Ультразвук и возможности его применения реферат

Posted on by kbookuninan

В мире неслышимых звуков. Но если к такому приемнику приложить переменное напряжение соответствующей частоты, то оно преобразуется в ультразвуковые колебания и приемник работает как излучатель. По своей физической природе ультразвук представляет собой упругие волны и в этом он не отличается от звука. Существует несколько методов ультразвуковой дефектоскопии, основными из которых являются теневой, импульсный, резонансный, метод структурного анализа, ультразвуковой визуализации. Принцип действия импульсного дефектоскопа показан на рис. Хотя физическая природа УЗ и определяющие его распространение основные законы те же, что и для звуковых волн любого диапазона частот, он обладает рядом специфических особенностей. Кинематика ультразвуковой обработки складывается из главного движения — резания, то есть продольных колебаний инструмента, и вспомогательного движения — движения подачи.

Окончательного представления о механизме образования соединений при ультрозвуковой сварке. В процессе сварки после ввода ультразвуковых колебаний между свариваемыми пластинами образуется слой высокопластичного металла, при этом пластины очень легко поворачиваются вокруг вертикальной оси на любой угол. Ультразвуковая сварка происходит при температуре значительно меньшей температуры плавления, поэтому соединение деталей происходит в твердом состоянии.

С помощью УЗ можно сваривать многие металлы и сплавы медь, молибден, тантал, титан, многие стали. Наилучшие результаты получаются при сварке тонколистовых разнородных металлов и приварке к толстым деталям тонких листов.

При УЗ-вой сварке минимально изменяются свойства металла в зоне сварки. Требования к качеству подготовки поверхности значительно ниже, чем при других методах сварки. УЗ сварке хорошо поддаются и неметаллические материалы ультразвук и возможности его применения реферат, полимеры [3,8].

Ультразвуковая дефектоскопия — один из методов неразрушающего контроля.

Ультразвук и возможности его применения реферат 915

Свойство УЗ распространяться в однородной среде направленно и без существенных затуханий, а на границе раздела двух сред например, металл — воздух почти полностью отражаться позволило применить УЗ-вые колебания для выявления дефектов раковины, трещины, расслоения и т. Кроме того, ультразвуком можно обнаружить очень мелкие дефекты до мм.

Ультразвук и его применение

УЗ-вые дефектоскопы позволяют выявлять не только образовавшиеся дефекты, но и определять момент повышенной усталости металла. Существует несколько методов ультразвуковой дефектоскопии, основными из которых являются теневой, импульсный, резонансный, метод структурного анализа, ультразвуковой визуализации.

Теневой метод основан на ослаблении проходящих УЗ-вых волн при наличии внутри детали дефектов, создающих УЗ-вую тень. При этом методе используется два преобразователя. Один из них излучает ультразвуковые колебания, другой принимает их рис.

Существенный недостаток теневого метода в том, что он не позволяет определить на какой глубине находится дефект[8].

Реферат: Ультразвук и его применение

Импульсный метод УЗ-вой дефектоскопии основан на явлении отражения ультразвуковых волн. Принцип действия импульсного дефектоскопа показан на рис. Высокочастотный генератор вырабатывает кратковременные импульсы.

Посланный излучателем импульс, отразившись, возвращается обратно к преобразователю, который в это время работает на прием. С преобразователя сигнал поступает на усилитель, а затем на отклоняющие пластины электроннолучевой трубки. Для получения на экране трубки изображения зондирующих и отраженных импульсов предусмотрен генератор развертки.

Работой высокочастотного генератора управляет синхронизатор, который с определенной частотой формирует высокочастотные импульсы. Частота посылки импульсов может изменяться с таким расчетом, чтобы отраженный импульс приходил к преобразователю раньше посылки следующего импульса. Импульсный метод позволяет исследовать изделия при одностороннем доступе к.

Преимущество импульсного метода состоит еще и в том, что он позволяет определить на какой глубине находится дефект[8]. Сертификат участника. Текст работы размещён без изображений и формул. Срывы струи на острых концах трубки вызывают колебания воздуха, частота которых ультразвук и возможности его применения реферат диной трубки.

