IMAG0757 (3)

21

Laboratorium z podstaw badań ultradźwiękowych

5.TIUMIENIE FAL ULTRADŹWIĘKOWYCH

Ciśnienie fali ultradźwiękowej rozchodzącej się w ośrodku maleje ze wzrostem przebytej drogi. Przyczyny tego spadku są następujące:

-    rozbieżność wiązki fal

-    procesy pochłaniania energii (tarcie wewnętrzne* energia drgań zamienia się na ciepło)

-    procesy rozpraszania tzn. odbicia . załamania i dyfrakcja fal na granicach ziam krystalicznych, wtrąceniach , porach,...Ud. ośrodka.

Tłumienie fali to spadek ciśnienia fali na skutek procesów pochłaniania I rozpraszania.

Osłabienie fali to spadek ciśnienia fali uwzględniający durnienie i rozbieżność wiązki.

Rozpatrzmy problem tłumienia. W c!enkle| warstwie ośrodka o grubości dl w odległości I od

i¹,

początku, przy stałym tłumieniu a na jednostkę długości występuje względny spadek ciśnienia akustycznego zgodnie z zależnością

dP ₌ P

Po scalkowaniu otrzymujemy

-adL

(5.1)

(S.2)

P. = P.e-

P₀ - ciśnienie początkowe, I - odległość od początku, a - współczynnik durnienia Współczynnik tłumienia a można zapisać Jako sumę dwóch składników

a =Op + o_r    (5.3)

gdzie ctp - udział pochłaniania w tłumieniu, a_r - udział rozpraszania w tłumieniu.

Dla większości dal stałych pochłanianie Jest proporcjonalne do częslotlłwośd fali op - o,, f    (5.4)

W materiałach niejednorodnych , a zwłaszcza polikrystalicznych jakimi są melale, przeważający wpływ na a ma proces rozpraszania. Decydujący wpływ na o,, stosunek średniego

rozmiaru ziarna D do długości fali dla X»0

	a « cJ+CjD^1/*	(5.5)
dla ż»D	a»c,/+CjZy^J	(5.6)
dla x«D	a « c,f+c« -1 / D	(5.7)