дефектоскопия использует упругие колебания и волны. Акустические колебания — это механические колебания частиц упругой среды вокруг своего положения равновесия, а акустические волны — распространение в этой среде механического возмущения (деформации). Для контроля применяют колебания частотой 0,5...2,5 МГц. Акустические волны в жидкости или газах характеризуются одной из следующих величин изменением давления р, смещением частиц и, скоростью колебательного движения V, потенциалом смещения или колебательной скорости ф. Для плоской гармонической волны все перечисленные величины взаимосвязаны через потенциал скорости следующим образом [c.20]

Промежуточное (между твердым и газовым) жидкое состояние вещества порождает специфические трудности в изучении его структуры. Значительная часть информации о структуре твердых гетерогенных систем может быть получена из механических испытаний и изучения диаграммы состояния. При исследовании структуры жидких систем такие методы оказываются практически бесполезными. Основной объем информации о структуре жидкостей и их смесей получается при изучении ослабления и рассеяния различных видов электромагнитных колебаний и волн (рентгенографический, оптический, радиоспектроскопический, ультразвуковой анализ), термодинамических параметров состояния (плотность, сжимаемость, теплоемкость, коэффициенты температурного расширения и др.) и переносных свойств (вязкость, диффузия, тепло- и температуропроводность). [c.196]

Питание от высокочастотного генератора с плавной настройкой частоты тока подводится к магнитострикционному преобразователю 2, являющемуся источником ультразвуковых колебаний и трансформатором амплитуд колебаний. Длина инструмента 3 обычно равна целому числу полуволн ультразвуковой волны. Колеблющийся в осевом направлении инструмент 3 имеет на конце рабочий наконечник 4. Свариваемые заготовки 5 помещаются между наконечником 4 и опорой 6. Возникающие под воздействием усилия Р силы трения обусловливают образование соединения. [c.353]

Акустические колебания и волны. Для акустического метода НК применяют колебания ультразвукового и звукового диапазонов частотой от 50 Гц до 50 МГц. Интенсивность колебаний обычно невелика не превышает 1 кВт/м . Такие колебания происходят в области упругих деформаций среды, где напряжения и деформации связаны пропорциональной зависимостью (область линейной акустики). [c.198]

Ультразвуковые волны способны проникать в металл на большую глубину и отражаться от неметаллических включений, находящихся в металле. Для получения ультразвуковых колебаний в дефектоскопии используется пьезоэлектрический эффект. Этот эффект заключается в свойстве некоторых кристаллов (кварца, сегнетовой соли) мгновенно преобразовывать механические колебания в электрические. Такие кристаллы, помещенные в электрическое поле, дают обратный пьезоэлектрический эффект, т. е. преобразуют электрические колебания в механические. Вырезанная из кварца или сегнетовой соли пластинка (пьезокристалл) под действием переменного электрического тока высокой частоты становится источником ультразвуковых колебаний и может направлять пучок ультразвуковых волн в обследуемую деталь. [c.258]

Многие исследователи, производившие измерения поглощения ультразвуковых волн в твердых кристаллических телах, указывают, что оно прямо пропорционально частоте ультразвуковых колебаний и обратно пропорцио-иально величине зерна. Другие исследователи получали более сложную зависимость [Л. 9]. [c.87]

Статьи энциклопедии можно подразделить на пять групп. Первая из них характеризует процессы и явления, свойственные колебаниям и волнам вообще и акустическим в частности вторая описывает распространение ультразвуковых волн в веществе и их взаимодействие со средой в третьей рассматриваются различные виды излучателей и приёмников ультразвука и физические явления, положенные в основу их действия четвёртая группа посвящена практическому применению ультразвука — рассматриваются как отдельные конкретные применения ультразвуковых методов пли конкретные приборы, так и области ультразвуковой техники в целом к пятой группе можно отнести вспомогательные статьи, необходимые для понимания материала первых четырёх групп, в них в основном рассматриваются понятия, относящиеся к строению вещества и к физике твёрдого тела. [c.7]

Физические способы. Для разрушения окисной пленки в процессе пайки применяют также ультразвуковые колебания. К ультразвуковым относят упругие колебания и волны с частотой выше 20 ООО гц. Для получения ультразвуковых колебаний электрический ток низкой частоты преобразуется в специальном генераторе в ток ультразвуковой частоты и подается на излучатель, являющийся источником ультразвуковых колебаний. В качестве таких источ- [c.71]

Таким образом, упругие колебания и волны тесно связаны между собой, и представление акустического процесса в виде волн или колебаний часто является вопросом удобства математического описания процесса. Общепринято говорить о волнах, когда длина волны и заполняемое ей пространство много меньше объема среды (объекта), в котором она распространяется. Это обычно имеет место на высоких частотах, например при ультразвуковом (УЗ-) контроле. В случае, когда длина волны достаточно велика, происходит наложение первичных и многократно отраженных от границ объема волн, приводящее к так называемым стоячим волнам, тогда говорят о колебаниях объема среды (объекта, системы). [c.30]

