Поле прямоугольного преобразователя
Рис. 6.11. Способы устранения неравномерности чувствительности прямоугольного преобразователя: а — изменение формы пьезопластины; б — создание треугольных каналов на нерабочей стороне пьезопластины Изменение формы пьезопластины является наиболее эффективным способом выравнивания чувствительности (применение остальных способов приводит к ухудшению чувствительности). Изменяя форму пьезопластины… Читать ещё >
Поле прямоугольного преобразователя (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Вид прямоугольного преобразователя представлен на рис. 6.7. Характеристики такого преобразователя зависят от соотношения сторон я, и а2.
Рис. 6.7. Прямоугольный преобразователь.
Размер ближней зоны такого преобразователя определяется по формуле.
Поле прямоугольного преобразователя зависит от безразмерного параметра х / хь, где х — расстояние, измеряемое по оси преобразователя; хБ — размер ближней зоны.
В общем случае я, * я2. Зависимость амплитуды поля от расстояния по оси, нормированного на размер ближней зоны, для различных значений отношения я, / я2 показана на рис. 6.8.
Рис. 6.8. Зависимость поля прямоугольного преобразователя от расстояния на оси, нормированного на размер ближней зоны:
- 1 — квадратный преобразователь, а, / а2 = 1; 2 — прямоугольник, я, / я2 = 2;
- 3 — полоса, я, / а2 = 5
Положение последнего максимума амплитуды на оси определяется в соответствии с величиной ближней зоны хБ = о,2 / 2Х только для квадратного преобразователя й, / а2 = 1. Для прямоугольного излучателя с соотношением сторон (я, /а2) > 2 положение последнего максимума можно определить лишь приближенно. Условия интерференции для волн в ближней зоне прямоугольного преобразователя отличны от условий для круглого преобразователя.
Сравнение с полем дискообразного преобразователя показывает, что для прямоугольного преобразователя максимумы и минимумы в ближней зоне сильно сглажены. В импульсном режиме наблюдается дополнительное сглаживание с одновременным уменьшением амплитуды.
Поле прямоугольного преобразователя в дальней зоне.
где 0, и 02 — углы между акустической осью преобразователя и проекциями лучей на плоскости XOZи XOY{рис. 6.9).
Рис. 6.9. Схема для расчета поля прямоугольного преобразователя:
0, и 02 — углы между акустической осью преобразователя и проекциями лучей на плоскости XOZ и XOY
На рис. 6.10 приведены сравнительные диаграммы направленности для преобразователей различной формы.
Рис. 6.10. Диаграммы направленности для преобразователей: / — круглого; 2 — прямоугольного; 3 — тонкого кольцеобразного Как видно по рис. 6.10, диаграмма направленности прямоугольного преобразователя более широкая, чем кольцеобразного преобразователя, но уже, чем круглого.
Прямоугольные преобразователи применяются в тех случаях, когда нужно увеличить зону контроля за один проход преобразователя. Этот вид преобразователей чаще всего используется в автоматизированном контроле.
Основной недостаток прямоугольных преобразователей — неравномерная чувствительность вдоль длинной стороны (следствие интерференции волн в ближней зоне).
Существует несколько способов устранения этого недостатка: сокращение длительности импульса, за счет чего сглаживаются интерференционные максимумы в ближней зоне; расширение полосы частот. Для этого на нерабочей стороне пьезопластины создают треугольные каналы (рис. 6.11, б), измененяют форму пьезопластины (рис. 6.11, а).
Рис. 6.11. Способы устранения неравномерности чувствительности прямоугольного преобразователя: а — изменение формы пьезопластины; б — создание треугольных каналов на нерабочей стороне пьезопластины Изменение формы пьезопластины является наиболее эффективным способом выравнивания чувствительности (применение остальных способов приводит к ухудшению чувствительности). Изменяя форму пьезопластины, можно управлять рабочей частотой преобразователя, добротностью и параметрами акустического поля.