Упругие механические колебания, распространяющиеся в воздухе, воспринимают обычно как звуки. Это — акустические колебания. Если их частота более 20 000 Гц (20 кГц), т. е. выше порога слышимости для человеческого уха, то такие колебания называют ультразвуковыми (УЗК). В дефектоскопии наиболее часто используют диапазон частот 0,5—10 МГц.
Упругие колебания могут быть возбуждены в твердых, жидких и газообразных средах. При этом колебательное движение возбужденных частиц благодаря наличию упругих сил между ними вызывает распространение упругой УЗ-волны, сопровождаемое переносом энергии.
Для получения УЗ-колебаннй применяют пьезоэлектрические, магнитострикционные, электромагнитио-акустические (ЭМЛ) и другие преобразователи. Наибольшее распространение получили пьезоэлектрические преобразователи.
Процесс распространения ультразвука в пространстве является волновым. Граница, отделяющая колеблющиеся частицы среды от частиц, еще не начавших колебаться, называется фронтом волны. Упругие волны характеризуются скоростью распространения С, длиной волны X и частотой колебаний /. При этом под длиной волны понимается расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися одинаковым образом (в одинаковой фазе). Число волн, проходящих через данную точку пространства в каждую секунду, определяет частоту УЗ-колебаний. Длина волны связана со скоростью ее распространения соотношением
В зависимости от направления колебания частиц различают несколько типов волн. Если частицы среды колеблются вдоль распространения волны, то такие волны (рис. 1,а) называются продольными (волнами растяжения-сжатия). В случае, если частицы среды колеблются перпендикулярно к направлению распространения волны, то это волны (рис. 1,б) — поперечные (волны сдвига). Поперечные волны могут возникать лишь в среде, обладающей сопротивлением сдвига. Поэтому в жидкой и газообразной средах образуются только продольные волны. В твердой среде могут возникать как продольные, так и поперечные волны.
Кроме поперечных и продольных волн, в твердых телах могут быть возбуждены волны других типов. Вдоль свободной поверхности тела могут распространяться п о-верхностные волны (волны Рэлея). Они являются комбинацией поперечных и продольных волн. Плоскость поляризации у них, т. е. плоскость, в которой колеблются частицы среды, перпендикулярна к поверхности. Глубина распространения этих волн в теле примерно равна длине волны, а скорость составляет СRе = 0,9Сt (рис. 1, в).
В тонких листах или в изделиях, толщина которых соизмерима с длиной волны, распространяются пластиночные волны (волны Лэмба). Они занимают всю толщину пластины (рис. 1, г).
В плакирующих слоях биметаллических листов могут распространяться поверхностные волны с горизонтальной поляризацией (волны Лява).
Пространство, в котором распространяются УЗ-волны, называют ультразвуковым полем. УЗ-волна в направлении своего движения несет определенную энергию. Количество энергии, переносимое УЗ-волной за 1 с через 1 см2 площади, перпендикулярной к направлению распространения, называется интенсивностью ультразвука I. Для плоской волны при амплитуде смещения А
Произведение скорости С ультразвука на плотность Р среды называется удельным акустическим сопротивлением. Значения Z=рС (С дано для продольной волны), характеризующие акустические свойства материалов.
Затухание УЗ-колебаний происходит но экспоненциальному закону
где Ло — амплитуда зондирующего импульса; - коэффициент затухания, см-1 .
Поскольку интенсивность ультразвука равна квадрату амплитуды, то снижение интенсивности вследствие затухания описывается формулой
На практике нет необходимости определять амплитуду А или интенсивность волны / в абсолютных единицах, а достаточно найти величину их относительного ослабления. Тогда для выражения относительной величины используют специальные единицы — децибелы.
Число децибел
Свойства ультразвука
Как показано на рис. 2 УЗ-колебания от генератора-излучателя ИП распространяются в материале изделия. При наличии дефекта Д образуется отраженное поле. За дефектом при его значительных размерах (».) имеется акустическая тень. Регистрируя с помощью приемника-преобразователя П1 ослабление
Рис.2 Схема УЗ-контроля материала:
Д —дефект; ИЛ — излучатель и приемник (совмещенная схема); П1 приемник о теневом методе; П2 приемник в эхо методе.
УЗ-волны или с помощью преобразователя П2 (или ИП) эхо, т. е. отраженную УЗ-волну, можно судить о наличии дефектов в материале. Это является основой двух наиболее распространенных методов УЗ-контроля: теневого и эхо-метода.
Наиболее важные дефектоскопические свойства УЗК'. направленность УЗК» ближняя и дальняя зоны преобразователей, отражение УЗК от несплошностей, затухание, трансформация УЗК.
Направленность УЗК - При излучении пьезоэлемеитом (рис. 2.5, а) импульса УЗК в среде возникает УЗ-поле, которое имеет вполне определенные пространственные границы. Угол расхождения фр зависит от соотношения длины волны и диаметра излучателя 2а:
Направленность УЗ-поля удобно представлять в виде графика в полярных координатах, называемого диаграммой направленности (рис. 3 в). Диаграмма характеризует угловую зависимость Ф (ф) амплитуды поля в дальней зоне. Полярный угол ф отсчиты
Наверняка у вас есть товары или услуги, продажа которых приносит вам максимальную прибыль. Для быстрого старта в сети вам необходимо создание посадочной страницы (одностраничного сайта), на которой будет размещена информация о маржинальных товарах/услугах интернет магазина. За 8 лет опыта разработки конверсионных страниц мы выработали оптимальную структуру, которая позволит привлекать через landing page больше продаж. На такую структуру «одевается» ваш контент — фирменный стиль, тексты, фотографии, уникальные торговые предложения, после чего страница выходит в свет. Разработка лендинга и запуск в сети — до 7 рабочих дней. Стоит отметить, что в разработку самой посадочной страницы входит и написание копирайтером продающих текстов для вашего бизнеса, чтобы каждый посетитель страницы захотел совершить покупку именно у вас. Результат: качественно разработаная продающая посадочная страница, которая готова приносить вам новых клиентов.