Отражение плоской волны от плоского отражателя

При контроле наклонным преобразователем используют искусственные отражатели, подобные применяемым при контроле прямым преобразователем. При этом плоские отражатели располагаются так, чтобы плоскость была ориентирована перпендикулярно акустической оси. Помимо этого используют также отражатели, дающие большие эхосигналы благодаря угловому эффекту, т. е. двукратному отражению акустических волн от поверхности отражателя и перпендикулярно расположенной к нему поверхности ОК. К таким отражателям относят двугранный угол, зарубку, угловое цилиндрическое отверстие. [c.118]

ОТРАЖЕНИЕ ПЛОСКОЙ ВОЛНЫ ОТ ПЛОСКОГО ОТРАЖАТЕЛЯ [c.113]

Классический пример незеркального отражения дает э4х )ект полного обратного отражения Я-поляризованной плоской волны от идеально проводящего эшелетта с прямым зубцом, когда волновой вектор падающей волны перпендикулярен одной из граней зубца решетки, а вдоль другой грани при условии (4.2) укладывается целое число полуволн. В этом случае W-n = 1 и Wm =0 для тФ—п. При -поляризации эшелетт также способен к сильной (однако неполной) концентрации энергии в одной из высших гармоник спектра [25]. Аналогичные эффекты (в основном в случае Я-поляризации) отмечались и при взаимодействии волн с другими периодическими отражателями. При этом в [280], пожалуй, впервые было показано, что 100 %-ное авто коллимационное отражение возможно и на гребенке не только для Я-, но и для -поляризованных волн. Причем это явление связывалось с существованием комплексных корней соответствующих дисперсионных уравнений. Позже различными авторами исследовались отдельные стороны незеркального отражения от гребенки возможность полного отражения сразу на двух поляризациях [79], влияние профиля и конечной проводимости решетки на амплитуду минус первой волны 181] и возможные приложения [78]. [c.170]

На рис. 5.12 направления отраженной и теневой волн от наклонного отражателя получены с применением принципа Гюйгенса. Волновой фронт падающей плоской волны как раз достиг дальнего края круглого диска. И от передней, и от задней стороны диска расходятся элементарные сферические волны, нз которых строятся отраженная волна (эхо) и теневая волна. [c.125]

В отличие от плоского зеркала, при значениях 0 средняя интенсивность отраженного от уголка излучения не только не уменьшается из-за корреляции волн, распространяющихся навстречу друг другу, а наоборот, становится максимальной. Происходит это вследствие компенсации вызванных турбулентностью случайных смещений отраженного лазерного пучка за счет поворота поля падающего на отражатель излучения на угол 180° [c.168]

В случае уголкового отражателя (2.79) пространственная структура флуктуаций интенсивности отраженного излучения становится иной. В частности, корреляционная функция интенсивности плоской волны, отраженной от уголка, размеры которого зна- [c.176]

Вопросы дифракции плоской акустической волны на некоторых отражателях рассмотрены в 1.4. Здесь будет показано, как использовать результаты дифракционной теории для расчета акустического тракта, т. е. как учесть особенности полей излучения и приема преобразователя. Кроме того, в этом разделе изложены приближенные и (более простые) способы расчета отражения, пригодные, когда размеры отражателя больше длины волны энергетическое приближение, основанное на представлениях лучевой акустики, и метод Кирхгофа. Согласно последнему каждую точку освещенной поверхности плоского отражателя рассматривают как вторичный излучатель волн, а поле отраженной волны вне отражателя считают равным нулю. В приводимом далее выводе формул акустического тракта пе учтено затухание ультразвука. Чтобы учесть этот эффект, следует ввести во все формулы для контактных прямых преобразователей множитель e-2 где г — расстояние от преобразователя до отражателя, а для преобразователей с акустической задержкой — множитель , в котором Га и г в — средние пути ультразвука в задержке и изделии, а 6а и Ьв — затухание ультразвука в этих средах. [c.108]

Основное преимущество применения 57/-волн в отличие от 5К-волн состоит в независимости коэффициента отражения их от угла падения на плоский отражатель, т.е. для них отсутствует третий критический угол и соответственно трансформация волн, что часто служит причиной появления ложных сигналов (рис. 16.88). [c.304]

