Визуализация акустического поля

Основные положения. Теневые методы дефектоскопии относят к способам акустического контроля, основанным на определении свойств проверяемого объекта по изменению одного из параметров упругой волны, прошедшей через контролируемый участок изделия. Упругую волну излучают непрерывно или в виде импульсов. В качестве регистрируемого параметра используют амплитуду упругой волны, прошедшей через контролируемое изделие, реже — фазу или время прохождения. В качестве индикаторов регистрируемого параметра обычно используют радиоизмерительные устройства, иногда — средства визуализации акустических полей. [c.249]

Визуализация акустических полей. При одновременном озвучивании значительного объема изделия с применением методов отражения или прохождения для обнаружения дефектов на поверхности изделия возникает акустическое поле. В 50-е годы господствовало представление, что достаточно сделать видимым распределение амплитуд этого поля, чтобы получить довольно точное представление о расположении дефектов в изделии. В действительности дифракционные явления при взаимодействии волн с дефектами, а также сложная структура поля преобразователя существенно усложняет задачу расшифровки результатов контроля. [c.392]

Весьма перспективным представляется использование жидких кристаллов для визуализации акустических полей [8, 26]. С этой целью обычно применяется эффект селективного отражения света [c.353]

Визуализация акустического поля [c.97]

Разумеется, изображение акустического поля можно получить и непосредственно в перетяжке. Действительно, вычисляя интеграл в (1.41) при а>1 и W—>-0, найдем, что в перетяжке распределение поля дифрагированного света — прямоугольное. В плоскости дифракции протяженность дифрагированного поля равна Л/Л, т. е. длине пьезопреобразователя, уменьшенной в лД раз. Так как масштаб изображения мал, необходимо применять микроскоп. На практике в этом случае удобно сместить акустооптическое устройство относительно перетяжки, так чтобы последняя оказалась вне звукопровода. Примером визуализации акустического поля, осуществленной таким способом, служит рис. 6.4, на котором показана фотография акустического поля, излучаемого решеткой из четырех одинаковых преобразователей. На фотографии отчетливо видна трещина в правом крайнем преобразователе. [c.98]

Способы акустической визуализации. Краткая информация об основных способах преобразования акустических полей в поля оптических сигналов (изображения) приведена в табл. 21. [c.263]

МИКРОСКОПИЯ АКУСТИЧЕСКАЯ — совокупность методов визуализации микроструктуры и формы малых объектов с помощью УЗ- и гиперзвуковых волн. Она включает в себя также методы измерения локальных характеристик упругих и вязких свойств объекта и их распределений по его поверхности или внутри объёма. М. а. основана на том, что УЗ-волны, прошедшие, отражённые или рассеянные отд. участками объекта, имеют разл. характеристики (амплитуду, фазу и др.) в зависимости от локальных вязкоупругих свойств образца. Эти различия позволяют методами визуализации звуковых полей получать акустич. изображения на экране дисплея. В зависимости от способа преобразования акустич. полей в видимое изображение различают сканирующую лазерную М. а. и сканирующую растровую М. а. [c.148]

Некогерентные способы визуализации. Интегральное представление акустических полей. Краткая [c.292]

Ограничение чувствительности интерферометра связано с шумом фотоумножителя. В результате (см. задачу 1.5.4) чувствительность при приеме в 500 раз меньше, чем при использовании оптимального ПЭП. Кроме того, интерферометр — это довольно сложное, громоздкое, чувствительное к помехам устройство. В связи с этим лазерный способ приема находит применение лишь в исследовательских целях, например для точного измерения характеристик акустического поля или скорости звука в материалах. В дефектоскопии его применяют для визуализации колебаний больших участков поверхности при теневом методе контроля. [c.73]

В гл. 3 описываются системы визуализации ультразвуковых полей, основанные на использовании фотографических, тепловых, оптических, механических и электронных методов. Наибольшее внимание уделено электронным системам с применением электронно-акустических преобразователей типа трубки Соколова и цветного телевидения. Следует отметить, что уже сейчас разрешение таких систем не хуже разрешения рентгенов- [c.9]

