To tylko jedna z 3 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Wytwarzanie i właściwości fal ultradźwiękowych Fale sprężyste o częstotliwościach znajdujących się powyżej górnej granicy słyszalności nazywa się ultradźwiękami. Są to fale akustyczne o częstotliwości wyższej niż 16 kHz i niższej od 1 GHz (hiperdźwięki) [10]. Fale sprężyste, których częstotliwość przekracza 16 kHz odznaczają się małymi długościami fal, np. przy częstotliwości 16 kHz długość fali w powietrzu wypada około 2 cm w cieczach około 10 cm, w ciałach stałych około 30 cm, natomiast przy częstotliwości 1 GHz długość fali w powietrzu wynosi około 0,34 m, w cieczach około 1,5 m, w ciałach stałych około 5 m.
Istnieje kilka rodzajów fal ultradźwiękowych. Zależy to głównie od rodzaju środowiska (od jego własności sprężystych), a także jego kształtu i wymiarów [5]:
ciała stałe (charakteryzują się sprężystością postaciową i objętościową, gdyż zmiana postaci ciała wymaga użycia pewnej zewnętrznej siły), występują tu fale podłużne i poprzeczne.
ciecze (charakteryzują się sprężystością objętościową, bowiem zmiana objętości wymaga użycia pewnej siły, aby przezwyciężyć wewnętrzne siły sprężystości), w tym przypadku występują jedynie fale podłużne.
Fale ultradźwiękowe różnią się między sobą kierunkiem ruchu cząsteczek ośrodka w stosunku do kierunku rozchodzenia się fali i tak [10]:
Fale podłużne - cząstki ośrodka drgają zgodnie z kierunkiem rozchodzenia się fali, powstają na przemian zagęszczenia i rozrzedzenia cząsteczek ośrodka (tłokowy charakter drgań),
Fale poprzeczne - tzw. fale ścinania, powodują naprężenia tnące, cząstki drgają w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku rozchodzenia się fali.
Dodatkowo w ciałach stałych mogą występować również:
fale powierzchniowe (Rayleigh'a) - rozchodzą się na powierzchni granicznej ciała stałego, penetrują ośrodek na głębokości równej w przybliżeniu jednej długości fali. Wypadkowy ruch cząstek odbywa się po smukłej elipsie, fale podpowierzchniowe, kąt załamania w badanym ośrodku wynosi 90°, fale te wykazują brak czułości na nierówności powierzchni (wykrywanie wad blisko powierzchni o małej głębokości),
fale płytowe (Lambda) - w ośrodku cienkościennym mogą one przebiegać na wiele sposobów, zależnie od sposobu ich wzbudzenia,
fale Lovego - fale poprzeczne rozchodzące się wzdłuż cienkich warstw (warstwy
hartowane, nawęglane, itp).
Metody wytwarzania i odbioru ultradźwięków klasyfikuje się zwykle w zależności od sposobu przetwarzania energii. Jeżeli energia pierwotna przetwarzana jest w energię fali ultradźwiękowej wówczas mówi się o generatorach lub nadajnikach. Jeżeli natomiast energia fali ultradźwiękowej przetwarzana jest na inny rodzaj energii wtedy mówi się o odbiornikach. Często obydwie te role spełnia jedno urządzenie.
(…)
…, wprowadzającego naprężenia wewnątrz materiału. Natężenie pola elektrycznego jest proporcjonalne do naprężeń mechanicznych. Ponadto zjawisko to jest odwracalne co oznacza, że przyłożenie napięcia na powierzchni takiego materiału spowoduje w nim zmianę naprężeń wewnętrznych (zjawisko piezoelektryczne odwrotne)
Rys. 20. Zasada wykorzystania zjawiska piezoelektrycznego w przetworniku ultradźwiękowym fal podłużnych…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)