Прием и измерение ультразвука

Глава III ПРИЕМ И ИЗМЕРЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА [c.131]

Глава III. Прием и измерение ультразвука [c.132]

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]

Сложность количественного измерения коэффициента затухания привела к тому, что при практических измерениях физикомеханических параметров материала по затуханию ультразвука используют сравнительное измерение амплитуд сигналов, проходящих одинаковый путь в образце или изделии одинаковой формы и толщины при одинаковых условиях контакта с преобразователем. При резонансных и.змерениях сравнивают колебания [c.418]

В одной из первых работ [34] по исследованию распространения волн конечной амплитуды в твердых телах была сделана попытка определить увеличение затухания ультразвуковых волн в плексигласе при увеличении интенсивности ультразвука. Результат этой работы был отрицательным при увеличении интенсивности ультразвука затухание в пределах ошибки измерения не изменилось. С точки зрения нынешних представлений об искажении продольных волн в твердых телах этот результат вполне естественен, так как при использованных интенсивностях ультразвука нелинейные искажения малы (максимальное значение звукового давления второй гармоники составляет несколько процентов от звукового давления первой гармоники). При малых нелинейных искажениях мало и увеличение затухания (см. гл. 3, 4). [c.334]

При работе приемников ультразвука в интенсивных ультразвуковых полях, требование высокой чувствительности приемников, как правило, не является существенным. Иногда с успехом могут применяться приемники, чувствительность которых измеряется сотыми и даже тысячными долями мкв/бар. Однако могут быть слзгчаи, когда приемник ультразвука, предназначенный для работы в интенсивном ультразвуковом поле, должен иметь чувствительность, измеряемую сотнями и даже тысячами мкв/бар. Необходимость в таких приемниках может возникнуть, например, при приеме переменной составляющей радиационного давления (см. гл. 2, 2), которая составляет всего несколько десятков бар в ультразвуковом поле интенсивностью порядка 1 вт/см . Для такого рода измерений в основном и предназначены приемники с механической трансформацией ультразвукового давления, к описанию которых мы переходим. [c.349]

Полученные теоретические результаты для относительного коэффициента поглощения при Нес 1 и Ке 1 находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными. В качестве иллюстрации этого на рис. 24 [191 приведены сводные данные измерений коэффициента поглощения ультразвуковых волн с разной амплитудой в воде на расстояниях стабилизации формы волны, т. е. в области максимального поглощения. По оси абсцисс отложены локальные числа Рейнольдса, определяемые амплитудой давления в точке измерения. Сплошная кривая — теоретическая, построенная для о = 4. Точки относятся к измерениям, выполненным различными методами при разных частотах ультразвука в диапазоне 1- 10 МГц. [c.101]

В технике используются механические колебания в очень широком интервале частот — от нескольких герц до 200 МГц, или от инфразвука до ультразвука. Широкий интервал применяемых частот обусловлен тем, что характер их распространения и поглощения зависит от частоты. Ею определяются контролируемая зона, минимальная измеряемая толщина, степень поглощения и характер возбужденных волн. В ультразвуковой дефектоскопии используется целая гамма различных видов волн, которые отличаются друг от друга как направлениями распространения колебаний, так и характером колебаний. Механические колебания используются для выявления нарушения сплошности и измерения толщины. Свойство их поглощения при прохождении через контролируемую среду используется для нахождения мелких рассеянных инородных включений и пустот, оценки неоднородности зерна, структуры, определения плотности массы, внутренних напряжений, коэффициента вязкости, межкристаллитной коррозии, зоны поверхностного распространения. Большим достоинством методов и средств неразрушающего ультразвукового контроля является их универсальность — возможность применения как для металлов и сплавов, так и для керамики, полупроводников, пластических масс, бетона, фарфора, стекла, ферритов, твердых сплавов, т. е. таких синтетических материалов, которые находят все большее применение в технике. [c.548]

Экспериментальному изучению колебательной релаксации посвящено много работ. Подавляющее большинство из них выполнено методом измерения дисперсии и поглощения ультразвука (дисперсия и аномальное поглощение возникают в области частот ультразвука, сравнимых с обратным временем релаксации) и на ударных трубах. Первый метод дает времена релаксации при невысоких (комнатных) температурах, второй — в широком интервале температур вплоть до десяти тысяч градусов. [c.227]

Для измерения скорости и поглощения ультразвука в твёрдых телах использование интерферометра с бегущей волной встречает большие трудности мы не можем перемещать в твёрдом теле ультразвуковой приёмник, что легко осуществимо в газах и в жидкостях. Кроме того, так как в куске металла благодаря его конечным размерам и малому затуханию ультразвуковых волн всегда будут образовываться стоячие волны, подчас невозможно провести измерение скорости интерференционным методом и при фиксированном расстоянии между излучателем и приёмником ультразвука (изменяя частоту). [c.385]