С другой стороны, большая длина волны расширяет возможности ГНК, поскольку объекты, непрозрачные для оптических волн, становятся прозрачными для акустических. Это свойство позволяет разглядывать исследуемый объект по всему объему. Результатом применения такого акустического метода является изображение внутренней структуры трехмерного испытуемого объекта. Это изображение особенно полезно при определении местонахождения различных дефектов внутри исследуемого объекта. Акустическая голография обладает целым рядом других преимуществ при формировании видимых изображений облученного звуком объекта. В частности, к этим преимуществам относятся способность к визуализации трехмерного изображения в реальном времени, быстрая запись и обработка акустической информации, огромная глубина поля зрения, относительная нечувствительность к турбулентности окружающей среды, способность к переработке информации об объекте, полученной от отдельных выбранных точек объекта, определение местоположения дефектов в объектах и, наконец,способность регистрировать сигналы с существенно более низкими мощностями, чем в любом другом случае, [c.327]

Следует от.метить, что объемная запись совсем не ограничивается случаем регистрации во встречных пучках и главенствующий характер такой записи это далеко не абстрактная теоретическая истина. В действительности именно двумерная запись является редким исключением, которое в чистом виде встречается на практике только при визуализации акустических полей и полей радиодиапазона. На само м деле с помощью формулы (2) нетрудно подсчитать, что для видимого света с длиной волны X = 0,5 мкм при угле между референтной и объектной волнами 9 = 30° пространственный период картины интерференции, записываемой на голограмме, составляет около 1 мкм, в то время как толщина эмульсионного слоя фотопластинки обычно составляет не менее 6 мкм. Такое соотношение между параметрами эмульсионного слоя и интерференционной картины, как правило, достаточно для того, чтобы полностью подавить ложное изображение, даже в том случае, когда при записи голограммы используется схема Э, Лейта и Ю. Упатниекса. [c.63]

Визуализация звуковых полей. Задача визуализации акустических полей часто возникает при исследовании закономерностей излучения, дифракции и нелинейных взаимодействий звуковых волн, а также в различных практических приложениях — медицинской диагностике, неразрушающем контроле, подводном звуко-видении, сейсморазведке и т. д. К простейшим способам визуализации относится так называемый шлирен-метод, или метод темного поля (см., например, [8]), использующий раман-натовскую дифракцию света на звуке (рис. 13.10). В такой системе в отсутствие звукового поля экран остается темным, а при распространении звука появляются светлые детали, соответствующие дифракционным максимумам. Расстояния от ультразвукового пучка до линзы и от линзы до экрана обычно выбираются равными удвоенному фокусному расстоянию линзы. При этом на экране получается перевернутое неувеличенное изображение проекции звукового поля, [c.355]

Первой областью практического применения голографии была микроскопия. Еще Д. Габор предложил получать голограммы с помощью электронных волн в электронном микроскопе, а для их восстановления пользоваться видимым светом. Возможно и обратное — получать голограмму в видимом свете, а пользоваться ею для фокусировки рентгеновского излучения. С помощью голографии решается также проблема визуализации акустических полей и на ее основе ряд задач дефектоскопии, получения трехмерных изображений вн>т ренних органов живого человека, изучения рельефа морского дна, зву-колокации, звуконавнгации, поиска полезных нскопае-мых, исследования внутренней структуры земной коры. [c.98]

