Величины, характеризующие ультразвуковую волну

Мы уже говорили о способах измерения скорости распространения звука и ультразвука интерференционными и импульсными методами, когда разбирали вопрос о распространении ультразвуковых волн в воздухе. Эти же методы применяются и для измерения скорости звука в жидкостях, например в воде. Если известна скорость звука в жидкости, легко определить её сжимаемость, величину очень важную в научных исследованиях и в технике. Кроме того, скорость распространения звука интересна и с другой точки зрения она характеризует физико-химические свойства жидкости. [c.270]

НИИ I, величина а характеризует размеры искателя в направлении Ь, а тем самым и остроту диаграммы направленности искателя в этом направлении. Как следует из вывода формулы (24), она применима при контроле любыми искателями как в контактно.м, так и в иммерсионно.м варианте дефектоскопии изделий в последнем случае вместо величины 2 в изделии следует брать сумму произведения то и величины г, где 2о—толщина слоя контактной жидкости, п — коэффициент преломления ультразвуковой волны на границе жидкость—изделие [7]. [c.138]

Коэфициент стоячей волны Как уже было указано, в том случае, когда ультразвуковая волна распространяется в теле конечных размеров, больших чем половина длины волны, в нем образуются стоячие волны. Поскольку практически такие условия часто встречаются, желательно иметь величину, характеризующую степень резкости стоячих волн. С подобным же положением дела мы встречаемся в электрических системах (поэтому мы применим те же способы описания). [c.117]

Экспериментатор может сделать за конечный промежуток времени лишь некоторое количество дел. Я нахожу обязательным, чтобы в лаборатории было готово к применению достаточное число методов измерения основных величин с тем, чтобы экспериментатор был, насколько это возможно, независим от техники в выборе направления исследований. Каждое десятилетие, начиная, конечно, с середины XIX столетия, характеризовалось чрезмерным использованием какого-то одного из известных в то время методов измерений, ограниченность которого много раз подсознательно предполагалась при попытках извлечь из него новые возможности. Одним из многих недавних примеров служат ультразвуковые методы были проделаны десятки тысяч измерений скорости волны в буквально сотнях типов конструкций и элементов в широком диапазоне температур при различных внешних давлениях и т. д., в результате этого за последние пятнадцать лет образовалась столь обширная литература, что трудно даже перечислить названия работ, не говоря уже о том, чтобы критически рассмотреть их. Вместе с тем лишь относительно немногие исследования по применению ультразвука касались различных аспектов общей механики твердого тела и в еш,е меньшем числе работ ставился вопрос об использовании для интерпретации результатов линейной теории упругости. [c.29]

Если Лн > м>о, то на входе нагрузки имеет место режим колебательного давления , а в случае i h <С — режим колебательной скорости [11]. Эти режимы соответственно характеризуются тем, что в нервом из них амплитуда колебательного давления больше, чем в режиме бегущей волны, а во втором — амплитуда колебательной скорости больше, чем в режиме бегущей волны. При этом предполагается, что передаваемая по волноводу колебательная мощность во всех указанных случаях будет одинаковая. Выбор того или другого режима определяется требованиями ультразвуковой технологии, с учетом к.п.д. волновода. При заданной величине затухания материала волновода потери в нем будут тем меньше, чем больше режим его работы приближается к режиму бегущей волны, поэтому режим стоячей волны можно применять при волноводах с малыми потерями. Переход к режиму бегущей волны в случае =f= можно осуществить при помощи согласующих устройств, рассматриваемых нами далее. [c.214]

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]

Как видно, здесь мы имеем существенное отличие характера поглощения упругих волн по сравнению с жидкостями и газами, где поглощение пропорционально квадрату частоты. Такой характер поглощения в твердых телах принято объяснять тем, что при прохождении упругой волны в твердом теле, упругость которого несовершенна, возникают потери на гистерезис. На рис. 277 схематически была представлена кривая, представляющая зависимость напряжения от деформации из этой кривой видно, что деформация точно не повторяется в течение цикла образуется петля, так называемая петля гистерезиса. Площадь этой петли характеризует ту механическую энергию, которая теряется в форме тепла ). На приведенном рисунке показан случай преувеличенной величины гистерезисной петли. В действительности, если бы для таких хорошо проводящих звук тел, как плавленый кварц, стекло и пр., мы какими-либо статическими методами, т. е. прикладывая какую-либо нагрузку к образцу и снимая ее, измеряя при этом величины деформации, попытались бы найти различие в поведении кривой деформации в зависимости от напряжения, то никакой гистерезисной петли мы не обнаружили бы. Этот эффект при малых деформациях, которые обычно имеют место при распространении упругих волн, чрезвычайно мал. Однако для упругих волн достаточно высокой частоты, при прохождении импульса давления, каждый слой материала поочередно совершает описанный выше цикл, число которых на ультразвуковых частотах составляет миллионы в секунду. Поэтому хотя сама гистерезисная петля может иметь ничтожную площадь, при большом числе циклов в секунду эффект накапливается и становится существенным. Из приведенных соображений ясно, что при гистерезисе потери должны быть пропорциональны числу циклов в секунду, т. е. поглощение упругих волн при этом должно быть пропорционально частоте, что стоит в согласии с приведенными выше экспериментальными данными. [c.478]

Ультразвуковые колебания характеризуются следующими параметрами частотой / , длиной волны А. и скоростью распространения волны с . Эти величины связаны зависимостью [c.260]