Акустический метод контроля основан на индикации акустических волн, возбуждаемых при вытекании индикаторной среды через неплотности контролируемого уплотнения. Для улавливания ультразвуковых колебаний и преобразования их в электрический сигнал применяют акустические течеискатели ТУЗ-2,. ТУЗ-5М, АТ-1, АТ-2. Чувствительность метода от 10 до 1х X 10-2 мм > МПа/с. [c.136]

Один из способов получения дополнительной информации при ультразвуковом контроле состоит в облучении дефекта под разными углами, что осуществимо лишь в случаях, когда образец имеет подходящую форму. Другая возможность заключается в изменении длины волны зондирующего импульса. Это достигается изменением частоты ультразвуковых колебаний и приводит к ультразвуковой спектроскопии. [c.82]

Для этих целей пьезоэлектрическим преобразователем возбуждаются ультразвуковые колебания. Возбуждение их происходит в результате так называемого пьезоэффекта — электрические колебания, поданные на пластину, преобразуются в механические. Это имеет место вследствие перестройки в расположении кристаллов пластины из кварца, титаната бария и д )., оси которых под действием проходящего тока поворачиваются в металле, а в результате этого поворота изменяется и суммарная длина пластины. Эти удлинения, следующие непрерывно друг за другом, создают волну. [c.125]

При распространении акустической волны от источника с увеличением расстояния, на которое она распространяется, происходит ее ослабление. Основные причины ослабления — расхождение лучей (дифракционное ослабление) и затухание волн. Если рассматривать ультразвуковые колебания (УЗК) как частный случай акустических, то их излучатель в виде круглого диска диаметром 2а (рис. 6.19, а), генерирует пучок, который не расходится в ближней зоне участка объекта. Сам данный участок при этом имеет цилиндрическую форму, протяженность которой вычисляется [ю формуле [c.168]

Если взаимосвязь между частицами среды осуществляется силами упругости, возникающими вследствие деформации среды при передаче колебаний от одних частиц к другим, то волны называются упругими. К ним относятся звуковые, ультразвуковые, сейсмические и др. [c.200]

Лазерный способ излучения и приема акустических колебаний отличается большой широкополосностью — от 0,05 до 100 МГц. Этот способ возбуждения ультразвуковых колебаний весьма перспективен благодаря большой амплитуде получаемых с его помощью акустических волн. При разработке практических установок целесообразно сочетать этот способ возбуждения с неоптическими бесконтактными способами приема, например электромагнитным, отличающимся более высокой чувствительностью. [c.69]

Таким образом, фазовая скорость нормальных волн зависит от частоты / ультразвуковых колебаний и толщины h слоя. На рис. 1.4, а показаны дисперсионные кривые, т. е. зависимости Ср/са от = hf I 2 при различных значениях п. В точках, где /гДг == 0,5 1 1,5 и т. д., фазовые скорости обращаются в бесконеч- [c.15]

Ультразвуковой контроль (УЗК) относится к акустическому виду неразрущающего контроля (см. табл. 1.2). Все многообразие акустических методов неразрушающего контроля основано на взаимодействии упругих сред (жидких, твердых и газообразных) с акустическими колебаниями и волнами. Они отличаются способами возбуждения колебаний и их регистрацией. [c.139]

Рабочая частота / ультразвуковых колебаний и определяемая ею длина волны X = с//, где с — скорость звука в материале изделия. Рабочей частотой называют основную частоту спектра, пзлучаемого в изделие искателем. Она указана в технической характеристике или паспорте дефектоскопа и пскателя. Отклонение рабочей частоты от номинального значения не должно превышать 10—15%. Способы поверки рабочей частоты указаны на с. 193—194. [c.208]

Акустическими методами называют методы, основанные на использовангш упругих колебаний и волн любых частот. Методы, использующие частоты от 20 кГц до 100 Мщ, называгот ультразвуковыми. [c.312]

Развитие акустики в значительной мере было стимулировано запросами военной техники. Задача определения положения и скорости самолета и вертолета (звуковая локация в воздухе), подводной лодки, связь под водой (гидроакустика) - все эти проблемы требовали более глубокого изучения механизма генерации и поглощения звука, распространения звуковых и ультразвуковых волн в сложных условиях. Проблемы генерации звука стали предметом обширных исследований и в овязи с общей теорией колебаний и волн, охватыващей воедино механические, электрические и электромеханические колебательные и волновые процессы. [c.7]

