Высокочастотные звуковые поля

Высокочастотные звуковые поля [c.352]

В зтом параграфе мы продолжим исследование высокочастотных звуковых полей в плавно-слоистых средах. Будем исходить из интегрального представления [c.364]

Электропневматические генераторы. Электропневматические генераторы используются для создания в акустических установках высокоинтенсивных звуковых полей с управляемым широкополосным спектром частот. В СССР и за рубежом разработано несколько типов таких генераторов мощностью 2—400 кВт. Условно их можно разделить на высокочастотные и низкочастотные. Акустическая мощность высокочастотных генераторов не превышает [c.452]

Рис. 3.8. Безразмерные спектры шума в дальнем звуковом поле струи при низкочастотном и высокочастотном возбуждении

Рис. 3.13. Третьоктавные спектры пульсаций давления в дальнем звуковом поле струи при высокочастотном возбуждении Мо = 0,47 То = 600 К

Стюарт и Стюарт [77] предложили метод генерации звуковых волн в частотной области 3—10 ГГц и измерения скорости звука в жидкостях на этих частотах. Тонкий (30—100 мкм) кварцевый кристалл располагался в микроволновом резонаторе таким образом, чтобы его можно было возбудить высокочастотным электрическим полем и привести в резонанс с нечетными гармониками частоты микроволнового резонатора. Частотная характеристика резонатора, содержащего кварц, имеет типичную колоколообразную форму широкой резонансной кривой электрического контура с провалом, отвечающим резонансу кварцевого кристалла. Форма провала изменяется, если на поверхность кристалла кварца нанести слой жидкости. Эти изменения позволяют определить удельное акустическое сопротивление жидкости (рс), по которому можно вычислить скорость звука с. [c.154]

Сравнительно нетрудно рассчитать звуковое поле, генерируемое в жидкости внутренней сферической границей, совершающей заданные малые перемещения (разд. 1.11), и полученные результаты можно использовать как для проверки общих теорий для компактных областей, так и для исследования характеристик излучения звука в высокочастотном предельном случае. Другой задачей об излучении звука, которую довольно легко исследовать при любых частотах, является задача об излучении в жидкости от плоской границы (достаточно большой, чтобы считать ее бесконечной), часть которой совершает заданные малые перемещения. Эта задача (подобно задаче,. рассмотренной в разд. 1.11) представляется важной как с теоретической, так и с практической точек зрения и достойна включения даже во вводный курс акустики. [c.93]

Звуковое поле зависит от частоты через безразмерный параметр кдЬ, где Ь — характерный пространственный масштаб изменчивости среды. При Ь среда становится однородной, и решением (8.1) будут экспоненты ехр( кдЩ). Поэтому высокочастотное решение уравнения (8.1) целесообразно искать в виде [c.164]

Преобразование звука в тепло при поглощении используют в медицине для прогрева внутренних тканей тела. Как известно, прогрев тканей высокочастотными электрическими полями (УВЧ) наибольший в тканях, наилучшим образом проводящих ток в них происходит наибольшее поглощение электромагнитной энергии. Оказывается, что наибольшее поглощение звуковых волн происходит в тканях, плохо проводящих ток (сухожилия, надкостница). Поэтому ультразвуковая терапия внутренним прогревом дополняет прогрев УВЧ. Высокие частоты применяют при прогреве потому, что поглощение звука быстро растет с частотой. Кроме того, на высокой частоте легче создавать направленные пучки волн, что важно для точной локализации воздействия звука. [c.389]