Шероховатость поверхности отражателя ослабляет амплитуду зеркально-отраженного сигнала, когда величина неровностей превосходит Я/3. Нерегулярные неровности на поверхности плоского отражателя, размеры которых соизмеримы с длиной волны, вызывают равномерное рассеяние звука по всем направлениям с максимумом при нормальном падении. Регулярные неровности типа рисок вызывают появление добавочных максимумов, подобных наблюдаемым от дифракционной оптической решетки. Если неровности превосходят длину волны, то эффект зеркального отражения чувствуется слабо, эхо-сигнал сильно изменяется при вариации угла падения лучей и точки падения центрального луча. Модулируя частоту ультразвуковых колебаний, можно оценить степень неровности отражающей поверхности по соотношению амплитуд зеркально-отраженного и рассеянного сигналов. [c.146]

Третья плоская поверхность, перпендикулярная к двум другим, образует с ними угол, который отражает луч из любого пространственного угла параллельно самому себе. В оптике этот эффект, как известно, используют для отражения света как обратный отражатель, например глаз кошки. При падении плоской ультразвуковой волны эффект будет аналогичным. Однако следует учитывать результаты раздела 2.4 для случая а (отражение от границы твердое—газообразное) [c.61]

Можно представить себе затемненное пространство с зеркально отражающими плоскими стенками. В качестве дефектов в пей подвешены комочки из скомканной фольги. Наблюдатель должен найти их с помощью резко сфокусированного прожектора и оценить их размеры. При отражении от стенок он увидит что-либо лишь в том случае, если луч, отразившись, попадет в его глаз. Но даже если стенки запылены (что соответствует шероховатости), он все же увидит слабый свет. Представление о дефектах он получит по отдельным многочисленным бликам света, которые быстро колеблются при изменениях геометрии прожектора, отражателя и глаза. Однако от одного подвешенного ограниченного зеркальца он увидит единственное, но впрочем очень яркое отражение и только под одним (правильным) углом, а также в любом случае слабое рассеяние от его края. Хотя это сравнение не вполне удачно ввиду большой разницы в длинах волн между светом и ультразвуком, оно все же показывает трудности, а также и возможности решения нашей задачи для этого используется как зеркальное, (сильное) отражение, так и неизбежное рассеянное (слабое). [c.113]

Если отражатель имеет форму круглого диска диаметром Dr,, то его ближнее звуковое поле может быть рассчитано (см. раздел 4.1) по формуле (4.2), а характеристика направленности будет как на рис. 4.15, а. Если падающая волна возбуждается большим излучателем-передатчиком, то он одновременно является и приемником. При работе в импульсном режиме после излучения он принимает эхо от отражателя спустя промежуток. времени, равный удвоенному времени пробега до отражателя. Нас интересует его амплитуда, т. е. высота эхо-сигнала. Согласно разделу 7.2 предварительно принимается, что электрическое напряжение, измеренное как высота эха, пропорционально площади, на которую упала отраженная волна, и звуковому давлению. Если бы на рис. 5.2, а излучаемая волна в ее плоской части возвращалась бы назад от очень большого отражателя, то она приходила бы практически полностью, т. е. высота эхо-сигнала составила бы Но. Однако от отражателя возвращается только волна, соответствующая его гораздо меньшей площади, которая и даст эхо-сигнал высотой Нг- Отношение обоих этих эхо-сигналов очевидно соответствует отношению площадей отражателя и излучателя [c.115]

Этот метод имеет то преимущество, что он при достаточной точности позволяет обойтись малыми расстояниями в водяной ванне. Однако если в распоряжении имеется до 10 длин ближнего поля в воде, то можно воспользоваться и методикой с отражателем в виде пластины [491]. При помощи большого плоского отражателя снимают линейную характеристику дальнего поля, причем значения высоты эхо-импульсов, как указано выше, корректируют на затухание в воде. Ее экстраполяция до точки пересечения с линией О дБ (т. е. до высоты эхо-импульса от отражателя непосредственно перед преобразователем) тоже дает величину (я/2) Я. Последним методом можно определять также и длины ближнего поля искателей, размеры которых в разных направлениях сильно различаются, например длинных и узких, или же неравномерно возбужденных, типа гауссовских. В твердых телах для той же цели можно воспользоваться методом многократных отражений в пластине [1083], например для поперечных волн при работе с прямым искателем. [c.260]

