Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Волноводные УЛЗ в зависимости от формы звукопровода делятся на л ен т о ч н ы е (полосковые), в к-рых испольауются сдвиговые волны, и проволочные, в к-рых применяются продольные и преимущественно крутильные волны. Ленточные эвукопроводы волноводных УЛЗ изготавливаются иа алзоминиевых сплавов, а также из специальных термостабильных сплавов на основе анвара. Преобразователями в этих УЛЗ слуизат пьеаопластинки из кристаллич. кварца или из пьезокерамики, закрепляемые на концах лент, служащих азукопроводами. Проволочные УЛЗ изготавливаются иа сплавов на основе никеля и из дисперсионно-твердеюших термостабильных сплавов.
Преобразователями в проволочных УЛЗ, работающих на крутильных волнах, служат пьеэокерамич. преобрааователи цилиндряч. формы с соответствуюн!ей поляризацией или магнитострикционные преобрааователи (в этом случае имеет место преобразование продольных волн в крутильные). Волноводиые УЛЗ с магнитострикционными преобрааователями наз. магнитострикционными УЛЗ. К ннм относятся и проволочные УЛЗ, работающие на продольных волнах (рис. 13). Время задержки определяется расстоянием между входным 1 и выходными 2 и 3 преобразователями; постоянные магниты е, создающие поле подмагннчивания, исключают удвоенме частоты аадерживаемого сигнала.
Верхнее значение рабочей частоты волноводных проволочных УЛЗ обычно не превосходит 4 — 5 МГц и ленточных — 10 — 20 МГц. Оно ограничено технологич, условинми: толп!иной ленточных или диаметром проволочных авукопроводов, а также и размерами используемых преобрааователей, к-рые должны быть существенно меныпе длины распространяющихся в звукопроводе волн (й = 0,6 — 1,0 мм при !е = 5 МГц).
Основное преимущество волноводных УЛЗ вЂ” возможность получения задержки до 20 мс прн АЯ, до 0,5 и потерях не более 20 — 30 дБ (при ! = 0,5 — 1,0 М Гц и й!)(е = 0,1 может быть получена задержка до 100 мс). К числу золноводных УЛЗ, еще не получивших широкого распространения, но достаточно перспективных, относятся волоконные УЛЗ со звукопроводом в виде волокна капиллярного типа, изготовленного из авукопроводного стекла (напр., из плавленого кварца). Диски из пьезокерамики, закрепленные на концах волоконной нити и служащие пьезопреобразователями в этих УЛЗ, воабуждают ПАВ, распространяющиеся до внутренней поверхности капилляра. В волоконных УЛЗ получена задержка до 700 мкс на частотах до 100 МГц при относительной полосе пропускания до 0,15— 0,3 и потерях до 70 дБ. Многоотводные и переменные волноводные УЛЗ достаточно просто реализуются на основе магнитострикци- зг заи рис.
та. Схема устройства магяэтострикциокэой линии аааержкэ. г — входной, э — эмхоцаой, г — аопслээтельвмй преобрааозатечя; а — постоянные магизтм. онных УЛЗ. Тэк, для соаданин много- отводных УЛЗ достаточно на выходе магнитострикционных УЛЗ ввести соответствующее число дополнительных преобразователей (напр., 3 на рнс. 13). Изменение задержки осуществляют механическим перемещением вдоль звукопровода одного иа преобразователей. Параметры этих споци- ЛОКАЦИЯ альных УЛЗ практически не отличаются от параметров магнитострикцноыыых УЛЗ, приведенных выше. Однако одним из существеныых их недостатков является слабая виброустойчивость.
Широко используются волноводыые дисперсионыые УЛЗ с ленточным звукопроводом, толщиыа к-рого равна половине длины распростраыяющейся в ыем продольной нормальной волны. Такие УЛЗ работают ка частотах до 30 МГц. Изменение времени задержки в пределах линейного участка дисперсионной характеристики может составлять до 100 мкс и более. При нелинейности дисперсионной характеристики -2о>>а АЯа обычно не превышает 0,1. Для расширения А>П» до 0,5 при нелинейности дисперсиоыыои характеристики не более ж 1,5 аб применяются ленточные заукопроводы с толщиной, изменяющейся по длине эвукопровода.
Дисперсионыые УЛЗ с проволочными звукопроводами из-за технологич. ограыичений работают на частотах до 2 — 3 МГц. Коэфф, сжатия в таких УЛЗ не превышает 100 — 150 при уровые боковых лепестков порядка от — 25 до — 30 дБ. Разновидностью описанных являются леыточные дисперсиоыные УЛЗ со звукопроводом в виде слоистого волновода, состоящего из относительно толстой подложки и нанесенной на нее тонкой пленки, толщиыа к-рой соизмерима с длиной распространяющихся в этом эвукопроводе волн 1!ява (см.