Высокочастотные звуковые волны в газах, жидкостях и твердых телах являются мощным средством исследования движений молекул, дефектов кристаллов, доменных границ и прочих типов движений, возможных в этих средах. Более того, волны большой и малой амплитуды в этих средах находят важные применения в различных технических устройствах. Сюда относятся лпнии задержки для накопления информации, механические и электромеханические фильтры для разделения каналов связи, приборы для ультразвуковой очистки, дефектоскопии, контроля, измерения, обработки, сварки, пайки, полимеризации, гомогенизации и др., а также устройства, используемые в медицинской диагностике, хирургии и терапии. Контрольно-аналитические применения звуковых волн, так же как и их использование в технических устройствах, быстро разрастаются. За последние пять лет изучены такие явления, как затухание звука вследствие фонон-фононного взаимодействия, взаимодействие звука с электронами и магнитным полем, взаимодействие звуковых волн со спинами ядер и спинами электронов, затухание, вызываемое движением точечных и линейных дефектов (дислокаций), а также такие крупномасштабные движения, как движение полимерных сегментов и цепочек и движение доменных границ. Таким образом, очевидно, что эта область науки, получившая название физической акустики, является мощным инструментом исследования и открывает широкие возможности для различных технических применений. [c.9]

Учитывая высокую стоимость звуковой энергии и возможность интенсификации процессов сушки другими методами, интересно рассмотреть одновременно действие звука и других физических факторов, таких как температура, высокочастотное электромагнитное поле и т. п. [c.635]

Для нахождения р (см. формулу (161.7)) нужно сумму обоих написанных выше полей возвести в квадрат. После такой операции и элементарных тригонометрических преобразований получим, что р складывается из высокочастотных членов со световыми частотами и составляющей со звуковой частотой Q. Звук со световой частотой сильно затухает и распространяться не может, поэтому соответствующие члены следует отбросить и останется выражение [c.599]

В главе 3 описан акустический способ управления шумом дозвуковых турбулентных струй. Рассмотрены два основных эффекта - широкополосное усиление шума струи при ее низкочастотном тональном акустическом возбуждении (St = 0,2 - 0,8) и широкополосное ослабление шума струи при ее высокочастотном (Stj = 1,5-5) акустическом возбуждении. Указанные эффекты сопровождаются соответственно широкополосным усилением или ослаблением турбулентных пульсаций в струе (см. гл.2). Упомянутые эффекты реализуются при небольших уровнях возбуждения, превышающих некоторый пороговый уровень /uq = 0,01 - 0,02. Многочисленные данные экспериментов иллюстрируют реализацию этих эффектов для холодных и горячих дозвуковых (глава 3) и сверхзвуковых (глава 7) струй. Рассмотрены случаи, когда тональное вынуждающее низкочастотное возбуждение не обнаруживается в дальнем акустическом поле, а также случай, когда само возбуждение является широкополосным. При низкочастотном возбуждении струи диаграмма направленности излучаемого ею шума мало отличается от соответствующей диаграммы для невозбужденной, но соответствующие уровни звукового давления для возбуждения при Stj = 0,2 - 0,8 увеличены на 6 - 8 дБ. [c.208]

Подавление автоколебаний при высокочастотном возбуждении реализуется после того как амплитуда пульсаций давления, создаваемых внешним акустическим полем, становится сравнимой с амплитудой пульсаций давления при автоколебаниях потока. Поэтому внешнее акустическое облучение целесообразно включать до выхода на установившийся режим, а еще лучше - до возникновения автоколебаний. Например, звуковое облучение включается при малой скорости, после чего скорость потока можно увеличить. Этот прием использовался для больших труб (d = 1,2 и 2,2 м), когда мощность излучателя была недостаточной. [c.218]

Таким образом, в состав любой гармоники звукового давления входят слагаемые от каждой из гармоник нагрузки. При этом оказывается, что в звуковом излучении, производимом гармоникой нагрузки Ln, доминирует гармоника с номером mN = п. Поэтому высшие гармоники нагрузки существенно сильнее, чем средняя нагрузка, влияют на высшие гармоники звукового давления шума вращения. В составе шума вращения существенны гармоники с номерами до m = 20 ч- 30, так что для его расчета требуются точные (расчетные или измеренные) данные по гармоникам нагрузки вплоть до очень высоких. А поскольку столь высокие гармоники уже не существуют как строго детерминированные, удовлетворительный расчет высокочастотного поля звукового давления должен включать совместное исследование как шума вращения, так и широкополосного шума. [c.847]