Оптическая томография применяется для визуализации акустического поля ультразвуковых излучателей 1101], которые широко используются в неразрушающей дефектоскопии и медицине. В даннсп работе различные проекции акустического поля получаются за счет вращения излучателя в плоскости верхней грани звуко-провода вокруг заданной оси. Зондирующий лазерный пучок света, ось которого перпендикулярна этой оси, испытывает дифракцию на исследуемом акустическом поле. Проекция акустического поля, как >1 Само поле, является комплексной функцией. Амплитуда проекции пропорциональна параметру Рамана—Ната, который в свою очередь определяется из интенсивности дифрагированною света. Поэтому в [101] предлагается амплитуду проекционных данных извлекать из распределения интенсивности света в изображении нулевого порядка дифракции. Однако фазу проекции акустическо- го псля получить из этих измерений нельзя. Для ее восстановления в работе используются различные итерационные алгоритмы типа -алгоритма Гершберга. После реконструкции фазы проекции про- [c.103]

Недавно широкое внимание привлекла проблема применения голографи,и для визуализации акустических полей [27]. Большинство методов акустической голографии базируется на технике голографии, разработанной для оптических полей, в которых фаза и амплитуда записываются на фотопленку в виде изменений степени почернения фотоэмульсии. Фотографирование производится в некоторой плоскости в зоне интерференции между опорным пучком и светом, рассеянным изучаемым объектом. Для регистрации на фотопленку звуковые волны должны [c.98]

Пьезопреобразователи в виде фазированных рещеток для управления параметрами акустического поля находят в УЗ-дефекто-скопии все большее распространение. Основные их преимущества состоят в значительном повышении производительности контроля по сравнению с механическим сканированием, возможности управления диаграммой направленности (изменение угла ввода и ширины пучка), обеспечении статической и динамической фокусировки. Применение фазированных решеток особенно эффективно при создании приборов, позволяющих осуществлять визуализацию изображений с развертками типа А, В и С. [c.174]

Применение высокочувствительных пьезоприемников позволило добиться значительных успехов в визуализации ультразвуковых полей, что при повышении рабочей частоты зондирующих пучков обеспечило значительный рост разрешения, в том числе при работе методами акустической голографии. Не будет преувеличе-нлем сказать, что прогресс в разработке пьезоприемников существенно способствовал широкому внедрению в практику, в том числе медицинскую, различных видов ультразвуковой дефектоскопии и акустического эмиссионного анализа, а также эхокардиографии и акустической визуализации рентгенопрозрачных внутренних органов, обеспечивающих резкое повышение возможностей диагностики в ряде сложных случаев. [c.144]

Изображения акустических полей с помощью сканирования. Виды изображений. Широкое распросфанение получили способы визуализации, основанные на последовательном сканировании объема объекта конфоля ульфазвуковым полем и совместного представления полученной информации в виде изображений В, С или В, о которых говорилось ранее. [c.293]

Но своему назначению акустич, фокусирующие системы могут быть разбиты на три основные группы излучающие, приемные и системы для получения звуковых изображений. Излучающие системы применяются для создания высокой интенсивности в фокальной области (см. Концентратор акустический) — для целей ультразвуковой технологии, а также при медицинских и биологич, исследованиях. Нри приеме акустич, волп Ф. з. применяется для повышения остроты характеристики направленности приемных устройств, что особенно существенно при наличии диффузного поля помех. Преобразователь располагается в фокальном пятне приемной системы. К системам, предназначенным для образования звукового изображения, предъявляются более жесткие требования, аналогичные требованиям, предъявляемым к оптич. объективам. Наряду с разрешающей способностью, определяемой размерами фокального пятна, требуется также отсутствие геометрич. и волновых аберраций (см. Аберрации оптических систем) в пределах заданного угла наблюдения. Получающееся в фокальной плоскости фокусирующей системы звуковое изображение, представляющее собой пространственное распределепие звуковой энергии, снец. методами преобразуется в видимое (см. Визуализация звуковых полей). [c.326]

В бО-х годах появление мощных источников когерентного све-la — лазеров — способствовало ускоренному развитию акустоопти-ческих исследований. Был установлен ряд новых экспериментальных закономерностей, например открыто стимулированное рассеяние света на тепловых акустических колебаниях — вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна. Потребности лазерной техники стимулировали развитие акустических методов управления лазерным излучением и акустооптической обработки сигналов [4—7J. Широкий размах получили работы по визуализации звуковых полей [8J и акустической голографии [9, 10]. В последнее время к этим областям прибавились также акустооптика жидких кристаллов, лазерная генерация звука [11] и фотоакустическая спектроскопия [12]. [c.339]

