Ультразвук, волны продольные

Из предварительных опытов установлено, что скорость распространения ультразвука в материале составляет около 4500 м/с. Собственная частота преобразователя 100 кГц. Следовательно, длина волны Л = 4,5 см. Таким образом, условия распространения продольных волн в материале не соответствуют условиям [c.45]

Измеряют скорость распространения продольных волн вдоль оси шпильки или болта. Для этого прямой преобразователь прижимают к его торцу или головке и измеряют время прихода эхо-сигнала от противоположного торца в процессе затяжки болта. Важно сохранить постоянное положение преобразователя на болте во время измерений, чтобы не изменялась толщина контактного слоя между преобразователем и болтом. Повышению точности измерения способствует то обстоятельство, что на увеличение времени прихода ультразвука влияют одновременно два фактора уменьшение скорости и удлинение болта под влиянием прилагаемых напряжений. [c.251]

Рассмотренные выше методы измерения адгезионной прочности имеют одно общее свойство — все они разрушающие. Однако во многих случаях желательно оценить адгезию бей нарушения адгезионной связи, и поэтому исследуется возможность создания неразрушающих методов измерения адгезии. Широко известны методы дефектоскопии, позволяющие отыскивать слабые, дефектные места в образцах [1, 119]. Но измерение адгезионной прочности — более сложная задача, чем простое отыскание дефектов. Тем не менее за последние годы в этой области достигнуты значительные успехи. Удалось обнаружить определенную корреляцию между адгезионной прочностью и некоторыми свойствами соединяемых материалов. Например, был предложен метод измерения адгезионной прочности, основанный на определении динамического модуля адгезива с помощью ультразвука. Первоначально устанавливают корреляцию между динамическим модулем адгезива и адгезионной прочностью по какому-либо разрушающему методу [120—122]. Затем в клеевом слое возбуждаются продольные или поперечные волны, соответствующие тем упругим напряжениям, которые возникают в изделии при работе, но значительно меньше их по значению. Так определяют модуль адгезива. Зная соотношение между модулем и адгезионной прочностью, определяют ее значение. [c.229]

Выбор схемы контроля. Области применения различных методов контроля Кратко изложены во введении. Как там отмечено, наиболее часто применяют эхометод. Объемные волны (продольные и поперечные) применяют для выявления дефектов в толще и вблизи поверхности массивных изделий, толщина которых значительно превосходит длину волны. Продольные волны, как правило, используют, когда ультразвук необходимо ввести нормально или под небольшим углом к поверхности поперечные — когда угол ввода должен быть значительным (35° и более). Это обусловлено удобством возбуждения волн одного типа продольных — нормальным или наклонным преобразователем с небольшим углом ввода, поперечных — наклонным преобразователем с углом падения между первым и вторым критическими углами. [c.185]

Тип волн выбирают следующим образом. Продольными и поперечными волнами контролируют изделия значительной толщины - в несколько раз большей длины волны. Продольные волны в основном применяют, когда ультразвук вводят нормально или под небольшим углом к поверхности, а поперечные - при наклонном вводе. [c.252]

Если это условие нарушилось, то добиться увеличения коэффициента отражения можно, увеличив угол ввода так, чтобы поперечная волна проходила по касательной к внутренней поверхности, т. е. 0=90°. Тогда т a=rlR t i. Для v=0,3 получим условие А/2/ 0,23. Для v = 0,28— 2R 0,22. Это соответствует положению, что трубы и другие цилиндрические объекты, толщины стенки которых больше, чем 20% от наружного диаметра, контролируются ультразвуком с пониженной чувствительностью. Для контроля более толстостенных цилиндрических изделий, где условие h 2R Q,2 не выполняется, применяют продольные волны, направляя их по касательной к внутренней поверхности. Угол ввода выбирают из соотношения sin a=r R=l—h R. Например, для ОК с А/2/ = 0,4 угол а=11,5°. [c.218]

Широкое распространение нашел контроль прочности бетона по скорости ультразвука (ГОСТ 17624—78). Зависимость прочности аь от скорости продольных волн с представляют в виде [c.252]

Контроль выполняют импульсным методом прохождения. Излучатель и приемник располагают либо по разные стороны ОК, используя продольные волны, либо на одной и той же поверхности, используя головные волны. В последнем случае базу между излучателем и приемником берут равной 100... 300 мм. При проверке длинномерных объектов базу увеличивают шагами на 100... 200 мм, обеспечивая локальный контроль значительного участка поверхности. Контролю не мешает наличие в бетоне стальной арматуры, хотя для повышения точности выбирают участки, где ее содержание минимально (не более 5% по весу). Ультразвук применяют также для контроля процесса затвердения бетона в естественных условиях или при тепловлажностной обработке. [c.253]