Такая взаимосвязь становится понятной, если учесть, что высокочастотное звуковое поле (а именно такое поле наблюдалось в эксперименте) соответствует генерации вторичных вихрей, ответственных за энергоперенос. [c.136]

Ультразвуковая дефектоскопия (УЗД) - один из наиболее эффективных методов неразрушающего контроля. Дефектоскопия основана на принципе передачи и приема ультразвуковых импульсов, отражаемых от дефекта, расположенного в металле. Высокочастотные звуковые воЛны распространяются по сечению контролируемой детали или узла направлешо и без заметного затухания, а от противоположной поверхности, контактирующей с воздухом, полностью отражаются. Для возбуждения и приема колебаний используются прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты титаната бария (кварца). Генератор электрических ультразвуковых колебаний возбуждает пьезоэлектрический излучатель (передающий щуп), который через слой жидкости связан с поверхностью детали. Механические колебания, полученные от действия переменного магнитного поля на пьезоэлектрическую пластинку излучателя, распространяются по толще металла и достигают противоположной стороны сечения. Отражаясь, возвращаются и через жидкую среду возбуждают в пьезоэлектрическом приемнике (приемном щупе) электрические колебания, которые после усиления высвечивают на индикаторе характер прохождения колебаний. Если препятствий, мешающих прохождению колебаний, не оказалось, амплитуды прямого и отраженного импульсов одинаковы. При наличии дефекта импульсных пиков будет три, причем отраженный от дефекта - меньший (рис. 4.4). Во время работы дефектоскопа колебания возбуждаются не непрерывно, а короткими импульсами. Существует несколько тапов дефектоскопов и наборов щупов. [c.157]

Г. подразделяют на эл.-динамические, эл.-статические, пневматические, ионные. Наиб, распространены (до 99%) Г. эл.-динамич. типа, в к-рых вынужденные колебания диафрагмы (диффузора) обусловлены взаимодействием перем. тока в проводнике (в связанной с диафрагмой катушке) и пост. магп. поля. В эл.-статич. Г. колебания вызываются кулоновы.ми силами между обкладками конденсатора, к к-рым подводится перем. напряжение. Такие Г. обладают весьма высокими показателями, особенно как Б Ч-излучатели многополосных систем, поэтому они применяются иногда для излучения самых высоких частот (10—20 кГц). В пневматич. Г. звуковое поле создаётся путём модуляции воздушного потока от компрессора. Г. этого типа могут быть очень мощными, но качество их низкое и велик уровень собств. шума, обусловленного турбулентностью модулируемого воздушного потока. Их применяют, когда требуется очень большая мощность, напр, в устройствах ПВО, судовых устройствах, для создания звуковых полей высокой интенсивности и т. п. В ионных Г. используется коронный ВЧ-разряд в воздухе. Разрядник располагается в горле рупора, и к нему подводится модулированное по амплитуде сигналом звуковой частоты высокочастотное электрич, напряжение. Акустич. сигнал возникает вследствие изменения темп-ры и объёма газа в разряднике и излучается через рупор в окружающее пространство. Ионные Г., в принципе, могут обеспечить высокое качество, однако они технологически сложны, дороги и пока распространения не получили. [c.539]

Аналогичным образом изменяются при акустическом воздействии на струю и характеристики ее ближнего звукового поля. Из представленных на рис. 3.3,а и 3.3,6 спектров пульсаций давления, измеренных в третьок-тавных полосах частот [3.2,3.4] в ближнем акустическом поле струи при ее низкочастотном и высокочастотном акустическом возбуждении, следует, что в первом случае возбуждение приводит к увеличению широкополосно- [c.114]

Важные результаты при экспериментальном исследовании влияния акустического возбуждения струи на ее дальнее звуковое поле получил Мур [3.23]. Им были рассмотрены случаи как низкочастотного, так и высокочастотного возбуадения. Исследовались дозвуковые турбулентные струи с турбулентным пограничным слоем в выходном сечении сопла (Мо = = 0,2 - 1,0 Re = 3 10 ) при продольном облучении плоскими волнами. [c.116]