На точность измерений с помощью интерферометров с плоской волной сильно влияют различные факторы, в частности дифракция, обусловленная конечными размерами источника, возбуждение релеев-ских мод за счет поперечных колебаний кристаллов кварца и отражение пучка стенками камеры. Точность зависит также от коэффициента поглощения жидкостей, который в конечном итоге ограничивает величину возможного перемещения отражателя (или приемника). В малопоглощающих жидкостях на частотах порядка 1 МГц при соответствующей конструкции аппаратуры можно достичь точности в несколько тысячных. Гюнтер сообщает о точности порядка 0,2% на 30 МГц и порядка 1% на 500 МГц, когда жидкость становится сильно поглощающей. [c.153]

Пусть оси X а у расположены так, как показано на этом рисунке, а положительное направление оси 2 совпадает с направлением от В к А. Рассмотрим однородную плоскую волну с произвольной поляризацией, падаюш ую на отражатель А. Будем считать составляюш ие вектора полиризации по осям х VI у равными соответственно щ и и . Составляющие в отраженной волне на отражателе А есть щ и v . Имеем, таким образом [c.123]

Даже в случае длинного пламени высокого давления, выходящего из горелки с малым отверстием, когда, по всей видимости, как отверстие, так и пламя (когда оно не возмущено) вполне симметричны, есть основание считать, что характер разбиения извилистый, или несимметричный. Пожалуй, наиболее легким путем, приводящим к такому заключению, является исследование поведения пламени, предоставленного действию стоячих звуковых волн — таких, какие можно получить путем наложения на прямые волны, исходящие из источника, дающего чистый тон, волн, отраженных перпендикулярно от плоского препятствия, например от плоской стеклянной пластинки. На основании аналогии с капиллярными струями, — аналогии, которая распространялась многими писавшими по этому вопросу дальше, чем это допускалось обстоятельствами, — пламя должно было бы возбуждаться, когда отверстие находится в узле, где давление изменяется сильнее всего, и оставаться индифферентным в пучности, где давление совершенно не изменяется. Нетрудно было экспериментально 2) показать, что фактически происходит как раз обратное. Источником звука служил птичий манок ( 371), а наблюдения производились путем передвигания горелки вперед и назад перед отражателем до тех пор, пока не находилось положение, в котором пламя было наименее возмущено. Такие положения были очень хорошо определены, и измерения показали, что расстояния от отражателя пропорциональны натуральному ряду чисел 1, 2, 3 и т. д., а следовательно, соответствуют узлам. Если бы эти положения совпадали с пучностями, то расстояния должны были бы образовать ряд, пропорциональный нечетным числам—1, 3, 5 и т. д. Длина волны звука, определяе- [c.390]

Рис. 5.12. Направления отражсн-нин и теневой волн от наклонно-расположенного дефекта гю-строеио по принципу Гюйгенса / — падающая плоская волна 2 — круглый дисковый отражатель 3 — теневая волна 4 — отраженная волна (эхо)

Сущность метода исследования диэлектриков в свободном пространстве (метода свободного пространства) состоит в сравнении параметров электромагнитной волны, прошедшей через геометрически правильный диэлектрический образец или им отраженной, с параметрами волны, проходящей то же пространство без образца, либо с волной, отраженной от идеального отражателя. Под идеальным отражателем понимается плоский металлический экран, практически не создающий при отражении электромагнитной волны потерь и фазовых искажений ее фронта. При измерениях по этой методике диэлек- [c.57]

ОТРАЖАТЕЛЬ УГОЛКОВЫЙ — искусственная радиолокационная цель (см. Радиолокация) с большой величиной эффективной площади рассеяния, слабо зависящей от угла падения электромагнитных волн. Эффективной площадью рассеяния цели S il наз. площадь гипотетич. плоской цели, обладающей тем же коэфф. отражения в заданном направлении, что и данная цель. О. у. состоит из трех вааилшо-нерпендикулярных металлич. плоскостей, обычно прямоугольной или треугольной формы. Луч, падающий на одну из граней под малым углом o к биссектрисе трехгранного угла ( os o близок к 1), после трехкратного отражения возвращается в направлении источника излучения. О. у. для лучей, приходящих в пределах значит, телесного угла, подобен зеркальному отражателю [для 2O = 00 Ротр/ лд== 8 %> ДЛЯ 2O = 90° (предельный случай) = 70%]. [c.561]

