Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 63
Текст из файла (страница 63)
ч. токсичных, агрессивных, взрывоопасных и криогенных, а также сыпучих материалов. УЗ-вые виспвгимгтры успешно применяются в лакокрасочной промытленаасти, в производстве скнтетич. каучуков, в пищевой промышленности и т. п. Для измерения толщины листовых материалов в различных конструкциях и иэделиях, имеющих доступ с одной стороны (напр., в судостроении), широко применяют УЗ-вые твлигипомгры, принцип действия к-рых основан либо на определении резонансных частот контролируеьюго участка листа, либо на измеревии времени прохождения короткога УЗ-ваго импульса до противоположной стороны листа и обратно.
Точность этих измерений зависит от достоверности сведе- КОНЦЕНТРАТОР ний о скорости распространения УЗ з контролируемом материале и молкет достигать 0,2 — 0,34А. Диапааон частот УЗ-зых колебаний, применяемых пря намерении толщины, зазисят от выбранного метода и свойств контролируемого материала. Оснозныо преимущества УЗ-яых метадон контроля — весьма малое зремя измерений, простота обеспечения условий зармзобезопасности, эозможность контроля токсичных и агрессизных сред, чрезэычайно низкие значения интенсияности УЗ икая следстзяе этого — безопасность исследазаяий и отсутствие зоздейстзия измерительного инструмента на сзойстза контролируелшй среды или на исследуемые процессы.
Литз Нолсскмкоз А. Е„Ультраззукозые язмсрсякя, М., 1970; Б р а жя я к с з ц. И., ультраззукаэыс методы, М вЂ” Л., 19ВВ. Б. Е. Миха вв, А. С. Химинии. КОНЦЕНТРАТОР у л ь т р а э з ук а — устройство для узеличения ннтенсизности УЗ (амплитуды квлвбательного смещгния частиц). Сущестзуют дза типа К., принцип действия к-рых различен: фокусирующие, или зысокочастотяые, К. и стержяезыс, пли ниакочастотные. Концентратор фокусирующий (К, ф.) — устройство для уяеличенин иигивисивизсзги звука э нек-рай части пространства по сразнению с ннтенсизяостью у поэерхнасти УЗ-ного излучателя. Действие К. ф. оснозано на у)зкусирввкг звэха, поэтому з них могут быть испольвояаны любые фокусирующие устройства — акустич.
линзы, рвфлвитзры и др. На частотах свыше 5 МГц широко применяются рефлекторы, поскольку отсутствие поглощения УЗ-яых вола з материале рефлектора и практически полное их отражение позволяет почти эсю энергию УЗ-кого излучателя сконцентрировать э фокальной области. Наибольшее распространение получили К. ф., основанные ка использаэанни фокусирующих злектроакустич.
преобразователей, поле излучении к-рых характеризуется сферич. или цилнндрич. сходящимся волновым франтом. По форме такие преобраэозатели из электрамеханячески активных материалов предстаклнют собой часть сферич. или цилнндрич. оболочки, иногда — полый цилиндр. Оин работают на резонансной частоте коле- баний по толщине, састазлшащей от нескольких сотен йрц до нескольких МГц.
Применяются также цилиндрич. К. ф., работающие а диапазоне частот от единиц до десятков кГц яа реаояансной частоте радиальных колебаний. Для К. ф. преабразозатели иэготазлиэаются з виде цельных сферич. и цилиндрич. элементоэ из иьвзокврамики или з виде мозаики из пластин пьеаокерамики или пьеэокяарца. Ци- г ряс. 1. Сэерическкй Езиусирующий иоицзитратср для распылеккя жидкостей: 1— пьсзакерамичсскяй йо.
кусирующкй излучатель; 3 — коктактяая среда )зада); г — распылзсмзя жидкость; 4 — подача распылясмсЙ жидкости; в— подача заздуха; в — выход тумана. линдрич. преабраэозатели для К. ф. низкочастотного диапазона нэготазлкэаются также иэ магиитосзлрикцизииых материалов. Интенсивность азука з фокальной области фокусирующих преобразователей сферич. формы достигает нескольких кВт)смз. Применяются они я тех случаях, когда при высокой интенсизности необхо- Я Ряг. 9. Сйернческий каяцектратар дяя опзраткэиагс лечения болезни Мвяьера: 1 — корпус; г — иьезаксрзмячссккй фс) кусярующий излучатель; 3 — цластмассовая втулка; 4 — пружинный ксктаьт1 з — коаксяальяый кабель; в — насадка, образующая камеру с контактной жяд- кастые.