Среда, не обладающая сдвиговой упругостью. Если среда обладает идеальной текучестью (идеальная жидкость, га ч), то это соответствует отсутствию сдвиговой упругости ( упругости формы> ), т. е. для такой среды модуль сдвига (7 = 0. Следовательно, упругость идеально текучей изотропной среды характеризуется только одной константой упругости Я, которая в этом случае, согласно выражению (1.32), равна модулю всестороннего сжатия К. Благодаря отсутствию сдвиговых напряжений на любой элемент поверхности, выделенный внутри текучей среды, действует только нормальное напряжение (давление), которое является скалярной величиной. Соответственно любой элемент объема такой среды подвергается только всесгороннему сжатию. В последующих главах мы рассмотрим распространение ультразвуковых волн именно в таких средах, перейдя затем к средам, характеризующимся большим количеством линейных модулей упругости. [c.28]

Акустическая энергия, заключенная в единице сб-ьсма среды, через которую проходит ультразвук, называется плотностью энергии. Плотность энергии W V = со х/с) есть величина переменная. Поэтому ультразвуковую волну часто характеризуют средней по времени плотностью энергии. Среднее значение квадрата косинуса равно следовательно, средняя плотность энергии равна [c.9]

В Институте физики Земли АН СССР в течение 1946—1950 гг. был разработан и испытан прибор для моделирования сейсмических волновых процессов на ультразвуке—импульсный ультразвуковой сейсмоскоп (Ивакин, Бугров, 1951). С помощью излучателя сейсмоскопа в исследуемую среду, или модель, многократно посылаются короткие ультразвуковые импульсы. Ультразвуковые волны, прошедшие через исследуемую среду, принимаются в различных точках среды, или модели, с помощью пьезодатчиков, а затем осциллографически регистрируются при помощи электроннолучевой трубки. По полученным сейсмограммам можно измерять все величины, характеризующие условия распространения упругих волп время распространения отдельных волн, амплитуду преобладающих частот, а также изучать изменение формы колебаний. По этим замерам можно количественно исследовать вопросы физики распространения упругих волн в сложных средах с заранее известным строением или, наоборот, изучать строение ере-ды, неизвестное заранее, находить положение границ раздела между разнородными частями этой среды и определять их упругие свойства, т. е. решать прямую и обратную задачи. [c.46]

Эксперименты различаются по типу возбуждаемого импульса напряжений. При этом могут быть использованы монотонные импульсы сжатия в форме полуволны синусоиды о пологим участком нарастания напряжения, образуюш иеся в результате соударения с частицей, или импульсы с резким нарастанием напряжения, вызываемые воздействием взрывчатого вещества и ударных плит. Разложение Фурье для этих импульсов содержит значительную по величине составляющую с нулевой частотой. Ультразвуковые или синусоидальные импульсы характеризуются узким спектром, концентрирующимся в окрестности некоторой определенной частоты или длины волны. Волны этого типа идеальны для непосредственного определения соотношения дисперсии путем измерения групповых скоростей импульсов, в то время как при монотонном илшульсе дисперсия определяется косвенным образом по изменению формы импульса при его прохождении через материал. [c.303]

Обсуждая этот общий вопрос, мы должны заметить, что при возрастании амплитуды ультразвукового импульса (в относительных величинах это обычно характеризуют как появление волн конечной амплитуды) становятся заметными дисперсия и супергармоники. Разумеется, это еще раз делает очевидной нелинейность определяющих уравнений при инфинитезимальных деформациях. [c.458]

В этом разделе мы, следуя [16], рассмотрим теорию роста и захлопывания под действием звуковой волны одного кавитационного пузырька, заполиенного газом, предполагая, что количество газа в процессе изменения его объема остается постоянным жидкость несжимаема, ультразвуковое поле имеет синусоидальное распределение-плотности, звукового давления и дрзо-их характеризующих волну величин даже в непосредственной близости от пузырька максимальный диаметр пузырька меньше длины волны. [c.259]

Акустически неограниченные среды с постоянными физическими параметрами (значения которых остаются неизменными в процессе ультразвуковой обработки) характеризуются тем, что величина входного сопротивления среды, т. е. нагрузки, приложенной к излучателю, остается постоянной Zbx = onst, и не зависит от габаритов объекта обработки. Чтобы технологический объект удовлетворял этому требованию, его размеры и величина поглощения колебательной энергии в единице объема должны быть достаточными, чтобы можно было пренебречь реакцией отраженных волн на излучатель. Для акустически неограниченной жидкой среды сопротивление излучения Zh нагруженного на эту среду излучателя является входным сопротивлением среды, определяется ее параметрами, часто- [c.210]

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ И ПРИЕМНИКИ — устройства для преобразования в энергию ультразвуковых колебаний (см. Ультразвук) эпергии любого другого вида (ультразвуковые излучатели — У. и.), для индикации ультразвукового поля и измерения характеризующих его величин (ультразвуковые приемники — У. п.). Существуют различные типы У. и. и п., применяемые в зависимости от кон-к] етиых условий (области частот, ширииы полосы, интенсивности ультразвука, агрегатного состояния среды и ее темн-ры, типа волн и др.). [c.242]

Такие измерения желательно проводить в горных выработках, например в штольнях, с помощью ультразвуковых наблюдений в радиальных шпурах по методике профилирования, а также путем просвечивания между соседними шпурами. В результате выделяются четыре характерные зоны (см. рис. 89), причем за величину Го принимается скорость волн в зоне разфузки, а величина измеряется в пределах неизменной части масспиа, характеризующейся естественными напряжениями. Для болсс ил ложного определения Го и применяют специальные приемы, в час гности, построение суммарных годографов по данным ультразвукового профилирования, наподобие того, как это делается в сейсморазведке [33]. При отсутствии горных выработок за Го принимают значение скорости волн вблизи земной поверхности, а определяют любым способом с отнесением результата к определенной части массива. Понято, что точность таких оценок значительно ниже. [c.218]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...