При распространении интенсивного высокочастотного звукового пучка (частоты со) в среде, возмущенной слабой низкочастотной волной (частоты Л), происходит М0ДУЛЯЩ1Я высокочастотного поля, приводящая к появлению комбинащюнных тонов на частотах со+П. При зтом область взаимодействия может служить бестелесной приемной антенной, размеры которой определяют характеристику направленности. [c.137]

Возникала и другая проблема шум на территории завода и вблизи него попадал в диапазон уровней возможного повреждения слуха. Хотя источники шума не находились в замкнутом пространстве, тем ие ме нее возникало достаточно отражений, образующих полуреверберационное звуковое поле, так что определить источники высокочастотного шума по слуху было невозможно. В этом случае снова измерение вибраций различных поверхностей, выполненное сначала на слух при помощи одного варианта стетоскопа, известного под названием тектаскоп, затем — при помощи акселерометра и шумомера, позволило установить, что шум исходит из участка трубы между выхлопным клапаном и выхлопной трубой. Выхлопная труба была снабжена стандартным для подобных установок ре-активно-поглощающим высокочастотным глушителем, состоящим из конической камеры, заполненной кольцами из нержавеющей сгали. [c.275]

Когда две точки поворота не близки, высокочастотную асимптотику звукового поля можно получить по формулам п. 9.2. Они, однако, теряют применимость при 121 — 2 2 ( - 0. В этом случае нужно воспользоваться функцией сравнения, имеющей два нуля. Простейшим эталонным уравнением требуемого вида будет [c.182]

Поскольку эталонное уравнение, допускающее точное решение в изученных специальных функ1щях и содержащее весь набор особенностей волнового уравнения (9.54), нам неизвестно, то нет возможности построить равномерную высокочастотную асимптотику звукового поля. Будем описывать его набором локальных асимптотик. Их структура зависит от значения параметров а, 2 [c.189]

Заметим, что волновое уравнение (8.1), из которого мы исходим определяет только полное значение звукового поля. Разбиение же послед него на сумму падающей и отраженной волн, как это сделано выше, сопря жено с некоторой степенью произвола. Исключением являются лишь слу чаи однородной среды или среды с медленно меняющимися свойствами когда речь идет о главных членах высокочастотного асимптотического разложения поля. Только тогда звуковое поле однозначно можно разложить на волны, распространяюищеся в ту и другую стороны. [c.201]

В произвольной слоистой среде высокочастотное поле точечного источника также может быть представлено интегралом (12.14) или суммой интегралов того же вида, но, конечно, с другими функциями Р д) и /(<7) (см. п. 16.2). Обозначим точку ветвления подьштегральной функции через <7 ,. Четность числа пересечений разреза при деформации контура интегрирования меняется, когда точка <7 = <7 попадает на путь скорейшего спуска. Следовательно, при <7 <7й соотношения (14.13) являются уравнением границы области наблюдения боковой волны для слоистой среды весьма общего вида. Если подьштегральное вьфажеиие имеет полюс в точке <7 = <7р, затрагиваемый при деформации контура интегрирования, то при <7=<7р соотношения (14.13) служат уравнением границы области наблюдения соответствующей полюсу дифракционной компоненты звукового поля (например, поверхностной или вытекающей волны при отражении от слоистого полупространства). [c.310]

Метод эталонных функций. Высокочастотное волновое поле в произвольной плавно-неоднородной среде может быть представлено в виде интеграла (17.1) методом канонического оператора Члслоъя [189, 192]. Поэтому формула (17.19) п. 17.1, прн вьшоде которой использовано только существование интегрального представления, описывает звуковое поле в окрестности простой каустики не только в слоистой, но и в трехмернонеоднородной среде. [c.369]

