Свойства ультразвука

Каковы основные свойства ультразвука, используемые при УЗС [c.273]

В качестве опорного сигнала при контроле прямым и раздельно совмещенным искателями используется отражение от противоположной стенки изделия. При использовании наклонных искателей опорный сигнал обычно получают от двугранного угла свободного края изделия или тест-образ ца, в котором идентичные отражатели выполнены на разной глубине. Одно из основных свойств ультразвука— способность отражаться от границы раздела оред с разными акустическими сопротивлениями. [c.16]

Ультразвуковой метод обнаружения скрытых дефектов основан на свойстве ультразвука проходить через металлические изделия и отражаться до границы раздела двух сред, в том числе и от дефекта. [c.78]

Ультразвуковые волны с частотой 20 000 гц, лежащей выше предела слышимости, обладают способностью отражаться от маленьких дефектных участков. Другим свойством ультразвука является его способность распространяться по прямой линии в виде концентрированного потока, вместо того чтобы рассеиваться и искривляться вокруг узлов, как это происходит с длинными звуковыми волнами. [c.187]

Определяя скорость распространения ультразвуковых волн и пх затухание, можно определять интересующие нас свойства среды. Так, например, в однородной среде скорость распространения звука зависит как от плотности этой среды, так и от ее упругости. Самые незначительные примеси, например следы углекислоты пли водяных паров в воздухе, могут заметно изменить величину скорости распространения звуковых волн. Величина поглощения ультразвука при его распространении также зависит от свойств среды и, кроме того, от частоты колебаний. Эти свойства ультразвука позволяют с успехом применять его для контроля состояния и определения структуры различных сложных сред, не разрушая их п не нарушая их структуры, а возможность получения тонких, остронаправленных ультразвуковых пучков позволяет проводить этот контроль в строго определенном направлении. [c.59]

Ультразвуковой метод обнаружения скрытых дефектов основан на свойстве ультразвука проходить через металлические изделия и отражаться от границы раздела двух сред (в месте дефекта). На рис. 114 показана схема импульсного ультразвукового дефектоскопа. К поверхности детали 1 подводят излучатель 2 ультразвуковых колебаний, сообщающийся с генератором 3. При отсутствии дефекта в детали ультразвуковые колебания, отразившись от противоположной поверхности детали, возвратятся обратно и возбудят электрический сигнал в приемнике. При этом на экране электронно-лучевой трубки будут видны два всплеска А—излученный импульс и Б—отраженный от противоположной стенки детали (донный). [c.170]

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]

Ультразвуковой о н т р о л ь. Используется способность ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух сред, обладающих разными акустическими свойствами. Ультразвуком можно обнаружить трещины, шлаковые включения, непровары, поры. Л етоды ультразвуковой дефектоскопии установлены ГОСТом 14782—69. [c.207]

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]

С помощью ультразвука можно вызвать осаждение механических взвесей в жидкостях и коагуляцию истинно-коллоидных растворов. Это свойство ультразвука позволило предложить использовать его для очистки воды от загрязнений [268]. Механизм коагуляции коллоидных растворов с помощью ультразвука неясен. Существует точка зрения, согласно которой [c.267]

Длительность стадий образования физического контакта А и химического взаимодействия Б здесь существенно больше, чем при сварке плавлением, и зависит от ряда факторов физикохимических и механических свойств соединяемых материалов, состояния их поверхности, состава внешней среды, характера приложения давления и других средств активации (ультразвук, трение и т. д.). [c.14]

Ультразвуковой метод определения сварочных остаточных напряжений основан на зависимости скорости распространения ультразвуковой волны в металлах от напряженного состояния в них. Измеряют скорости распространения ультразвука на отдельном участке металла до сварки и после сварки, и по изменению скорости судят о значении остаточного напряжения. При измерении остаточных напряжений в шве и околошовной зоне неоднородность свойств может приводить к погрешностям результатов. Положительным свойством данного метода, так же как магнитоупругого, следует считать мобильность проведения экспериментов, не требующих больших подготовительных работ. [c.424]

Границы зерен оказывают существенное влияние на многие свойства кристаллов, в частности на электропроводность, поглощение ультразвука, оптические свойства и т. д. Наличие границ приводит к тому, что в поликристаллах коэффициент диффузии примесей значительно больше, чем в монокристаллах. [c.114]