Основная трудность, стоящая на пути использования жидких кристаллов в качестве индикаторов звука, состоит в больших временах установления звуковых изображений в известных образцах кристаллов (обычно они составляют несколько секунд). Это препятствует применениям жидких кристаллов для визуализации быстро изменяющихся акустических полей. То же самое можно сказать и относительно использования жидкокристаллических ячеек в качестве акустооптических модуляторов, поскольку максимальные частоты модуляции обратно пропорциональны временам релаксации. Существенный прогресс в этой области, очевидно, связан с поиском новых быстрорелаксирующих жидких кристаллов. Это, однако, не относится к области использования жидких кристаллов в качестве запоминающих устройств [32], где большие времена релаксации, наоборот, желательны. [c.354]

Основной принцип получения акустич. голографич. изображений аналогичен оптич. Г. сначала регистрируется картина, полученная в результате интерференции двух звуковых волн — рассеянной предметом и опорной, а затем по полученной записи — акустической голограмме — восстанавливается либо исходное изображение предмета, либо структура рассеянного этим предметом поля на нек-ром расстоянии от него. В акустич. Г., особенно используюш,ей УЗ-вой диапазон частот, восстановление исходного поля по акустич. голограмме обычно производится с помощ,ью когерентного света подобно тому, как восстанавливается оптич. голограмма. С появлением быстродействуюш пх ЭВМ и развитием алгоритмов быстрого преобразования Фурье стало возможным осуществлять цифровое восстановление акустич. голограмм, особенно на низких и звуковых частотах. Для того чтобы оптически восстановить голограмму, её надо сделать видимой. С этой целью применяются различные способы визуализации звуковых полей. Оптич. изображение акустич. голограммы может быть зафиксировано на фотоплёнке и затем восстановлено в когерентном свете. [c.90]

К сожалению, имеющийся экспериментальный материал недостаточен для проверки применимости теории. Недавно Бёммель и Никитин [300] исследовали акустическое двойное лучепреломление коллоидного раствора триокиси вольфрама. Ориентирующее действие ультразвуковых волн для этого раствора можно видеть невооруженным глазом светлые области прохождения звуковых волн выделяются на темном фоне. Этим явлением можно воспользоваться для визуализации ультразвукового поля над колеблющимся кварцем и для изучения характера колебаний. [c.499]

Применение электронного луча для сканирования поверхности пьезопластины в целях визуализации ультразвукового поля впервые было предложено Соколовым в 1939 г. [12]. Электронно-акустический преобразователь (ЭАП) Соколова сейчас настолько хорошо разработан, что очень широко применяется при исследованиях и выпускается для продажи. За прошедшее десятилетие многочисленные исследования выявили особенности характеристик системы с трубкой Соколова и определили трудности, связанные с применением таких систем. [c.93]

Синтез изображений по сигналам, получаемым с датчиков физических полей. Это задача цифровой обработки сигналов датчиков, направленная на их преобразование в форму, пригодную для визуализации. Сюда, например, относится томографический синтез, цифровое восстановление акустических и радиоголограмм, формирование изображений в оптических и других системах с кодированной апертурой и т.д. [c.205]

ВЙД НОСТЬ (устар.), то же, что спектральная световая эффективность. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ЗВУКОВЙХ ПО-ЛЁЙ, методы получения видимой картины распределения величин, характеризующих звуковое поде. В. з. п. применяется для изучения звук, полей сложной формы, для целей дефектоскопии и медицинской диагностики, а также для визуализации акустич. изображений предметов, к-рые получены либо с помощью акустич. фокусирующих систем (звук, оптика), либо с помощью голографии акустической. Простейший пример В. з. п.— Хдадни фигуры. [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...