Из численных методов отметим прямую оценку поля по его интегральному представлению (см. 12), метод нормальных волн в волноводных задачах (см. 15), гибридные подходы, где звуковое поле представляется в виде смеси мод и не имеющих каустик пучей [65, 160, 354, 407], метод параболического уравнения [112, 175, 243], а также метод суммирования гауссовых пучков [22, 23, 477]. Под гауссовым пучком в зтом контексте понимают высокочастотное асимптотическое решение волнового уравнения, сосредоточенное в окрестности луча. Поля гауссовых пучков не имеют особенностей на каустиках [19. 22]. О применении метода суммирования гауссовых пучков к расчету волновых полей в неоднородаой жидкости или упругой среде, в том числе при наличии сложных фокусировок, см.[136, 141. 325, 379, 477], атакжеобзор [22]. Отметим, что в изотропной упругой среде фокусировка поля в окрестности каустического клюва проявляется сильнее, чем в жидкости [22]. [c.385]

Применение акустооптич е с к о й дифракции. Д.с. на у. позволяет определять по изменению интенсивности света в дифракционных спектрах характеристики звукового поля (звуковое давление, интенсивность звука и т. п.), практически не возмуш ая поля. С помо-ш,ью Д.с. на у. измеряют поглош ение и скорость ультразвука в дхшпазоне частот от нескольких МГц до нескольких ГГц (в жидкостях) и до нескольких десятков ГГц (в твёрдых телах), модули упругости 2-го и 3-го порядков, упругооптич. и магнитоупругие свойства материалов. Возможность спектрального анализа звукового сигнала акустооптич. методами позволяет исследовать отклонение формы профиля звуковой волны от синусоидальной из-за нелинейных искажений (см. Нелинейные эффекты). Для низкочастотного звука такое отклонение связано с асимметрией в пнтенсив-ностях спектров положительных и отрицательных порядков при дифракции Рамана—Ната. В случае высокочастотного звука нелинейные эффекты проявляются в появлении дифракционных максимумов 2-го и более высоких порядков при брэгговской дифракции. Д. с. на у. применяется для модуляции и отклонения света, в различных устройствах акустооптики (в модуляторах света, дефлекторах, фильтрах). Широко используется Д. с. на у. при оптико-акустич. обработке сигналов, для приёма сигналов в УЗ-вых линиях задержки и др. [c.131]

Наличие температурного градиента, направленного навстречу градиенту влажности, может до некоторой степени снижать скорость сушки при совместном действии горячего газа и звукового поля. Поэтому наиболее рационально сочетать акустический и высокочастотный методы сушки [86]. Первый интенсивно удаляет влагу с поверхности сушащегося материала, а высокочастотный нагрев влаги внутри образца способствует ускоренной подаче ее на поверхность. При таком сочетании методов повышается влагопроводность и термовлагопроводность материала. [c.635]

Особое преимущество таких кристаллических микрофонов состоит в том, что их можно выполнить акустически жесткими иными словами, их акустическое сопротивление может быть сделано большим по сравнению с акустическим сопротивлением окружающей среды ). Только в этом случае приемник звука не оказывает обратной реакции на звуковое поле. Для уменьшения влияния микрофона на поле размеры его должны быть малы по сравнению с длиной звуковой волны. Особое внимание при конструировании микрофонов следует обращать на акустическую изоляцию звукочувствительного элемента от держателя в противном случае микрофон будет реагировать не только на собственно звуковое поле, но и на вибрации держателя. Кроме того, для защиты микрофона и соединительного кабеля от электрических высокочастотных наводок как тот, так и другой должны быть хорошо экранированы. Вильямс, Кек и Смит [4428, 4429] выполнили исследование влияния помех, [c.153]

Наибольшее увеличение широкополосного шума было достигнуто при St 1,5 и Мо = 0,2 -0,7. При этом среднеквадратичные значения пульсаций давления в звуковой волне на срезе сопла не превышали 0,08% от динамического давления. Автор отметил обшность механизмов снижения широкополосного шума в дальнем поле струи и ослабления турбулентного перемешивания в струе при ее высокочастотном акустическом возбуждении со ссылкой на рабо [3.1]. [c.116]