Структуру чугуна оценивают по скорости и затуханию продольных ультразвуковых волн. Установлено, что скорость ультразвука увеличивается с уменьшением содержания графита, уменьшением его размеров, изменением формы графитных включений от пластинчатой к шаровидной, увеличением количества шаровидных графитных включений к общему содержанию графита, увеличением содержания цементита в металлической основе. Предельно высокое значение скорости ультразвука приближается к скорости в стали. Затухание ультразвука обычно уменьшается, когда скорость увеличивается. На рис. 3.37 (шкала справа) приведен пример влияния на скорость ультразвуковых волн процентного содержания шаровидного графита при постоянстве других свойств чугуна. [c.259]

На рис. 4.7а, б представлены полученные зависимости скоростей продольных и поперечных ультразвуковых волн от температуры отжига для образцов наноструктурной Си чистотой 99, 997 %. Можно видеть, что по мере увеличения температуры отжига наблюдается повышение скоростей для всех направлений распространения ультразвука с резким увеличением их значений при температуре 125° С. [c.169]

Измерение скоростей распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн, а также поглощения ультразвука в твердых телах позволяет исследовать ряд вопросов, относящихся к физике твердого тепа. Из них наиболее ван<ными по своему использованию в технике являются метод определения упругих постоянных и метод измерения величины зерна в металлах. Хотя подобные методы исследования применимы, кроме металлов, и к ряду других материалов, однако большинство экспериментальных данных на сегодняшний день относится к исследованию металлов. Это в некоторой стенени объясняется тем, что аппаратура, предназначенная для измерения скорости и поглощения ультразвука, во многом аналогична импульсным ультразвуковым дефектоскопам, применяемым для исследования металлов. Поэтому первые опыты в этом направлении проводились с помощью упомянутых выше дефектоскопов. И лишь в дальнейшем, в связи с необходимостью повышения точности измерений и расширения диапазона частот, для этих целей были изготовлены специальные установки, позволившие существенно расширить круг вопросов, решаемых данным методом. [c.146]

Для акустических продольных волн взаимосвязь между возбужденной амплитудой ультразвука и энергией светового импульса при длине волны света 1,06 мкм представлена на рис. 8.2. При более низких энергиях лазера между обеими этими величинами имеется линейная связь. При повышении энергии на поверхности испытываемого образца образуется плазма. В результате амплитуда звука продольных волн значительно повышается. На рис. 8.2 эта область соответствует энергиям лазера от 0,3 до 1 Дж эта область и используется чаще всего в практике контроля. В этом диапазоне можно получить такие же амплитуды, как и при пьезоэлектрическом возбуждении, беэ повреждения поверхности образца. [c.169]

Отметка времени снабжена шкалой, которая либо ставится снаружи перед кинескопом, либо (что теперь практикуется чаще) наносится непосредственно на экран. Она обычно тарируется по наиболее часто используемой скорости звука продольных волн в стали с расчетом получить целые значения глубины залегания дефектов, например 50, 100, 250 мм и т, д. Однако начало посылаемого импульса не только соответствует входу ультразвука в контролируемый образец. Шкала должна тарироваться, как показано на рис, 10.8, по многократным от- [c.201]

Метод прохождения применяют для исследования физико-механических свойств материалов с большим поглощением и рассеянием акустических волн, например при контроле прочности бетона по скорости ультразвука. При двустороннем соосном расположении преобразователей обычно используют продольные волны. При контроле способом поверхностного прозвучивания преобразователи располагают по одну сторону от ОК и используют головные, поперечные или поверхностные волны. В обоих случаях измеряют время распространения и амплитуду сквозного сигнала. [c.215]

Для улучшения выявляемости дефекта на фоне структурных помех акустическое поле преобразователя следует максимально сконцентрировать в зоне предполагаемого расположения дефекта. Если дефект находится в дальней зоне, по возможности сужают диаграмму направленности, увеличивая диаметр преобразователя. Если дефект попадает в ближнюю зону преобразователя, рекомендуется применять фокусировку ультразвука. Полезно также уменьшать длительность импульсов, применять импульсы колоколообразной формы, продольные волны вместо поперечных (для них меньше коэффициент рассеяния), раздельные преобразователи. [c.244]

При контроле третьим способом ультразвук один раз проходит мимо дефекта, поэтому чувствительность этого варианта меньше. При контроле четвертым способом чувствительность обычно выше, чем третьим, по следующей причине. Угол наклона преобразователей для продольных волн делают небольшим (5. .. 10°), чтобы не возникали поперечные волны. Небольшой угол требует близкого расположения преобразователей. В результате лучи обычно 2 раза пересекают область дефекта и претерпевают двойное ослабление. Чувствительность при этом близка к чувствительности первого варианта. Если же лучи пересекают дефект один раз (например, когда дефект расположен вблизи поверхности ввода), ослабление донного сигнала дефектом приблизительно такое же, как для преобразователей поперечных волн. [c.250]