В электромеханических излучателях ультразвук создается в результате преобразований колебаний переменного электрического тока соответствующей частоты в механические колебания излучателя. Устройство пьезоэлектрических излучателей основано на пьезоэлектрическом эффекте. Кристаллы целого ряда веществ (кварц, турмалин, титанат бария и т. д.) обладают замечательным свойством. [c.242]

Ультразвук применяют и для исследования свойств и структуры веществ. Большим преимуществом для этих целей ультразвуковых волн перед электромагнитными является значительно меньшая (на несколько порядков) скорость их распространения. Поэтому при равных частотах длина ультразвуковых волн существенно меньше. [c.246]

В ферритовых изделиях можно пробивать отверстия ультразвуком кроме того, ультразвук позволяет производить пайку ферритов между собой и с металлом. Ферритовые детали склеивают поли-стироловым, эпоксидным или другими клеями. Ферриты по своим свойствам делятся на магнитомягкие и магнитотвердые. [c.102]

Во втором издании (первое —в 1974 г.) рассмотрены дефекты, возникающие при производстве металлических полуфабрикатов и изготовлении деталей машин, виды контроля и методы обнаружения Дефектов. Изложены физические основы ультразвуковой дефектоскопии, контроля толщины и покрытий, структуры и физико-механи-ческих свойств металлов. Показаны особенности возбуждения и распространения ультразвука в изделиях, ограниченных плоскими и кривыми поверхностями. Приведены рекомендации по разработке методик контроля. [c.25]

Из рассмотренных акустических методов контроля наибольшее практическое применение находит эхо-метод им проверяют до 90 % всех объектов. Применяя волны различных типов, с его помощью решают задачи дефектоскопии поковок, литья, сварных соединений, многих неметаллических материалов. Эхо-метод используют также для измерения геометрических размеров изделий. Фиксируя время прихода донного сигнала и зная скорость ультразвука в материале, определяют толщину изделия при одностороннем доступе. Если толщина изделия известна, то по донному сигналу измеряют скорость, оценивают затухание ультразвука, а во этим параметрам определяют физико-механические свойства материалов. [c.100]

Теневой метод применяют вместо эхо-метода при исследовании физико-механических свойств материалов с большими коэффициентами затухания и рассеяния акустических волн, например, при контроле прочности бетона по скорости ультразвука. Для этой цели применяют не только теневой метод, но и (в более общем виде) метод прохождения. Например, излучатель и приемник располагают с одной стороны изделия на одной поверхности и измеряют время и амплитуду сквозного сигнала головной или поверхностной волны. [c.102]

Интегральный метод вынужденных колебаний применяют для определения модуля упругости материала по резонансным частотам продольных, изгибных или крутильных колебаний образцов простой геометрической формы, вырезанных из изделия, т. е. при разрушающих испытаниях. Последнее время этот метод используют для неразрушающего контроля небольших изделий абразивных кругов, турбинных лопаток. Появление дефектов или изменение свойств материалов определяют по изменению спектра резонансных частот. Свойства, связанные с затуханием ультразвука (изменение структуры, появление мелких трещин), контролируют по изменению добротности колебательной системы. Интегральный метод свободных колебаний используют для проверки бандажей вагонных колес или стеклянной посуды по чистоте звука. [c.102]

Ширина полосы пропускания и равномерность АЧХ являются важными характеристиками пьезопреобразователей. Чем шире полоса пропускания, тем выше разрешающая способность УЗ-приборов, меньше мертвая зона, ниже погрешность определения толщины изделия, координат, скорости ультразвука. Для некоторых приборов, например ультразвуковых спектроскопов, широкая и равномерная полоса пропускания частот преобразователей является определяющим фактором качества контроля. Анализ работы преобразователей с плоскопараллельными пьезоэлементами и слоями показывает, что для них характерны ограниченная, весьма узкая полоса пропускания и продолжительный переходный процесс. Это обусловлено в основном двумя причинами многократными отражениями УЗ-колебаний в конструктивных элементах преобразователя и наличием ярко выраженных резонансных свойств пьезоэлемента. С целью расширения полосы пропускания следует применять преобразователи с неоднородным электрическим полем, физические свойства пьезоэлементов которых изменяются по толщине. [c.161]