В качестве звукопроводов для устройств А. применяются искусственно выращиваемые монокристаллы диэлектриков, пьезоэлектрпков, полупроводников, в зависимости от назначения и характеристик устройства. В большинстве случаев — это пьезоэлектрич. монокристаллы кварца, ниобата лития, германата висмута, отличающиеся хорошими пьезоэлектрич. свойствами и высокой акустич. добротностью. Для изменения направления распространения акустич. пучка, что необходимо для увеличения времени задержки сигнала, в УЗ-вых линиях задержки и других устройствах применяются отражатели. В случае объёмных волн — это хорошо отполированные свободные плоские поверхности монокристаллпч. звукопровода, в случае ПАВ — решётки с периодом й пз металлич. или дп-электрич. полосок или канавок в звукопроводе (рпс. 1, б, в), установленные перпендикулярно плп наклонно к падающей волне. Интерференция ПАВ от большого чпсла отражателей позволяет получить высокий коэфф. отражения - отр узкой полосе частот. Так, при 100 полосках iioтp достигает 98% в узкой полосе с центральной частотой /о = гдо Сп — скорость ПАВ. [c.43]

На лрактике нельзя обойтись без других эталонных образцов кроме пластин, потому что уже для наклонных искателей в качестве замены отражателей от задней стенки нужны четверти окружностей различных радиусов. Более точные результаты могли бы дать плоские задние стенки под соответствующим углом, что однако снова привело бы к нежелательному разнообразию эталонных образцов. Однако имеются и другие случаи, когда нельзя обойтись без искусственных эталонных дефектов, а именно если нарушено прохождение звука через боковую стенку. Тогда и простые законы, на которых основывается построение АРД-диаграмм, оказываются недействительными. Важнейшими примерами являются трубы и плоские тела в виде пластин, в которых в местах дефекта появляются не поддающиеся обозрению зигзагообразные волны с угловыми отражениями. Здесь совершенно необходимы эталонные дефекты типа канавок и глухих отверстий. Нужно однако четко представлять себе, что эти дефекты не достигают целей, поставленных применением АРД-диаграмм или метода плоскодонных эталонных дефектов, эти методы позволяют получить эквивалентный отражатель первого рода, который для заданного естественного дефекта всегда имеет одну и ту же величину, даже если изменяется диаметр искателя и его частота, а также расстояние до дефекта. Следовательно, по АРД-диаграмме все контролеры, по крайней мере в принципе, должны получать на всех приборах и при всех настройках одинаковые значения. Все другие эталонные дефекты, как, например, канавка в трубе, дают эквивалентный отражатель лишь второго рода, т. е. он обеспечивает воспроизводимые результаты только в том случае, если все вышеназванные условия остаются неизменными. Он используется в первую очередь для того, чтобы проверить стабильность работы аппаратуры. В стандарте его можно регламентировать только в том случае, если будут регламентированы по крайней мере и некоторые другие переменные, например расстояние и частота работы искателя, что однако всегда влечет за собой недоразумения. [c.381]

Интерферометр можно использовать только для исследований с жидкостями и газами, поскольку его работа связана с переме-прением либо кристалла, либо отражателя внутри изучаемой среды. Прибор измеряет расстояние между двумя последовательными узлами колебаний. Измерение выполняется при помощи точно прокалиброванного микрометрического винта. Принцип, на котором работает ультразвуковой интерферометр, был предложен Пирсом в 1925 г. [3]. В основных чертах он заключается в следующем. Излучатель, обычно кристалл кварца, посылает в какую-либо среду ультразвуковые волны, эти волны падают на плоский диск и отражаются от него обратно к излучателю. Обычно отражатель соединен с микрометрическим винтом, при помощи которого его можно точно передвигать на очень малые расстояния. При передвижении отражателя измеряется ток в анодной цепи генератора, возбуждающего кварцевую пластинку, и отмечаются точки, в которых значения этого тока достигают минимума. С конструктивной стороны интерферометры могут значительно отличаться друг от друга, и этому вопросу посвящено большое количество работ. Один из наиболее точных интерферометров был построен Хаббардом и Лумисом [4]. Измеряя перемещение отражения на большое число длин волн, удается значительно повысить точность. Точность работы интерферометра, предназначенного для измерения длины волны, может достигать 1 100 [c.119]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...