В простых случаях, когда возникает только одна продольная отраженная и одна продольная преломленная волны, для отраженной волны угол отражения равен углу падения, а для преломленной волны отношение синусов углов падения и преломления равно отношению скоростей ультразвука в обеих средах. Это отношение называется показателем преломления первой среды относительно второй. [c.18]

Согласно экспериментальным данным распространение ультразвуковых волн в горных породах имеет ряд особенностей. Например, в слоистом шифере скорости продольной l и поперечной t волн имеют большее значение (примерно на 1% для l и на 3% для t) при распространении параллельно слоистости. Песчаники, взятые на разных глубинах имеют почти одинаковые плотности, но скорости ультразвука в них резко отличны, как отличны и модули их упругости. [c.34]

Исследования распространения ультразвука в боль-щом количестве отечественных ископаемых углей различных месторождений провели Матвеев и Мартынов [Л. 22]. Усредненные значения скоростей продольных волн по их данным приведены в табл. 1-6, из которой [c.35]

Исследования скорости распространения ультразвука в рудах крайне немногочисленны. Скорость распространения продольной волны в буром железняке, измеренная Бауле 1Л. 18], составляет 1 830 ж/се/с. [c.36]

Мгц для продольных и поперечных волн в алюминии с размерами кристаллических зерен 0,23 мм. Согласно их анализу коэффициент затухания ультразвука до Ж Зй определяется выражением [c.75]

Как видно из рассмотренных данных, затухание ультразвука на частотах 0,5—2,5 Мгц в металлах и плавленом кварце невелико. Например, для продольных волн на частоте 1 Мгц в алюминии (при размерах зерен [c.77]

Этот метод позволяет измерять скорость ультразвука в жидкости с, если известна скорость продольной с или поперечной волн в линзе. Если требуется измерить скорости Q и i в твердой среде, то необходимо из исследуемого материала изготовить линзу и применить жидкость с известной скоростью ультразвука. [c.96]

Измерение углов преломления. Впервые этот метод в 1940 г. предложил Бэр Л. 172] для определения упругих постоянных твердых тел по скоростям продольной и поперечной волн. Аналогично предыдущим методам этот метод в случае необходимости может быть использован и для измерения скорости ультразвука в жидкостях. [c.98]

Интересны также исследования, проведенные Манде-лем, [Л. 104] в твердой взвеси порошка углеродистого железа в нитроцеллюлозной желатине (тролитуле). Здесь при размерах частиц 1,5 мк на частоте 2,2 Мгц (й <Я) скорости ультразвуковых волн, продольных и поперечных, имеют минимум примерно при 20—25% весовой концентрации. Таким образом, эта твердая взвесь ведет себя ан алогично исследовавшейся Уриком взвеси частиц каолина в воде. При увеличении размеров частиц железа до 0,5 мм скорость ультразвука перестает зависеть от концентрации частиц и не отличается от скорости в чистом тролитуле. [c.73]

Удобнее встраивать УЗ-волновод в дно реактора (рис. 10). При этом в случае обработки стационарною слоя исчезает проблема учета изменения высоты обрабатываемого слоя, связанная с оттоком легких фракций. Интенсивность (амплитуду) У 3-поля необходимо рассчитывать с тем условием, чтобы энергия его силового воздействия превышала энергию броуиовског о движения, но не приводила к появлению крупномасштабных конвекционных течений. Ультразвук в жидкости, как правило, представляет собой продольные упругие волны. Амплитуда УЗ-поля задаст разницу перепада давлений между точками максимума и минимума, а частота определяет расстояние между ними, то есть задает величину градиента давления. Таким образом, градиент давления, а, следовательно, степень усиления флуктуаций, можно ре1 улировать, изменяя как частоту, так и интенсивность УЗ-поля. [c.25]

Время распространения продольных или сдвпговых волн через. заданную базу (длину) образца I определяют с помощью ультразвукового прибора. Скорость распространения ультразвука в материале образца вычисляют по формуле [c.45]

Наклонный преобразователь (рис. 2.6, б) отличается от нормального наличием призмы 8. Пьезоэлемент излучает в призму продольные волны, которые на границе призмы с изделием преломляются, а частично — отражаются. Не вошедшая в изделие часть ультразвуковой энергии попадает в ловушку (передняя и верхняя части призмы) и гасится в ней. Демпфер 2 иногда совсем отсутствует, что повышает коэффициент преобразования. Пьезопластине для уменьшения пути ультразвука в призме часто придают не круглую, а квадратную или прямоугольную форму, ее приклеивают к призме. [c.101]

