Рассеяние - ультразвук
Cтраница 3
Наряду с плоскими волнами в ультраакустике часто приходится иметь дело и со сферическими волнами. Мы встречались с ними уже при рассмотрении рассеяния ультразвука на сферических частицах, при анализе кавитационных процессов и давления излучения; сферические волны формируются в дальнем поле реальных плоских излучателей ультразвука, а также в ближнем поле сферических излучателей. [31]
При возникновении в жидкости ультразвуковой кавитации ее акустические свойства существенно изменяются. Прежде всего, наличие кавитационных пузырьков приводит к рассеянию ультразвука, которое будет рассмотрено далее. Вследствие этого энергия ультразвуковой волны будет быстро убывать в пространстве. Rmax После захлопывания кавитационной полости эта энергия частично переходит в энергию кавитационных ударных волн, но она полностью теряется из первичной ультразвуковой волны. [32]
При контроле стержней и пластин прямым преобразователем со стороны торца ( рис. 5.44, в) продольная волна распространяется вдоль двух свободных поверхностей, поэтому возникают ложные сигналы и связанная с ними интерференция, как было рассмотрено ранее. Кроме того, наблюдаются ложные сигналы, обусловленные рассеянием ультразвука на неровностях поверхности. Поперечная волна распространяется под большим углом скольжения к поверхности, повторно отражается и дает значительный ложный сигнал в сторону преобразователя. [33]
При контроле стержней и пластин прямым преобразователем со стороны 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. [34]
В ультразвуковом диапазоне поглощение звука в металле обусловлено потерями на гистерезис и теплопроводность. В поликристаллических металлах ( например, чугуне и стали) затухание определяется поглощением и рассеянием ультразвука на границах зерен и структурных составляющих и существенно зависит от соотношения средней величины размера зерна в поперечнике D и длины упругой волны К. При ЯС / упругие волны поглощаются в каждом зерне, и затухание определяется в основном поглощением. [35]
При k d ультразвук поглощается в каждом зерне, как в одном большом кристалле, и затухание определяется в основном поглощением. В гетерогенных поликристаллических материалах, например в чугуне или стали, затухание практически определяется рассеянием ультразвука на границах зерен и структурных составляющих. Влияние структуры металла на затухание ультразвуковых колебаний используют для исследования структурных факторов поликристаллических металлов. [36]
Этот критический параметр и его среднее значение 5 должно быть определено для оценки характеристической длины в приведенных формулах. Однако теоретически 5 может быть найдено из условия для средней длины волны, при которой начинается стохастическое рассеяние ультразвука. [37]
В реальных телах рассеивается и поглощается энергия механических колебаний проходящих упругих волн. Эти явления связаны с различными диосипативными процессами, такими как термоупругость, атомная и магнитная релаксация, рассеяние ультразвука на границах зерен поликристалла, электронное, фононное, дислокационное поглощение и др. При исследовании какого-либо определенного вида потерь необходимо, чтобы вклад от других источников рассеяния был пренебрежимо мал или чтобы различные потери можно было разделить. Это достигается выбором условий эксперимента, объекта исследования и обработкой опытных данных. [38]
Было установлено, что присутствие в структуре чугуна пластинчатого графита приводит к резкому увеличению рассеяния ультразвука лишь при определенных частотах, зависящих от размера сфероидов и пластин графита. Поэтому для разработки методики ультразвукового контроля структуры высокопрочного чугуна необходимо было исследовать ее влияние на скорость и рассеяние ультразвука. [39]
 |
АРД-диаграмма для настройки чувствительности ультразвуковых дефектоскопов [ IMAGE ] Конструкция преобразователя типа фазированная решетка. [40] |
Обычно УЗ-контроль толстых плит не является проблемой, поскольку материал после механической обработки является однородным, изотропным и имеет мелкокристаллическую структуру. Влияние крупнозернистой структуры, образующейся при затвердевании и остывании сварного шва аустенитной стали, вызывает большие структурные шумы из-за рассеяния ультразвука на границах зерен и искажения УЗ-пучка, связанного с изменением скорости и затухания УЗ. При этом также появляется угловая зависимость коэффициента отражения от любой неоднородности. В силу названных причин амплитуды сигналов оказываются структурно-чувствительными величинами, и применение обычных АРД-диаграмм становится невозможным. [41]
В последние годы было разработано несколько методов, обеспечивающих возможность как представления рассеянного поля в виде некоторого изображения, так и объективного анализа этого изображения с целью получения количественных данных о рассеивающей среде ( см. гл. Мы детально рассмотрим один из таких методов, который иногда называют импедиографией и который наглядно демонстрирует взаимосвязь между отражением и рассеянием ультразвука. И наконец, мы кратко обсудим ряд других методов, которые могут оказаться пригодными для наших целей, и рассмотрим возможные направления дальнейших исследований. [42]
Применение ультразвука для обнаружения внутренних дефектов ( раковин, трещин, неоднородности структуры) в твердых телах впервые было осуществлено С. Я. Соколовым в 1928 г. В настоящее время существует несколько различных типов ультразвуковых дефектоскопов. Втеневом дефектоскопе источник и приемник ультразвукового луча располагаются напротив друг друга с противоположных сторон исследуемого тела. Внутренние дефекты в теле вызывают рассеяние ультразвука и образуют звуковую тень. Поэтому интенсивность луча, прошедшего через такое тело, меньше интенсивности луча, прошедшего через аналогичное тело, не содержащее внутренних дефектов. [43]
В настоящее время существует несколько различных типов ультразвуковых дефектоскопов. В теневом дефектоскопе источник и приемник ультразвукового луча располагаются напротив друг друга с противоположных сторон исследуемого тела. Внутренние дефекты в теле вызывают рассеяние ультразвука и образуют звуковую тень. Поэтому интенсивность луча, прошедшего через такое тело, меньше, чем интенсивность луча, прошедшего через аналогичное тело, не содержащее внутренних дефектов. [44]
Структурные помехи связаны с рассеянием ультразвука на структурных йеоднородностях, зернах материала. Их часто называют структурной реверберацией. Импульсы, образовавшиеся в результате рассеяния ультразвука на различных неоднородности х и приходящие к приемнику в один и тот же момент времени, складываются. В зависимости от случайного соотношения фаз отдельных импульсов они могут усилить или ослабить друг друга. В результате на приемнике прибора структурные помехи имеют вид отдельных близко расположенных пиков ( их иногда сравнивают с травой), на фоне которых затруднено наблюдение полезного сигнала. Структурные помехи - основной постоянно действующий фактор, ограничивающий чувствительность при контроле методами отражения, а также комбинированными, связанными с наблюдением отраженных сигналов. Довольно часто структурные помехи превышают донный сигнал, исключая тем самым возможность применения эхо - или зеркально-теневого метода. [45]
Страницы: 1 2 3 4