Свистки Гальтона позволяют получить ультразвук с частотой до 50 кГц. Интересно, что подобными свистками пользовались браконьеры, подзывая охотничьих собак сигналами, не слышными для человека, и это было еще в прошлом веке. Сирены позволяют получать ультразвук с частотой до кГц. Газоструйные излучатели и сирены служат почти единственными источниками мощных акустических колебаний в газовых средах, в которых из-за малого акустического сопротивления излучатели с твердой колеблющейся поверхностью не могут передать ультразвук большой интенсивности.

Недостатком механических генераторов является широкий диапазон излучаемых частот, что ограничивает область их применения в биологии.

Электромеханические источники ультразвука преобразуют подводимую к ним электрическую энергию в энергию акустических колебаний.

Ультразвук и инфразвук

Наибольшее распространение получили пьезоэлектрические и магнитострикционные излучатели. В г. Если вырезать определенным образом из кристаллов некоторых веществ кварца, сегнетовой соли пластинку и сжать ее, то на ее гранях появятся разноименные электрические заряды.

При ультразвук и возможности его применения реферат сжатия растяжением знаки зарядов меняются на противоположные. Пьезоэлектрический эффект обратим. Это означает, что если кристалл поместить в электрическое поле, то он будет растягиваться или сжиматься в зависимости от направления вектора напряженности электрического поля. В переменном электрическом поле кристалл будет деформироваться в такт с изменениями направления вектора напряженности и действовать на окружающее вещество как поршень, создавая сжатия и разрежения, то есть продольную акустическую волну.

Прямой пьезоэлектрический эффект используют в приемниках ультразвука, в которых акустические колебания преобразуются в электрические. Но если к такому приемнику приложить переменное напряжение соответствующей частоты, то оно преобразуется в ультразвуковые колебания и приемник работает как излучатель.

Следовательно один и тот же кристалл может служить и приемником, и излучателем ультразвука поочередно.

[TRANSLIT]

Такой прибор называют ультразвуковым акустическим преобразователем. В связи с тем, что применение ультразвука в различных областях науки, техники, медицины и ветеринарии с каждым годом возрастает, требуется все большее количество ультразвуковых преобразователей, однако запасы природного кварца не могут удовлетворить возрастающие в нем потребности.

Наиболее подходящим заменителем кварца оказался титаном бария, представляющий собой аморфную смесь двух минеральных ультразвук и возможности его применения реферат - углекислого бария и двуокиси титана. Для придания ей нужных свойств аморфную массу нагревают до высокой температуры, при которой она размягчается, и помещают ее в электрическое поле. При этом происходит поляризация дипольных молекул. После охлаждения вещества в электрическом поле молекулы фиксируются в ориентировочным положении и вещество приобретает определенный электрический дипольный момент.

У титана бария пьезоэлектрический эффект в 50 раз сильнее, чем у кварца, а стоимость его невысока. Преобразователи другого типа основаны на явлении магнитострикции лат. Это явление заключается в том, что при намагничивании ферромагнитный стержень сжимается или растягивается в зависимости от направления намагничивания.

Они плохо видят, однако их полет поражает необыкновенной ловкостью и умение их уворачиваться и лавировать между препятствиями. УЗ сирена — два диска с большим количеством отверстий,помещенные в камеру рис.

Если стержень поместить в переменное магнитное поле, то его длина будет меняться в такт с изменениями электрического тока, создающего магнитное поле. Деформация стержня создает акустическую волну в окружающей среде.

Для изготовления магнитострикционных преобразователей применяют пермендюр, никель, железоалюминиевые сплавы - альсиферы. У них большие величины относительных деформаций, большая механическая плотность и меньшая чувствительность к температурным воздействиям. В современной ультразвуковой аппаратуре используют обо вида преобразователей. Пьезоэлектрические применяют для получения ультразвука высоких частот выше кГцмагнитострикционные - для получения ультразвука меньших частот.

Для медицинских и ветеринарных целей обычно используют генераторы небольшой мощности Вт. Взаимодействие ультразвука с веществом Рассмотрим, с какими параметрами колебательного движения приходиться иметь дело при распространении ультразвука в веществе. При фокусировании ультразвука получаются ультразвук и возможности его применения реферат большие давления. При распространении ультразвуковой волны в жидкости во время полупериодов разрежения возникают растягивающие силы, которые могут привести к разрыву жидкости в данном месте и образованию пузырьков, заполненных паром этой жидкости.

  • Этим способом по сути пользуются дельфины, которые могут слышать ультразвуки частотой до 30 кГц, и могут обнаруживать на расстоянии м опущенную в воду дробинку.
  • Существеннуюроль при этом играет соотношение между длиной волны звука l и геометрическим размером D — размером источника звука илипрепятствия на пути волны, размером неоднородностей среды.
  • Теневой метод основан на ослаблении проходящих УЗ-вых волн при наличии внутри детали дефектов, создающих УЗ-вую тень.
  • История ветеринарной медицины.

Это явление носит название кавитации. Кавитационные пузырьки образуются, когда растягивающее напряжение в жидкости становиться больше некоторого критического значения, называемого порогом кавитации.

Ультразвук и его применение в ветеринарии

Из устройств акустоэлектроники наиболее известными и давно используемыми являются линии задержки и фильтры. Достижения в области изучения поверхностных волн, генерации и приёма гиперзвуковых волн, установление связи упругих волн с элементарными возбуждениями в твёрдом теле привели к существенному расширению возможностей этих устройств и к созданию новых приборов акустоэлектроники, обеспечивающих более сложную обработку сигналов. Акустооптика, связанная с обработкой световых сигналов посредством ультразвука, является одной из самых молодых и быстро развивающихся областей ультразвуковой техники.

К новейшим ультразвуковым методам принадлежит акустическая голография, перспективы которой весьма многообещающи, поскольку она создаёт возможность получения изображений предметов в непрозрачных для световых лучей средах.

Рассматривая многообразие практических применений ультразвуковых колебаний и волн, нельзя не упомянуть об ультразвуковой медицинской диагностике, которая даёт в ряде случаев более детальную информацию и является более безопасной, чем другие методы диагностики. Об ультразвуковой терапии, занявшей прочное положение среди современных физиотерапевтических методов, и, наконец, о новейшем направлении применения ультразвука в медицине — ультразвуковой хирургии.

Существует несколько методов ультразвуковой дефектоскопии, основными из которых являются теневой, импульсный, резонансный, метод ультразвук и возможности его применения реферат анализа, ультразвуковой визуализации. Теневой метод основан на ослаблении проходящих УЗ-вых волн при наличии внутри детали дефектов, создающих УЗ-вую тень.

При этом методе используется два реферат государственного кредита. Один из них излучает ультразвуковые колебания, другой принимает их рис. Существенный недостаток теневого метода в том, что он не позволяет определить на какой глубине находится дефект.

Ультразвук и возможности его применения реферат 9139

Импульсный метод УЗ-вой дефектоскопии основан на явлении отражения ультразвуковых волн. Принцип действия импульсного дефектоскопа показан на рис. Высокочастотный генератор вырабатывает кратковременные импульсы. Посланный излучателем импульс, отразившись, возвращается обратно к преобразователю, который в это время работает на прием. С преобразователя сигнал поступает на усилитель, а затем на отклоняющие пластины электроннолучевой ультразвук и возможности его применения реферат.

Для получения на экране трубки изображения зондирующих и отраженных импульсов предусмотрен генератор развертки. Работой высокочастотного генератора управляет синхронизатор, который с определенной частотой формирует высокочастотные импульсы. Частота посылки импульсов может изменяться с таким расчетом, чтобы отраженный импульс приходил к преобразователю раньше посылки следующего импульса. Импульсный метод позволяет исследовать изделия при одностороннем доступе к.

Преимущество импульсного метода состоит еще и в том, что он позволяет определить на какой глубине находится дефект. В радиоэлектронике часто возникает необходимость задержать один электрический сигнал относительно другого.

Удачное решение нашли ученые, предложив ультразвуковые линии задержки ЛЗ. Действие их основано на преобразовании электрических импульсов в импульсы УЗ-вых механических колебаний, скорость распространения которых значительно меньше скорости распространения электромагнитных колебаний.

После обратного преобразования механических колебаний в электрические импульс напряжения на выходе линии будет задержан относительно входного импульса.

Опыт, накопленный при использовании доплеровских методов в медицине, делает весьма перспективным их применение в диагностике ряда заболеваний сельскохозяйственных животных. Ультразвуковая обработка обеспечиваетбольшую точность — от 50 до 1 мк в зависимости от зернистости абразива. В последние годы ультразвук начинает играть всебольшую роль в научных исследованиях. Расстояние от поверхности тела до матки у них довольно велико, т ультразвуковая волна на этом пути сильно затухает. Вспомогательное движение — движение подачи — может быть продольным, поперечным и круговым.

Для преобразования электрических колебаний в механические и обратно используют магнитострикционные и пьезоэлектрические преобразователи. Соответственно этому ЛЗ подразделяются на магнитострикционные и пьезоэлектрические.

Магнитострикционная ЛЗ состоит из входного и выходного преобразователей, магнитов, звукопровода и поглотителей.

120967

Входной преобразователь состоит из катушки, по которой протекает ультразвук и возможности его применения реферат входного сигнала, участка звукопровода из магнитострикционного материала, в котором возникают механические колебания УЗ-вой частоты, и магнита, создающего постоянное подмагничивание зоны преобразования. Выходной преобразователь по устройству почти не отличается от входного.

Ультразвук и возможности его применения реферат нужен для создания начальной магнитной индукции и подмагничивания зоны преобразования. Поглотители для уменьшения уровня паразитных отраженных сигналов располагаются на обоих концах звукопровода. Эссе студента взгляд в действия магнитострикционной ЛЗ основан на изменении размеров ферромагнитных материалов под воздействием магнитного поля.

Механическое возмущение, вызванное магнитным полем катушки входного преобразователя, передается по звокопроводу и, дойдя до катушки выходного преобразователя, наводит в ней электродвижущую силу. Пьезоэлектрические ЛЗ устроены следующим образом. На пути электрического сигнала ставят пьезоэлектрический преобразователь пластинку кварцакоторый жестко соединен с металлическим стержнем звукопроводом.

Ко второму концу стержня прикреплен второй пьезоэлектрический преобразователь. Сигнал, подойдя к входному преобразователю, вызывает механические колебания УЗ-вой частоты, которые затем распространяются в звукопроводе.

Достигнув второго преобразователя, УЗ-вые колебания вновь преобразуются в электрические. Но так как скорость распространения УЗ в звукопроводе значительно меньше скорости меньше скорости распространения электрического сигнала, сигнал, на пути которого был звукопровод, отстает от другого на величину, равную разности скорости распространения УЗ и электромагнитных сигналов на определенном участке. Применение УЗ для активного воздействия на живой организм в медицине основывается на эффектах, возникающих в биологических тканях при прохождении через них УЗ-вых волн.

Колебания частиц среды в волне вызывают своеобразный микромассаж тканей, поглощение УЗ — локальное нагревание. Одновременно под действием УЗ происходят физико-химические превращения в биологических средах. При умеренной интенсивности звука эти явления не вызывают необратимых повреждений, а лишь улучшают обмен веществ и, следовательно, способствуют жизнедеятельности организма.

При больших интенсивностях сильное нагревание и кавитация вызывают разрушение тканей. Этот эффект находит применение в УЗ-вой хирургии. В хирургии применяют также УЗ-вые инструменты, рабочий конец которых имеет вид скальпеля, пилки, иглы и т.

Контрольные работы 9 кл физикаНауки изучающие человека докладКурсовая работа тему судебная система рф
Образец оглавления дипломной работы по гостуИстория культура византии докладЛекарственные растения южного урала реферат
Субстанция как философская категория рефератЭтапы работы над учебным рефератомРеферат на тему жесты судьи в волейболе

Наложение УЗ-вых колебаний на такие, обычные для хирургии, инструменты придает им новые качества, ультразвук снижая требуемое усилие и, следовательно, его операции; кроме того, проявляется кровоостанавливающий и обезболивающий эффект.

Контактное воздействие тупым УЗ-вым инструментом применяется возможности разрушения некоторых новообразований. Воздействие мощного УЗ на биологические ткани применяется для разрушения микроорганизмов в процессах стерилизации медицинских инструментов и лекарственных веществ. Вторая группа излучателей — электроакустические преобразователи;они преобразуют уже заданные колебания электрического напряжения или тока вмеханическое колебание твердого тела, которое и излучает в окружающую средуакустические волны.

В излучателях первоготипа механических преобразование кинетической энергии струи жидкости илигаза в акустическую возникает в результате периодического прерывания применения реферат сиренапри натекании ее на препятствия различного вида газоструйныегенераторы, свистки.

Так как источником излучаемогосиреной звука являются импульсы газа, вытекающего из отверстий, частотныйспектр сирен определяется формой этих импульсов. Для получения синусоидальныхколебаний используют сирены с круглыми отверстиями, расстояния между которымиравны их диаметру. При отверстиях прямоугольной формы, отстоящих друг от другана ширину отверстия, форма импульса треугольная.

В случае применения несколькихроторов вращающихся с разной скоростью с отверстиями расположенными неравномернои разной формы, можно получить шумовой сигнал. Акустическая мощность сиренможет достигать десятков кВт. Если в поле ультразвук и возможности его применения реферат мощной сирены поместитьвату, то она воспламенится, а стальные стружки нагреваются докрасна.

Принцип действия УЗ генератора-свистка почти такойже, как и обычного милицейского свистка, но размеры его значительно. Поток воздуха с большой скоростью разбивается об острый край внутренней полостигенератора, вызывая колебания с частотой, равной собственной частоте резонатора.

При помощи такого генератора можно создавать колебания с частотой до Кгцпри относительно небольшой мощности. Для получения больших мощностей применяютгазоструйные генераторы, у которых скорость истечения газа выше. Жидкостныегенераторы применяют для излучения УЗ в жидкость. В жидкостных генераторах рис. Механическиеизлучатели используются в низкочастотном диапазоне УЗ и в диапазоне звуковыхволн. Они относительно просты по конструкции и в эксплуатации, их изготовлениене дорого, но они не могут создавать монохроматическое излучение[2]и тем более излучать сигналы строго заданной формы.

Излучателивторого типа основываются на различных физических эффектах электромеханическогопреобразования. Как правило, они линейны, то есть воспроизводят по формевозбуждающий электрический сигнал.

В низкочастотном УЗ-вом диапазонеприменяются электродинамические излучатели и излучающие магнитострикционные преобразователи и пьезоэлектрические преобразователи.

Наиболее широкоераспространение получили излучатели магнитострикционного и пьезоэлектрическоготипов. В г. Джоуль заметил, что ферромагнитные материалы, помещенные в магнитноеполе, изменяют свои размеры. Это явление назвали магнитострикционным эффектом[3]. Если по обмотке, наложенной на ферромагнитный стержень, пропустить переменныйток, то под воздействием изменяющегося магнитного поля ультразвук и возможности его применения реферат будетдеформироваться. Никелевые сердечники, в ультразвук и возможности его применения реферат от железных, в магнитном полеукорачиваются.

При пропускании переменного тока по обмотке излучателя егостержень деформируется в одном направлении при любом направлении магнитногополя. Поэтому частота механических колебаний будет вдвое больше частотыпеременного тока. Чтобычастота колебаний излучателя соответствовала частоте возбуждающего тока, вобмотку излучателя подводят постоянное напряжение поляризации.

Уполяризованного излучателя увеличивается амплитуда переменной магнитнойиндукции, что приводит к увеличению деформации сердечника и повышению мощности. Магнитострикционныйэффект используется при изготовлении УЗ-вых магнитострикционныхпреобразователей рис. Чащевсего применяют преобразователи из никеля высокая стойкость против коррозии,низкая цена. Магнитострикционные сердечники могут быть изготовлены и изферритов.

Однако феррит — хрупкий материал, чтовызывает опасность их перегрузки при большой мощности. В году братья Жак и Пьер Кюри открыли пьезоэлектрический эффект —если деформировать пластинку кварца, то на ее гранях появляются противоположныепо знаку электрические заряды. Наблюдается и обратное явление — если кэлектродам кварцевой пластинки подвести электрический заряд, то ее размерыуменьшатся или увеличатся в зависимости от полярности подводимого заряда.

Приизменении знаков приложенного напряжения кварцевая пластинка будет тосжиматься, то разжиматься, то есть она будет колебаться в такт с изменениямизнаков приложенного напряжения. Изменение толщины пластинки пропорциональноприложенному напряжению. Принциппьезоэлектрического эффекта используется при изготовлении излучателей УЗ-выхколебаний, которые преобразуют электрические колебания в механические.

Вкачестве пьезоэлектрических материалов применяют кварц, титанат бария, фосфатаммония. В диапазоне средних УЗ-выхчастот концентратор представляет собой фокусирующую excel курсовая работа, чаще всего в видепьезоэлектрического преобразователя вогнутой формы, излучающего сходящуюсяволну. Вкачестве приемников ультразвука на низких и средних частотах чаще всегоприменяют электроакустические преобразователи пьезоэлектрического типа.

0 comments