В результате линейная поляризация изменится на эллиптическую. Если в качестве приемника использовать линейно поляризованный пьезоэлемент, ориентированный параллельно излучающему, то амплитуда сигнала на нем достигнет максимума, когда разность фаз двух волн будет равна целому числу к, и минимума, когда Дер будет равно нечетному числу л. При модуляции частоты ультразвука амплитуды сигнала на приемнике принимают максимальные и минимальные значения. Измеряя две соседние частоты Д и /2, при которых наблюдаются минимумы, вычисляют отношение Дс/с = 0,5с/[/i (/2 — /1) 1, по которому определяют анизотропию упругих свойств. Этот принцип применен в установке Сигма-3 , обеспечивающей относительную погрешность измерения Дс/с не более 35-10 . [c.417]

На основании зависимости скорости ультразвука и плотности металла от структурного состояния стали поверхностно закаленный слой можно представить как акустически неоднородную среду, свойства которой закономерно меняются в пространстве. [c.423]

Перспективность применения способа наблюдения за донным сигналом (/ = 5 МГц) подтверждается рис. 9.24, г. В начальной стадии, как и ранее, наблюдалось улучшение прохождения ультразвука. Появление трещины вызвало снижение амплитуды донного сигнала. Это объясняется, по-видимому, восстановлением свойств металла, обусловленным снятием напряжений под действием разрушения. Одновременно наблюдалось появление осцилляций. При длине трещины 0,28 мм они достигали 2 дБ. [c.444]

Свойства ультразвука и особенности его распростряне ния, По физ. природе У. представляет собой упругие волны, и в этом он не отличается от звука, поэтому частотная граница между звуковыми и УЗ-волнами условна. Однако благодаря более высоким частотам и, следовательно, малым длинам волн (так, длины волн У. высоких частот в воздухе составляют 3,4-10 —3,4-10 см, в воде—1,5—1,5 10 см, в стали—5-10 — 5-10 см) имеет место ряд осо нностей распространения У. [c.215]

Природа звука и ультразвука одна и та же, однако длина ультразвуковых волн значительно меньше. Малая длина волны позволяет посылать ультразвук в желаемом направлении узким пучком, подобно лучу света. Ультразвуковые волны проходят металлы большой толщины почти не осл бквая. Но они заметно теряют мощность, если на пути встречается хотя бы очень тонкая трещина. Эти свойства ультразвука и легли в основу создания ультразвуковых дефектоскопов. [c.550]

Дефектоскопия использует для обнаружения скрытых дефектов магнитный метод (для металлических деталей), капиллярный метод, основанный на проникаемости специальных растворов, методы гидравлического пневматического опрессовывания, ультразвуковой метод, основанный на свойстве ультразвука проходить через металлические изделия и отражаться от границы раздела двух сред, в том числе и от дефекта. [c.61]

Тепловым воздействием ультразвука объясняется также его влияние на люминесценцию. Существует ряд способов использования этого свойства ультразвука. В одних случаях нагревание ослабляет (гасит) люминесценцию, в других, наоборот, усиливает, и тогда получается светлое изображеппе на темном фоне. [c.102]

Дефектоскопия использует для обнаружения скрытых дефектов магнитный метод —для металлических деталей, капиллярный метод, основанный на проникаемости специальных растворов, методы гидравлического пневматического опрессования, ультразвуковой метод, основанный на свойстве ультразвука проходить через метал- [c.196]

Таким образом, все кристаллические структуры всех веществ, особенно в масштабах микрообъемов, могут проявлять либо магни-тострикционные, либо пьезоэлектрические свойства. Количественно эти эффекты зависят от электрических и магнитных структур элементарных кристаллов. Совершенно очевидно, что внутри деталей, подвергаемых магнитострикционному или пьезоэлектрическому воздействию, чисто механические колебания кристаллов превращаются в конечном счете в тепло трения. Для сварки именно это свойство ультразвука и представляет наибольший интерес. [c.108]

