Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 112
Текст из файла (страница 112)
гидравлич. удары при эахлопыванни кавитационпых пузырьков. Для создания УЗ-ного фонтана используются частоты мегагерцевого диапааопа. Р. происходит в верхней части фонтана с образованпем тонкого стойкого монодисперсного аэрозоля, размер капель к-рого составляет 2 — 4 мкм. Для получения аэрозоля этим способом удобны фонусирующие излучатели (см. Фокусировка звука) с резонансной частотой 1 — 3 МГц в виде вогнутых пьеэокерамич. пластин (рис. 2). Фокальное пятно излучателя располагается обычно несколько ниже поверхности жидкости. Распылительное устройство та- Г з | Рис.
2. Ультразвуковое устройство Лля раояылекяя локарстлз оэоль 3 л венных веществ: !в фонускрующкй пье- 5 эокерэикческкй пол — — — 5 лучотоль; 3 — оро- 3 меяуточяэя жидкая среда; 3 — кюьета с 1 эьукапроэрачккм дном; э — распилке. мая жалкость; 5— уяьтрььэукоьой Фонтан; 6 — отражатель Хля ограяячеияя высоты фоктань. кого типа с фокусирующим излучателем имеет вместе с генератором небольшие размеры; знергетич. затраты их невелики (150 Вт).
Проиаводительность акустич. Р. для невязких жид- костей типа воды достигает нескольких сотен миллилитров в час. Применение кювет с дном иа звукопрозрачной пленки позволяет приготавливать аэрозоль из нескольких миллилитров жидкости. Подобные устройства применяются в ингаляторах (см. Терапия ультразвуковая), при спектральном аналиае для создания высококачественного аэрозоля из небольших количеств жидкости. Второй способ акустич. Р.
связая с подведением акустич. колебаний к зоне Р. через газ. При этом обычно используются гааоструйпые излучатели, в активную вону к-рых подается !кидкость (рис, 3). Помимо акустич, колебаний, жидкость подвергается воздействию газовых потоков, поэтому такой способ наэ. также пневмоакустическим. Размер капель получаемого аэрозоля составляет десятки Ыидл ээээ Рко. 2. Раопылягельяоо устройство со стержвеэым газа- струйным излучателем: К— каналы,через которые жиякость поступает в область распм- леяия. и сотни мкм. Производительность установок — десятки и сотни л1ч. Газоструйпые яалучатели работают при давлении газа 1 — 5 атм.
Диаметры капель уменьшаются при увеличении давления газа. Физич. механиам этого способа Р. не ясен. Предполагается, что в образовании аэрозоля принимают участие ударные акустич. волны, возникающие при работе излучателя. Зтот способ находит применение в форсунках для мощных водогрейных котлов, для карбюрации в двигателях внутрейного сгорания и в распыли- тельных сушилках. Лото Э к я а а я о с я к ц О. Н., Получеаяе аэрозолей, з кял Фяэячэскке основы ультразвуковой техкологаи, М., 1970 (Фиэвка я техяякакощяого ультразвука, кэ.
61; Ьгогхэ Е. ТЬе 1огогайоя о1 щэ1ь! роз дегэ Ьу э!1сьэощс а!осп1гагюп ос яш!Сео зоега!э, гщ!Слаэощсээ, 1967, у. 6; Ш ! !сох В. Ь., Тз1е В. Су., Ыяэ!6 аьзпвгьгюп со а Ь11!Ь !о1епэ!1у эоаой Пе16, эАтэг. 1оь1. СЬеп!. Еокгэ. ут, 1966, э. 11, 79 1, р. 69 — 72. О. К. Эээодоосэоя. РАССЕЯНИЕ ЗВУКА РАССЕЯНИЕ ЗВУКА — возникновение дополнительных звуковых полей в результате дигбракчии звука на препятствиях, находящихся в среде, на неоднородностях среды, а такзке на неровных и неоднородных границах среды.
Р. э. имеет место, если препятствия отличасотся от среды либо сжвмаемостью, либо плотностью, либо тем и другим. При наличии Р. з. результирующее звуковое поле можно представить в виде суммы первичной звуковой волны (существовавшей в отсутствии препятствий) и рассеянной (вторичной) волны, возникшей в розультате вваимодеиствия первичной волны с препятствием. При наличии многих препятствий волны, рассеянные каждым из них, рассеиваются повторно и многократно другими препятствиями. Если вторичные волны малы по сравнению с первичной, а число препятствий не слишком велико, так что повторным Р.
з. можно еренебречть то Р. з. наз. однократным. Если накапливающиеся вторичные волны в сумме не остаются малыми и ими нельзя пренебрегать по сравнению с первичной волной, то говорят о многократном рассеянии. В первом случае задача расчета поля рассеяния сводится к определению однократного Р. а. на каждом отдельном препятствии и сложению полученных полей. Задачу о расчете многократного Р. з, удается решить только в простейших случаях. Рассеивающую способность препятствия характеризуют сечением рассеяния а — отношением мощности рассеянных волн к плотяости потока энергии в первичной волне. Свяаь между размерами тела, являющегося препятствием, н его сечением рассеяния сильно зависит от соотношения между размерами этого тела и длиной волны авука.