Мы говорили уже, как могут быть измерены скорость и поглощение звуковых волн в твёрдых телах при помощи колебаний стержня. Этот метод измерения, представляющий собой по существу метод интерферометра со стоячими волнами, может быть применён не только для звуковых, но также и для ультразвуковых частот. Кроме такого способа измерения (о нём мы ещё скажем ниже), для определения скорости и поглощения ультразвука в твёрдых, непрозрачных для света телах на высоких частотах порядка миллионов н десятков миллионов колебаний в секунду применяется также импульсный метод. С этим методом мы уже имели случаи познакомиться раньше. [c.385]

Процесс распространения ультразвуковых волн определяется только материальными свойствами среды — ее плотностью, упругостью, вязкостью, внутренними механическими напряжениями, перемещением отдельных участков этой среды и т. д. Любое, самое малое изменение свойств прежде всего скажется на условиях распространения звуковой волны. Вместе с тем ультразвуковые волны малой интенсивности, распространяясь в какой-либо среде, не вызывают сами по себе никаких остаточных изменений в пей, так как уплотнения и разрежения, связанные с прохождением ультразвука, ничтожно малы. Поэтому все материальные свойства или их изменения можно исследовать и мерить при помощи ультразвуковых (или звуковых) волн, посылая их через исследуемую среду и наблюдая затем изменения, которые претерпевает волна. Акустические методы контроля состояния среды и измерения свойств вещества оказываются очень удобными, так как они достаточно точны, быстры и, что самое главное, пе нарушают структуру исследуемого образца или ход исследуемого процесса они не требуют взятия специальных проб, а могут производиться па месте — в реакторе, в тигле, на работающей детали или конструкции, при любых температурах и давлениях. [c.58]

Для индикации и измерения ультразвука широко используются эффекты, связанные с взаимодействием его со светом (см. Дифракция света на ультразвуке. Визуализация звуковых полей), а также целый ряд явлений, возникающих нод действием ультразвука появление постоянного тока или эдс в полупроводниках (акустоэлектрич. эффект, особенно сильный в пьезополупроводниках) подавление сигнала электронного парамагнитного резонанса в твердых телах (метод, применяемый на гитшрзвуконых частотах) различные вторичные эффекты в мощном ультразвуковом поле (фонтанирование на поверхности жидкости, механическое, химическое или тепловое действие кавитации, постоянные потоки в газах и жидкостях и др.). Нек-рые из типов приемников звукового диапазона могут быть применены в ультразвуковом диапазоне при амплитудной модуляции излучаемого ультразвука звуковой частотой. [c.242]

Значительно раньше использование, модуляциия для обнаружения и измерения ультразвука при-помощи приемника звуковой частоты предложил Иум пер [1647].- Ярыл1, ped. i [c.147]

Наибольшее количество работ по измерению поглощения волн конечной амплитуды проведено в жидкостях на частотах ультразвукового диапазона [24, 36, 42, 45, 48—54). На рис. 30 показаны результаты измерения поглощения волн конечной амплитуды в воде в области стабилизации по данньш различных авторов. Сплопгная кривая проведена для рх/Ьсо > 1 по (3.38) при Г = у = ге = 7,1. Наблюдающийся разброс экспериментальных результатов связан, с одной стороны, с теми трудностямп измерения коэффициента поглощения, о которых пита речь выпге, и, с другой стороны, с тем, что не все данные, по-видимому, относятся к области стабилизации волны ) этим можно объяснить отклонение экспериментальных резумьтатов в меньшую сторону. При наибольших интенсивностях ультразвука измерение поглощения в воде было проведено в [45]. Числа Рейнольдса в этих измерениях были 10 . В этой области а остается пропорциональным [c.169]

Нелинейные поправки к плотности энергии и интенсивности ультразвука при самых больших амплитудах ультразвуковых волн остаются значи-тельно ниже существующей точности абсолютных измерений энергетических величин, поэтому подробного их расчета во вгором приближении мы здесь не приводим, (ясылая интересующегося читателя к специальной литературе по нелинейно кустике [19, 20]. [c.104]

И скорость распространения ультразвуковых волн, и их поглощение существенно зависят от свойств среды, в которой они распространяются. А так как эти величины сравнительно легко поддаются экспериментальному определению, то, измеряя их, можно судить о свойствах и состоянии среды. На рис. 32 показана простейшая схема установки для быстрого измерения скорости распространения и поглощения ультразвука. В сосуде, в котором находится или через который протекает интересующее нас вещество, расположены друг против друга излучатель и приемник ультразвуковых волн. Если каким-либо способом измерить промежуток временит , который требуется ультразвуковому импульсу для прохождения отизлучателя до приемника, то, зная расстояние/)междуними,легкоопределить скорость звука с = О/х. С увеличением скорости ультразвука в исследуемой среде прошедший через нее импульс придет быстрее, при уменьшении скорости он несколько [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...