Несмотря на значительные усилия по уменьшению шума рулевого винта, на многих вертолетах именно он является источником наиболее сильного и неприятного шума, уступающего только хлопкам лопастей. Ограничения, связываюш,ие конструктора при создании малошумящего рулевого винта (обычно ограничение концевой скорости), приводят к небольшому ухудшению его аэродинамических характеристик, которое допустимо, поскольку рулевой винт потребляет лишь малую часть обш,ей мош,ности. В основном источники образования шума у рулевого винта те же, что и у несуш,его, но его основная частота значительно выше (от 40 до 120 Гц). Вследствие этого по субъективным оценкам для рулевого винта наиболее суш,е-ствен шум враш,ения лопастей. Двигатель и трансмиссия вертолета являются источниками высокочастотного шума, суш,ествен-ного лишь внутри вертолета и в ближнем поле звукового излучения. Поскольку высокочастотный шум быстро затухает с увеличением расстояния, шум дальнего поля в основном определяется винтами вертолета. [c.824]

Импульсные методы измерения скорости звука позволяют измерять число длин волн, укладывающихся на акустическом пути, а также определять фазовые сдвиги, приобретенные волной при отражении от границ разных частей звукопровода. Поскольку вводимые в образец импульсы являются высокочастотными (1—100 МГц), длина волны существенно меньше поперечных геометрических размеров образца, что можно рассматривать как случай свободного распространения волн в полубесконечной среде (случай нормальной дифракции). Это позволяет достаточно точно рассчитывать поправки на создающееся в образце дифракционное поле плоского излучателя, причем эти поправки не зависят от упругих свойств изотропного материала. Для введения з образец звукового импульса используют обычно кварцевый преобразователь который приклеивают в случае работы на о т р а ж е-н и е к одному из плоскопараллельных торцов образца, а в случае работы на прохождение импульса — к обоим торцам. Радиоимпульс от генератора, работаю1цего на основной частоте преобразователя, возбуждает в пьезопреобразователе упругую волну, передающуюся в образец. С помощью пьезопреобразователя в образце можно возбуждать продольную и поперечную волны. [c.262]

Наиболее широкое (расдространение для записи звуковых программ получил другой способ — запись с высокочастотным (ультразвуковым) подмагничивающим полем. В этом случае носитель предварительно размагничивается, а в головку записи подается сумма тока сигнала с высокочастотным током, частота которого в несколько раз выше верхней частоты диапазона сигнала. Элементарная картина расположения зон намагничения носителя в этом случае представлена на рис. 6.25. При считывании такой записи в местах, где сигнал отсутствует и зоны противоположного намагничения ультразвуковым полем смещения одинаковы по величине, средний поток рассеяния, охватываемый воспроизводящей головкой, из-за взаимной компенсации потоков соседних зон будет равен нулю. При появлении сигнала зоны противоположного намагничения перестают быть равными— появляются потоки рассеяния, которые затем считываются воспроизводящей головкой. С помощью этой модели можно качественно показать, что должна существовать некоторая оптимальная амплитуда подмагничивающего поля, при которой нелинейные искажения сигнала минимальны и запись возможна до некоторой наибольшей амплитуды сигнала при данной толщине магнитного слоя носителя. [c.262]

Так как мгновенное значение напряженности поля является суммой напряженностей полей сигнала звуковой частоты и высокочастотного подмагничивания, то большое влияние на самостирапие оказывает величина амплитуды поля высокочастотного подмагничивания. При ее большой величине самостирание происходит на всех частотах и отдача фонограммы уменьшается. [c.248]

Смотреть страницы где упоминается термин Высокочастотные звуковые поля : [c.369] [c.394] [c.141] [c.24] [c.501] [c.175] [c.101] [c.539] [c.145] [c.77] [c.301] [c.291] [c.158] [c.249] [c.83]

Смотреть главы в:

Акустика слоистых сред -> Высокочастотные звуковые поля

ПОИСК

Высокочастотные поля

Звуковое поле

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...