При перечислении свойств ультразвуко-вых волн было отмечено, что максимальное огра--жение ультразвуковой энергии от границы раздела двух сред (в данном случае от дефекта) будет в том случае, если размер дефекта будет равен или больше ультразвуковой волны., -При этом при определенных условиях, как мы видели, на некотором рассто-янии1 за дефектом может образоваться полная звуковая тень. Образование максимальной возможной или полной тени за дефектом имеет решающее значение для максимальной разрешающей способности дефектоскопов теневого типа. Но для импульсных ультразвуковых дефектоскопов, работающих на отражение, вовсе не обязательно получение полной тени или даже полутени за дефектом. Пр хорошей чувстви- тельности усилительной части импульсного дефектоскопа достаточно получить незначительное отражение ультразвуковой энергии от дефекта и не имеет никакого значения, что за дефектом будет или не будет звуковая тень не имеет значения для этих дефектоскопов и явление дифракции за дефектом. На их чув- ствительность влияют лишь поглощение и рассеивание ультразвуковой энергии в испытуемом материале на пути между поверхностью, к которой приложен излучающая и приемная пластинки, и дефектом с увеличением глубины залегания дефектов, или толщины стенок контролируемых изделий. Чувствитель-ность ультразвукового метода резко падает за счет рассеяния и поглощения ультразвуковой энергии как прямого, так и обратного (отраженного) пучка излучений. [c.128]

Помещая источник звуковых колебаний под стеклянный колпак и постепенно удаляя из него воздух, можно легко показать, что звуковые волны будут существовать до тех пор, пока под колпаком остается воздух, через который они могут распространяться. Наличие материальной среды является веобходимым условием для передачи звуковых и ультразвуковых колебаний. Ультразвуковые волны могут распространяться в любых упругих телах. Распространение волны приводит к смещениям последующих элементов среды эти смещения распространяются все далее и далее. Если вещество упруго, то в нем имеется восстанавливающая сила, которая стремится возвратить каждый смещенньи элемент упругого тела обратно в первоначальное положение. Так как все среды обладают инерцией, то частица среды продолжает двигаться и после того, как она возвратилась в положение, из которого начала движение. Далее движение частицы происходит уже в противоположном направлении, частица достигает некоторого максимального отклонения, после чего снова возвращается к исходному положению. Таким образом частица соверщает колебания около своего начального положения. Когда в среде распространяется упругая волна, элементы среды соверщают различные движения по определенным траекториям. В зависимости от характера движения различают несколько типов ультразвуковых волн общие свойства ультразвука сохраняются независимо от типа волн. При прохождении ультразвуковой волны через какую-либо среду частицы среды получают смещения, причем частицы, более далекие по направлению распространения волны, начнут двигаться несколько позже, чем предшествующие им. Другими словами, фаза колебания частиц среды постепенно изменяется по мере распространения волны. Смещения частиц можно [c.11]

Свойства ультразвука и особенности его распространения. По физ. природе У. представляет собой упругие волны, и в этом он не отличается от звука, поэтому частотная граница между звуковыми и УЗ-выми волнами условна. Однако благодаря более высоким частотам и, следовательно, малым длинам волн (так, цлины волн У. высоких частот в воздухе составляют [c.780]

Что касается будушего, то, по-видимому, применение тонкопленочных пьезопреобразователей позволит довести чувствительность систем до уровня, при котором можно будет работать в диапазоне частот 50—100 Мгц. Необходимо заметить, что при достижении высокой разрешающей способности ультразвуковые системы равноценны многим применяемым рентгеновским системам, работающим на максимальной чувствительности. Ясно, что многие из первых трудностей применения систем визуализации ультразвуковых, изображений связаны с техническим выполнением. При разрешении этих проблем системы визуализации ультразвука должны найти широкое применение во многих областях неразрушающего контроля, где уникальные свойства ультразвука особенно полезны. [c.112]

Кроме кварца пьезоэлектрическими свойствами обладают такие широко используемые в технике кристаллы, как KDP — дигидрофосфат калия (КН2РО4), ADP — дигидрофосфат аммония ((NH4H2PO4), а также различные виды пьезокерамики. Пьезоэлектрики находят применение в качестве мощных излучателей и чувствительных приемников ультразвука, стабилизаторов частоты, электрических фильтров высоких и низких частот, трансформаторов напряжения и тока. [c.296]

В зависимости от назначения ультразвуковые приборы, как и другие приборы неразрушающего контроля, подразделяются на дефектоскопы для поиска и обнаружения дефектов, толщиномеры для измерения толщины стенок при одностороннем доступе к изделию или измерения толщины покрытий и слоев, анализаторы физико-механических свойств материала, служащие для измер)сния величины зерна, графитовых включений в чугунах, напряженного состояния объекта, упругих харс1ктеристик материала и остальных свойств, которые зависят от скорости прохождения ультразвука. [c.179]