Р е щ е и и е. Задаем углы а ввода ультразвука в контролируемый металл. Требуется определить угол призмы , т. е. угол падения. Его рассчитываем по формуле синусов =ar sin[sin a( n/ )], где с —скорость продольных или поперечных волн в изделии. Например, если нужно получить продольную волну в стали под углом а=45°, то си = с = 5,9 м/с, [c.106]

При контроле стержней и пластин прямым преобразователем со сторонь торца (рис. 2.22, в) продольная волна распространяется вдоль двух свободных поверхностей, поэтому возникают ложные сигналы и связанная с ними интерференция. Кроме того, возникают ложные сигналы, связанные с рассеянием ультразвука на неровностях поверхности. Появлению этих сигналов способствует трансформация продольной волны, излучаемой прямым преобразователем, в поперечную. Поперечная волна распространяется под большим углом скольжения к поверхности, повторно отражается и дает значительный ложный сигнал в сторону преобразователя. Ложные сигналы особенно интенсивны, если на поверхности ОК имеются выточки или уменьшение поперечного сечения ОК (рис. 2.22, г). [c.130]

В процессе УЗ-контроля аустенитных сварных швов на той же чувствительности, на которой проводится контроль сварных соединений перлитных сталей, фиксируется много ложных сигналов, отношение полезньгй сигнал/помеха часто близко к единице или меньше ее, затухание ультразвука велико. Коэффициент затухания продольных волн 0,1. .. 0,45 дБ/мм. В ряде случаев контроль оказывается невозможным из-за того, что УЗ-волны, сильно затухая и рефрагируя, не проникают в металл шва. [c.598]

Скорость ультразвука. Скорость распространения продольных ультразвуковых волн в большинстве твердых тел находится в пределах 2 000—6 000 ж/сек, причем в конструкционных металлах она составляет 4 ООО— 6 ООО ж/сек, а в пластмассах 2 000—3 ООО м1сек. [c.13]

В ферромагнитных металлах и сплавах Клерк [Л. 13], Кузнецов и Федотов [Л. 14] исследовали зависимость скорости ультразвука от величины наложенного магнитного поля. По мере роста магнитной индукции увеличение скорости ультразвука достигает одного процента для продольных и несколько больше для поперечных волн. Приращение скорости ультразвука различно для разных ферромагнитных материалов и максимально для никелевых ферромагнитов с содержанием 50% N 0 и 50% РеаОз. [c.32]

При изменении давления от атмосферного до 500 KFj M скорость продольной волны, как видно из рис. il-5, резко растет, а при дальнейшем повышении давления рост замедляется. Наибольший рост скорости ультразвука от приложенного давления наблюдается у образцов сиенита он составляет примерно 0,04% на [c.34]

В КВ Цветметавтоматика при разработке акустических преобразователей ультразвуковых контрольно-измерительных приборов Марголиным и Бражниковым [Л. 7] была исследована скорость распространения продольных волн при частоте 1 Мгц в значительном количестве образцов пластмасс. В ряде пластмасс измерение скорости ультразвука производилось Аубергером и Райнхартом Л. 27] на частотах 0,25—1 Мгц. Результа [c.36]

Впервые такой метод был применен Гидеманом [Л. 167] и Шефером [Л. 17] для определения упругих постоянных по скорости продольной и поперечной волн в твердых материалах с большим затуханием ультразвука. [c.96]

Для измерения скоростей продольной и поперечных волн в твердом теле необходимо определить оба угла 1КР и 02кр и при известной скорости ультразвука с в жидкости рассчитать согласно (2-4) и (2-5) значения С1 и Сг. Метод этот предложен Лямшевым [Л. 169] и независимо от него Мейером [Л. 170]. [c.97]

Однако методы ультразвукового контроля не ограничиваются только одной дефектоскопие . Так, измеряя скорость распространения и коэфф1 циент поглощения ультразвука в различных средах, можно судить об упругих параметрах последних—плотности, вязкости и модуле упругости, ибо они-то и определяют величины скорости и поглощения ультразву овых колебаний. При этом появляется возможность связать данные подобных измерений со структурой испытуемых материалов. Например, но величине поглощения звука в металлах мож то определять величину зерна, а следовательно, и структуру исследуемого металла. По данным измерений скоростей распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн определяют упругие константы (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) металлов и таких материалов, как каучук, пластмасса, стекло, фарфор, лед. А так как подобные измерения позволяют исследовать также шнетику процессов, происходящих в твердых телах, то этим методом можно контролировать напряженное состояние материала, например измерять модули упругости сильно нагруженных железобетонных или стальных конструкций. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология