акустической оси волны из зон Френеля будут приходить с
различной разностью хода, но она во всех случаях будет
меньше половины длины волны и взаимного гашения волн
уже не будет. Поэтому максимум давления будет находиться
на оси излучателя и монотонно убывать с расстоянием.

Поле на расстоянии менее Х_б=а²Д называют ближним по-
лем, на расстояниях, превышающих Х₆ - дальним. Звуковое
давление на оси преобразователя в ближнем поле колеблется
от нуля до удвоенного значения, в дальнем поле оно монотонно
уменьшается. На расстоянии примерно ЗХ₆ оно достигает
значения, равного давлению на поверхности излучателя,
поэтому область от Х_б до ЗХ₆ называют также переходной
зоной. Поле на расстоянии, превышающем ЗХ_б, называют зо-
ной Фраунгофера.

Если снять поперечные профили поля круглого излучателя,
то и на них будут наблюдаться минимумы и максимумы
звукового давления. Их количество тоже определяется
отношением диаметра излучателя к длине волны, но амплитуда
побочных максимумов всегда меньше значения главного
максимума, лежащего на оси преобразователя.

Поскольку в дальнем поле максимум звукового давления

---

всегда располагается на оси, то для описания поля применяется
диаграмма направленности -графическое представление
зависимости амплитуды давления от угла между акустической
осью и направлением на точку наблюдения. Диаграмму
направленности излучателя можно получить, если измерить
амплитуду звукового давления на окружности, проведенной
вокруг центра излучателя на расстоянии, превышающем
ближнее поле, а затем представить результаты измерений в
полярных координатах в виде векторов, идущих от центра
излучателя под соответствующими углами. Однако такую
диаграмму направленности трудно анализировать, т.к. значения
48 звукового давления, полученные под разными углами, могут

различаться на много порядков. Поэтому в акустике используют
логарифмическую сравнительную шкалу - шкалу децибелов
(дБ)

A = 201g£c

м

где Р, - давление на оси излучателя,

Р - давление в точке вне оси излучателя.

Угол, под которым наблюдается первый минимум
диаграммы направленности, называется углом 0_ораскрытия:

sin9₀ = 1.22 — = 0.61 — , 0 = arcsin0.61 —.

⁰ D а а

Центральная часть диаграммы направленности, в пределах

---

которой амплитуда сигнала уменьшается от единицы до нуля,
называется основным лепестком.

Рассматриваемые выше явления возникают только при
непрерывном излучении и тогда, когда излучаемые импульсы
имеют достаточную длину, чтобы они могли накладываться
(интерферировать) друг на друга в разных точках поля. Для
этого импульс должен иметь длительность более шести
колебаний. На практике длительность излучаемых импульсов
несколько меньше (3-5 колебаний), поэтому реальное поле
отличается от теоретического, в частности, минимумы и
максимумы давления сглаживаются. Кроме того, уравнение
для расчета угла раскрытия справедливо только при 2а»Х.

По мере уменьшения отношения аД угол раскрытия
увеличивается до 90° и далее остается постоянным.

Для практики контроля используется простая модель
звукового пучка поршневого излучателя. Упрощенно его можно
представить в виде конуса лучей с углом раскрытия 0, вер-
шина которого лежит в центре излучателя. Интерес пред-
ставляют границы пучка, характеризующиеся уменьшением
амплитуды звукового давления на определенную величину.
Например, если границей пучка считают ослабление сигнала
в 10 раз (20 дБ), то пучок можно рассматривать как конус,
только начиная с расстояния около 1,3 Х_б. На расстоянии Х₆
ширина пучка примерно равна половине диаметра излучателя,

---

на расстоянии около 2,3 Х_б ширина пучка становится равной
диаметру излучателя.

---

49В дальнейшем для удобства и наглядности графического
изображения процесса распространения волн будет
использоваться принцип лучевой (геометрической) акустики,
в которой направления распространения фронта волны в
дальнем поле обозначаются прямыми линиями - лучами,
выходящими из центра пьезоэлемента. Такое представление
допустимо в случаях, когда все размеры значительно
превышают длину волны. На практике результаты, полученные
с применением лучевой акустики, будут в ряде случаев
представлять собой довольно грубое приближение реальной
ситуации, т. к. размеры отражателей, источников и приемников
звука часто соизмеримы с длиной волны.

Типы пьезоэлектрических преобразователей.

Пьезоэлектрические преобразователи классифицируются по
ряду признаков.

1. 
   По способу акустического контакта с контролируемым
   объектом различают:
   

а) контактные преобразователи, у которых акустический
контакт с объектом осуществляется через тонкий (де-
сятые доли длины волны) слой жидкости;

б) иммерсионные преобразователи, у которых акустичес-
кий контакт с объектом осуществляется через толстый
(десятки длин волн) слой жидкости;

в) щелевые преобразователи, у которых акустический кон-
такт с объектом осуществляется через слой жидкости
толщиной около одной длины волны, удерживаемый
силами поверхностного натяжения;

---

Смотрите также файлы

• Перечень академических прав и свободна основании ст. 47 Закона об образовании в рф.odt

• Слово философия широкое распространение получило Выберите один ответ.docx

• I. Машинный перевод История машинного перевода.doc

• Рассказу К. Паустовского Растрёпанный воробей.docx

• Адам денесіні айматары бойынша мшелер мен тіндерді зара орналасуын оу.docx