Паверхиогтиые волям). В зависимости от рабочей частоты дисперспонной УЛЗ материалами звукопровода могут быть поликристаллич., аморфные или монокристаллич. вещества, при этом скорость распростраыения волн Лява в подложке должка быть всегда больше, чем в пленке. Материалами подложки слоистых волноводов в большинстве случаев служат креиыий, кристаллич. кварц, бериллий, ниобат лития и плавлеыый кварц, а материалами пленки — вольфрам, германий к стекло. Возбуждение и прием волн Лява осуществляется двухфазными эквидистантными решетками, осли материалом подложки служит пьезоэлектрик (напр., кристаллич. кварц или ыиобат лития), или с помощью пьевопластиыок, закрепленных на концах звукопровода. Лиож Саков пнокпй А. Р., Сух а р е з с к и и н>.
м., магкиевые упь- трззвуковме линии вадержки, М., 1966: К а р и и с к и й с. С., Устройства обработки сигналов на ультразвуковых поверхностных волнах, М., 1975; М о р а- в о в А. И, и д р., Пьезополупроводииковые преобразователи и их применение, М., 1973; ЗахарьящевЛ. Й., Конструирование линий задержки, М., !973; Физическая акустика, под ред. У. Мззойа, пер.
с англ., т. 1, ч. А, М., 1966; Э в е л е т, Обзор удьтразвуковых линий задержки, работаюшкх па частотах низ«е 100 Мгн, «ТИИЭР», 1965, т. Ь, № 10; Поверхностные акустические залпы — устройства и применение, «ТИИЭР», 1976, т. 55, № Ь; Т у Р- и у а, Л я р д а, Ликии вадержки с диспергнруюпгей волной Лава для сжатия широкополосных индексов, (пер. с англ.!, «Зарубежаая радиозлектрокика», 1971, № 6; Такер Дж., Рзмптон В., Риперзвук в 6>извне твердого тела, пер.
с англ., М., !975; О 1 з о и Р. А., Топ»у з пнсгач ате асопемс !Ьопл ч а»е) б'е1ау Ипез, «Мссгочате уль 1970, ч. 13, № 3. А. Г. Соколинский. ЛОКАЦИИ ультразвуков а я — метод обнаружеыия и исследоваыия объектов путел> аыалива иалучеыных ими кли отраженных ат ыих УЗ-вых волы. Если определение направления на объект и его местоположения проивводится по соэдаыыому им звуковому полю, Л. нав. п а ос и в н о й, а если по отражению от него сигыала, излучаемого специальными устройствами, то — а к т и ни о й. При активной Л . пользуются как импульсным, так и непрерывным излучением звука.
В импульсыом режиме расстояние П до объекта определяется ио времени С запаздывания отраженного эхо-сигыала, причем П = Пз сс, где с — скорость звука в среде. В ыепрерывыом режиме расстояние определяют, измеряя разность фаз посылаемого н отраженного сигнала. Л. с использованием искусственных источников УЗ применяется в УЗ-вой д»0>сито«копии, гибролакац>си и навигации, медицине (см. Пиозиостиип) и других отраслях человеческой деятельности.
Предпринимаются попытки использовать УЗ-вую Л. для ориентации в пространстве человека с отключенным или ограниченыым врением, т. к. УЗ-вые локаторы для слеаых. Локация у животных. В природе УЗ-вая Л. обнаружеыа у нек-рых представителей спиц и млекопитающих: летучих мышей, обычно ведущих ночной обраа >низки, птиц гуахаро, обитаюпгих в темных пещерах, нек-рых вемлероен, нек-рых представителей зубатых китов — жителей водной среды, где вовможкости зри- 188 лпклция тельного восприятия ограничены. Л. служит для ориентации животных в пространстве, а также для обнаружения и преследования добычи.
Эффективность УЗ-вой Л. у них велика. Так, летучие мыши обнаруживают проволоку диаметром 0,2 мм, натянутую на расстоянии 5 мм от плоской отражающей оговерхности. Дельфиы афалина обнаруживает свинцовый шарик диаметром 3 мм на расстоянии 4 и. С помощью УЗ-вой Л. дельфины легко различают мишени, к-рые незначительно отличаются по форме или по материалу. УЗ-вые сигналы, излучаемые животными для целей Л., имеют либоимпульсный, либо гармонич. характер. Гарыонич. сигналы наиболее характерны для летучих мышей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