димо эоздейстзке УЗ на малую область пространстза, напр, яри УЗ-зам расиыввиии лкидкостей (рис. () или нейрохирургич. аперацинх (рис. 2). Излучатели, имеющие цилкндрич. форму, создают а фокальной области меньшую концентрацию энергии, однако имеют большую фокальную область, 170 ка>«цинтРАтар вытянутую вдоль оси; они удобны, напр., при непрерывной коывейерыой УЗ-вои очистке деталей, при поточной обработке жидкостей.
К. ф. применнютсн гл. обр. для создания УЗ-вых колебавий высокой ивтенсивности с целью активного воздействия ими на различные вещества и объекты: в УЗ-вой технологии — для омуль>про«опия, бис>>ерзиро«имия, гомогенцэацин, распылении, очистки, сутки н др. процессов; в физике — для исследовании воздействия мощного УЗ ва вещество, в частности в УЗ-вой визитации; в биологии — длн уничтожения микроорганизмов, исследования влияния УЗ на клетки и ткави организма (см. Действие ультроззукп по биолозич«- ски«объекты), синтеза органнч. соединевнй и т.
п.; в медицине — преимущественно в УЗ-вой хирургии. Для полученип особенно высоких интенсиввостей при исследовании воздействия мощного УЗ ва вещество применяют специальные конструкции К. ф, (рис. 3). Иэлучав>щим злемеытом в такой коыструкции служит сферич. оболочка ив материала с малым затуханием УЗ, вапр, алюминиеного сплана, колеблющаяся на частоте резонанса по толщине. Она воабуждается пьеэоэлектрич, пластинами, обладающими той же реаонансной частотой и покрывающими ее сплошь в виде Рне. а.
Сверхмощный высокочзстотпмй концентратор с фокуснроззкн«м з жвдкостн; >в влюмкпвезая оболочкз по- иузоннозой толщнны; 3— пьсзоквзрцевме пвзсткны (покззвпз одна); 3 — контзктнап жидкость; 3 — стакан; 3 — звукопроннцзсМЗя Пл«НКЗ; 3 — нзолврУющеп жидкость; 7 — охзаждзющая жвдкостхя 3 — электрический контакт.
мозаики. Излучение происходит в полость, заполненную дегаэированной водой (контактная среда). Сходящаяся сферич. волна фокусируется у основания стакана, в к-рый помещается исследуемый объект. Полость стакана отделяется от контактной среды эвукопроэрачной плеыкой.
В качестве контактной среды применяется также твердое вещество с малым поглощением звука (рис. 4), преимущество к-рога перед жидкостью состоит в вовмо>квости подведения к фокальыой области волн более высокой интенсивности, т.к. в твердой контактной среде не возникает кавитации. Недостаток таких ! .
ф. — возникновение в твердом теле, помимо полезных радиальвых колебаний, также паравитных колебаний разного типа (напр., сдвиговых), что снижает кпд. Та- 7 г кие специальные конструкции К. ф., Рне. «. Сверхмощный концентратор с фокуснроззннем в тзврдом теле: > — авюмнннезая сфера; 3— конические полости; 3 — пьезокерзмкчзскпе па«осипы; « †- сф Рнческая полость о фокввы>ой областью. наэ.
иногда «сверхмощными>, позволяют достигыуть интенсивыости в несколько МВУ!смз ва частотах 1 — 2 МГц. Концентратор стержневой (К. с.)— устройство для увеличения амплитуды колебательного смещения частиц (ко«ебоп>елькой скорости частиц) в низкочастотном УЗ-вом диапазоне; представляет собой твердый стержень переменного сечения или переменной платвости, присоединяемый к ивлучателю более широким концом или частью с большей плотностью материала.
Принцип денствия К. с. основан на увеличении амплитуды колебательного смещении частиц стержня вследствие умевьшевия его поперечного сечения или плотвостн в соответствии с законом сохранения количества движения. При этом увеличение амплитуды смещения будет теи больше, чем больше равличие диаметрон илв плотностей противоположных торцов стержня. К. с. применяются в УЗ-вой технологии. Они явлнютсн составной частью УЗ-вых колебательных систем, работающих в диапазоне частот от 18 до 100 кГц. К. с.
можно рассматривать как акустич. «плие«од, в к-ром распространяется одна нулевая мода колебаний, характериэуеман постонвной амплптудой па сечению. Максимальный линейный размер широкого ковца концентратора Р должен быть меньше Л'2 (где Л вЂ” длина волны в материале концентратора). Работают К. с. обыч- КОНЦВНТРАТОР б е г ! !! но аа резонансной частоте, поэтому длина концентратора 1 должна быть резонансной, т. е. кратна целому числу полувола: 1 = гг)г2, где н = 1, 2, 3,... При заданной частоте Л зависит от формы К. с, вследствие дисперсии скорости распространения УЗ-вых волн в волноводах с переменным сечением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