Гиперзвук — это тот же ультразвук. Разница только в том, что благодаря более высоким частотам и, следовательно, меньшим, чем в области ультразвуковых колебаний, длинам волн гиперзвук по-иному взаимодействует со средой. Это взаимодействие осуществляется уже на уровне элементарных частиц. Гиперзвук характеризуется частотами, соответствующими частотам электромагнитных колебаний дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов (это все сверхвысокие частоты, СВЧ). Гиперзвуковой частоте 10 герц в воздухе соответствует длина волны 3,4-10 сантиметра, она одного порядка с длиной свободного пробега молекул в воздухе при этих условиях. А мы уже знаем, что условием распространения высокочастотных упругих колебаний в среде является такое соотношение между длиной волны и длиной свободного пробега, при котором длина волны заметно больше длины пробега (а в жидких и твердых средах — больше межатомных расстояний). Поэтому в газах при нормальном атмосферном давлении гиперзву-ковые волны практически не распространяются. В жид- [c.42]

Таким образом, фазовая и групповая скорости нормальных волн зависят от частоты ультразвуковых колебаний и толщины слоя. На рис. 1.6 показаны дисперсионные кривые, т. е. графики зависимости Срп1с2 от /1Д2 для различных значений. В точках, где /1Д2=1/2 1 3/2 и т. д., фазовые скорости обращаются в бесконечность. Это означает, что вся поверхность колеблется одновремен- [c.27]

Таким образом фазовая скорость нормальных волн зависит от частоты ультразвуковых колебаний и толщины слоя. Дисперсия (изменение) скорости является важной особенностью нормальных волн (рис. 9). В точках, где /гД2 = 7г 1 /2 и т. д., фазовые скорости стремятся к бесконечности. Это озна ет, что вся поверхность колеблется одновременно. В случае /гДг- оо для всех значений п скорость нормальных волн стремится к С2 — скорости обычной волны. Волны с нечетными п называют симметричными, так как движение частиц в них симметрично относительно оси пластины. Волны с четными п называют антисимметричными. [c.19]

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн отражаться от поверхности раздела двух сред. В дефектоскопии применяют пьезоэлектрический способ получения ультразвуковых волн, основанный на возбуждении механических колебаний (вибрации) в пьезоэлектрических материалах (кварц, сульфат лития, титанат бария и др.) при наложении переменного электрического поля. Упругие колебания достигают максимального значения тогда, когда частота электрических колебаний совпадает с колебаниями пьезопластины датчика. Частоты ультразвуковых колебаний обычно превышают 20 000 Гц. [c.151]

С помощью пьезометрического щупа ультразвукового дефектоскопа, помещаемого на поверхность сварного соединения, в металл посылают направленные ультразвуковые колебания (рис. 80). Ультразвук вводят в изделие отдельными импульсами под углом к поверхности металла. При встрече с дефектом возникает отраженная ультразвуковая волна, которая воспринимается либо другим щупом (приемным в случае двухщуповой схемы), либо тем же (подающим при однощуповой схеме) во время паузы между импульсами. Отраженный ультразвуковой сигнал преобразуется в электрический, усиливается и подается на трубку осциллографа, где фиксируется наличие дефекта в соединении в виде пика на экране осциллографа. [c.151]

Появление сигнала между зондирующими и донными импульсами или ослабление интенсивности прошедших через металл ультразвуковых колебаний указывает на наличие дефекта. Отраженные от границы раздела сред (дефекты типа нарушения сплошностей), имеющих различные акустические свойства, ультразвуковые волны, попадая на пьезопластину, вызывают электрические колебания, которые усиливаются и поступают на экран дефектоскопа. Настраивая дефектоскоп на поисковую чувствительность, определяют способ прозву-чивания, тип преобразователей и пределы их перемещения, а также характер ожидаемых дефектов. Особое внимание уделяют тем дефектам, отражение от которых можно получить лишь тогда, когда их поверхность перпендикулярна к акустической оси преобразователя. [c.197]

Прямые преобразователи предназначены для возбуждения продольных волн. В контактных наклонных совмещенных преобразователях (рис. 23, б) для ввода ультразвуковых колебаний иод углом к поверхности контролируемого изделия применяют призму 8. Эти колебания предназначены для возбуждения в с сновном сдвиговых, поверхностных и нормальных волн. [c.204]

Прибор УС-12ИМ предназначен для измерения скорости распространения и коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в изделиях с плоскопараллельными гранями. Прибор позволяет измерять отношение амплитуд ультразвуковых импульсов, проводить амплитудный анализ упругих колебаний и, таким образом, оценивать физико-механические свойства материалов. [c.281]

До сих пор рассматривались свойства, присущие ультразвуковым колебаниям в жидкости и упругой среде. Пepeйдe 5 к исследованию свойств волн, обусловленных особенностями упругой среды. [c.28]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...