Влияние демпфера

Временная протяженность импульса τ - длительность импульса. От нее во многом зависит минимальный диапазон контролируемых толщин.

Д ля уменьшения τ применяют демпфирование колебаний. Но при этом уменьшается их амплитуда.

t время

τ_имп.1

t

τ_имп.2

τ_имп.3

1 2

Акустическое поле пэп

Ближняя зона

размером r_{бл -}

- область вблизи ПЭП, в

которой давление

изменяется немонотонно.

Дальняя зона –

о

Θ_max

бласть монотонного

изменения поля.

Θ_{max – полуширина основного лепестка диаграммы направленности}

13

Затухание

Затухание - способность среды гасить акустические волны.

Коэффициент затухания δ складывается из коэффициента поглощения δп и коэффициента рассеяния δр.

δ = δп + δр

При поглощении акустическая энергия переходит в тепловую, а при рассеянии энергия остается акустической, но она уходит из направленно распространяющейся волны.

Для жидкостей и газов δп ≡ f², δр=0

Для аморфных материалов (стекло, однородные пластмассы) δп ≡ f, δр=0.

Для металлов δп ≡ f.

δр зависит от соотношения среднего размера зерна D и длины волны ультразвука λ (или частоты). Рассеяние очень сильно сказывается в сталях аустенитного класса, бронзах, некоторых марках сплавов на медной основе, чугунах.

В сплавах на основе алюминия рассеяние мало.

Общий коэффициент затухания всегда возрастает с ростом частоты.

14

Волновые явления на границе раздела сред

Отражение - изменение направления распространения волны в той же среде.

ЗЕРКАЛЬНОЕ ОТРАЖЕНИЕ

ДИФФУЗНОЕ ОТРАЖЕНИЕ

Прохождение

Преломление - изменение направления распространения волны при переходе из одной среды в другую.

15

Граница раздела двух сред

Волновое сопротивление - Z = ρ C

ρ– плотность материала, С – скорость волны

сталь Z₁ сталь Z₁

Медь Z₂ воздух Z₂

Донная поверхность (она же Донная поверхность граница раздела двух сред)

Граница раздела двух сред

R - коэффициент отражения (по энергии)

D – коэффициент прозрачности ( по энергии)

R = { (Z₁ - Z₂) / (Z₁ + Z₂) } ²

D = 1 – R

16

Материалы сред	Доля отраженной энергии, R,%
Сталь – воздух (воздух-сталь)	99,8
Сталь – вода (вода-сталь)	88,0
Сталь- медь (медь-сталь)_	0,26
Сталь-алюминий (алюминий-сталь)	21
Оргстекло-сталь	75

17

Эхо-импульсный метод

(Измерение времени по первому пришедшему сигналу)

И П

Н

Зондирующий импульс

Донный сигнал

Порог срабатывания

t пр t пр.

t изд.

t

t изд. = t - 2 tпр.

Н = С х tизд. / 2

18

Эхо-импульсный метод

(Измерение времени по двум донным сигналам)

И,П

Зондир. импульс

Донные сигналы

1 2 3

3

4

Время t

t₁ изд. (расстояние)

t₂ изд

Н = С х t₁ изд. / 2

Н = С х t₂ изд. / 4 19