ЕЕекоторые ферромагнитные металлы (никель, железо, кобальт п др.) и их сплавы обладают свойством сжиматься или расширяться под действием магнитного поля. Это явление, называемое маг-нитострикцией, используется для получения ультразвуков большой интенсивности в магнитострикционных излучателях. [c.243]

Металлы, применяемые на практике, имеют поликристалли-ческое строение, и затухание волн в них предопределяется дву.мя основными факторами рефракцией и рассеянием ультразвука вследствие анизотропии механических свойств металла. В результате рефракции фронт ультразвуковой волны отклоняется от прямолинейного направления распространения и амплитуда принимаемых сигналов резко падает. Помимо рефракции волна, падающая на границу кристаллов (.зерен), испытывает частичное отражение, преломление ультразвука и трансформацию, что и определяет механизм рассеяния. Рассеяние в отличие от рефракции приводит не только к ослаблению сигнала, но и образованию [c.21]

Отражение и прохождение ультразвука. Способность ультразвука отражаться от границ раздела сред с разными акустическими сопротивлениями характеризуется коэффициентом отражения R, представляюихим собой отиошение амплитуд давления в отраженной и падающей волнах R = Ротр1Ро- Именно на этом свойстве основано выявление дефектов при ультразвуковом контроле. При решении задачи отражения ультразвука эффективно воспользоваться понятием нормального импеданса, представляющего собой отношение акустического давления к нормальной составляющей колебательной скорости, за счет которой осуществляется перенос энергии из одной среды в другую [c.25]

В реальных условиях, когда излучатель продольной волны имеет ограниченные размеры, на линейно поляризованную поперечную волну, вводимую в изделие, накладывается так называемая естественная, или неполяризованная, поперечная волна. Она возникает в связи со случайными изменениями каких-либо свойств излучателя ультразвука, например неравномерностью распределения пьезомодулей по поверхности пьезопластины или случайными локальными нарушениями плоскости контактных поверхностей. Колебания частиц в таких волнах лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, [c.28]

Основная задача анализа акустического тракта — оценка степени ослабления излученного (зондирующего) сигнала, пришедшего на приемник. На пути к приемнику излученный сигнал ослабляется по ряду причин. Наиболее существенно на амплитуду результирующего сигнала влияют акустические свойства контролируемого материала (вкорость ультразвука, дисперсия скорости, затухание), определяющие его прозрачность для ультразвука геометрические параметры изделия (кривизна, параметры шероховатости поверхности, через которую вводится ультразвук), влияющие прежде всего через изменение прозрачности контактного слоя, а также габаритные размеры изделия в зоне прозвучивания свойства и геометрия акустической задержки, определяющие степень акустического согласования пары преобразователь—изделие электроакустические параметры излучателя и приемника (частота колебаний, длительность импульсов, материалы пьезоэлемента и переходных слоев) ориентация пьезоэлемента, его геометрические размеры размеры, ориентация, конфигурация, параметры шероховатости и материал (шлак, металл, газ) дефекта взаимное расположение излучателя, дефекта и приемника траектория сканирования. [c.103]

Отмеченные особенности конструкции и свойств сварных соединений определяют различные методические решения их дефектоскопии. Поэтому ниже рассмотрены методические приемы при контроле сварных соединений разных типов, на дефектоско-пичность которых влияют один или несколько факторов. Разная кривизна поверхности сосудов (практически плоские поверхности) и труб малого и среднего диаметра (менее 500 мм) в определенной мере обусловливает различия в методиках их контроля. Ограниченная площадь сечения шва, большая кривизна поверхности и неровностей периодического профиля арматуры железобетона предопределяют нетрадиционную методику их контроля. Крупный размер зерна и высокая анизотропия механических свойств ау-стенитных швов существенно затрудняют проведение УЗ К, поэтому для повышения достоверности контроля таких швов применяют специальные преобразователи и дефектоскопы, обеспечивающие повышение амплитуды полезного сигнала. Трудность УЗК сварных швов, выполненных контактной, диффузионной сваркой и сваркой трением, заключается в различии дефекта типа слипания, прозрачного для ультразвука. Особую группу конструкций составляют угловые, тавровые и нахлесточные соединения, в которых иногда ограничен доступ к месту контроля, а возможное расположение опасных дефектов в шве затрудняют их обнаружение. [c.316]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...