Для препятствий, сравнимых с длиной волны или больших нее, о по порядку величины равно площади поперечного сечения тела, перпендикулярного направлению падения первичной волны. Для малых препятствий а мало по сравнению с поперечным сечением тела, и их отношение по порядку величины равяо (йа)з, где й — волновое число звука, ив линейный размер тела. Отличие сжимаемости малого препятствия от сжимаемости среды приводит к пульсации рассеивающего тела, т. е. к монополь- ному Р, э., а отличие его плотности от плотности среды вызывает дополнительное движение тела как целого (осцилляции) и, следовательно, дипольпое Р. з. (см.
Ззукозоз поле), Особый случай — Р. з. на газовом пуаырьке в жидкости при его резонансных пульсационных колебаниях. Сечение рассеяния пузырька при этом во много раз превышает его поперечное сечение. Напр., резонанс воадушного пузырька радиусом а в воде при атмосферном давлении наступает при йа = = 0,0(4, а о для пузырька оказывается равным 4лйз, т. е, превосходит его поперечное сечение яа' в 4!(Аа)з = = 20 000 раз.
Однако наличие потерь колебательной энергии в результате вязкости, теплопроводности и т, п. сильно снижает зту величину. Р. а. на случайных неоднородностях среды выаывает расплывание звукового пучка, что приводит также к затуханисо внука по мере его распространения. На высоких частотах Р. а. на кристаллитах в поликристаллич.
твердых телах поаволяет обнаруясивать области крупнозернистости; это явление моясет такзке создавать мешающий фоп (т. н. структурный шум) при УЗ-вой дое)ектоокоссии. В гидроакустике существенно Р. а. на неоднородностях водной среды, на рыбах, планктоне и на других биологич. объектах в водной толще, а танисе на неровнои поверхности волнующегося моря и на неровном и неоднородном дне (объемная, поверхностная и донная реверберации). Морская реверберация может существенно маскировать акустнч.
сигнал, огра>кающийся от обнаруживаемого объекта при гидролокации. При падении плоской волны на плоскую поверхность с периодическими неровностями или периодическими неоднородностями, помимо зеркально отраисенпой волны, образуются рассеянные плоские волны, бегущие в дискретных направлениях, определяелсых углом падения первичной водны, ее длиной и пространственным периодом неровностей или неоднородностей поверхности. Если этот период меньше половины длины волны первичного авука, рассеянные волны отсутствуют и влияние неровностей или неоднородностей сводится к нек-рому возмущению суммарного поля падасощеи и зеркально отраженной волн, Зоо РАСХОДОМЕР заметному только вблизи поверхности, а также к нек-рому измепонию фазы зеркально отраженной волны.
В случае статистически неровных или неоднородных поверхностей Р. з. происходит по всем направлениям. Лит«Исакович М. А., Общак акустика, М., 1272; Акустика океана, ооа ред. Л. М. Бреховсйих, М., !274. М. А. Иеакввич. РАСХОДОМЕР ультразвуков о й — прибор для определения скорости потока жидкости или газа в к.-л. трубопроводах или каналах с помощью УЗ. По принципу действия все УЗ-вые Р.могут быть условно разделены на три группы. Работа п е р в о й г р у п п ы Р. основана на измерении скорости распространения УЗ в движущейся среде, к-рая равна векторной сумме скорости звука с з неподвижной среде и скорости о движения среды. Для искл»очения погрешностей, обусловленных изменением с под действием рааличных факторов, скорость о определяют путем измерения скорости распространения УЗ в направлении потока и против него, причем зти измерения проводят либо одновременно в разных акустич. каналах, либо поочеррдно в одном и том же акустич.
канале. В первом случае (рис. () в канале 1 осуществляется измерение векторной суммы скоростей (в пределах акустич. бааы датчиков 2), а в канале 8 — намерение разности скоростей. Результаты измерений обрабатывают- Рме. 1. Блок-схема ультразвукового расходомера с векторимм сложением скоростей: 1 — канав суммариой скорости; г— датчик рвсхоаомера; 3 — канал разиосткой скорости;  — блом обработки ре- зультатов измереаив. ся в блоке б, с выхода к-рого поступает сигнал, пропорциональный искомой скорости потока о.
При использовании одного канала такясе можно одновременно намерять сумму и разность скоростей, если использовать две различные рабочие частоты, однако эквивалентные акустич. базм в этом случае не будут одинаковыми,н их необходимо выравнивать в электрич. каналах путем введения регулируемых элемеятов эадеряски. Измерение результирующей скорости распространения УЗ-вых волн может быть выполнено любым иа известных способов измере- Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
