Устройство для визуализации акустических полей

)з 601 й 29 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ткин Б,А., Легуеские преобраСудостроение,к средствам и контроля и моизмерении звуизобретения - полей в звукотавленная цель е поле, возбужится звукопрозволн в ультра не могут быть ции структур частотах В с свойственных акустическихЦель изоб стических пол звуковом испольэ ы бегущи лу физи этому с полей. ретения ей в звук диапазоне частот и ованы для визуализах волн на звуковых ческих ограничений пособу визуализации визуализация акувом диапазоне частот.Поставленна в звуковое поле. хе), вносится эву распространении тическую темп ер ная акустическая Следовательно,цель достигается тем, что озбужденное в газе (воздукопрозрачная пленка. При звука в газе, имеющем статуру Т, возникает перемен- температурная добавха Т. звукопрозрачная пленка ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИАКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ(57) Изобретение относитсяметодам неразрушающегожет быть использовано приковых полей в газах. Цельвизуализация акустическихвом диапазоне частот. Посдостигается тем, что звуководенное в газе(воздухе), внос Изобретение относится к средствам визуализации колебательных процессов и звуковых полей в газах и может быть использовано при неразрушающих испытаниях материалов и изделий.При исследованиях технических характеристик и неразрушающем контроле пьезокерамических элементов и изделий из них используется способ визуализации возбужденного в газе (воздухе) ультразвукового поля, основанный на акустотермооптическом преобразовании параметров исходного поля в его визуально наблюдаемое изображение. Устройства визуализации, в основу работы которых положен этот способ, используются для излучения картины стоячих рачная пленка, изготовленная из полимерного материала, При распространении звука в газе, имеющем статическую температуру Т, возникает переменная акустическая температурная добавка Т. Наличие различия тепло- физических параметров эвукопрозрачной пленки и газа приводит к аккумуляции пленкой тепла, отбираемого у звукового поля и, как следствие этого, на ее поверхности возникает температурный рельеф, локальные значения температурных скачков, в котором пропорциональны соответствующим локальным значениям распределения колебательной скорости звукового поля. Температурный рельеф визуализируется посредством тепловизионной системы, а это значит, что может визуально наблюдаться распределение колебательных скоростей звукового поля вдоль секущей плоскости, задающейся звукопрозрачной пленкой, 1 ил,1795365 оказывается помещенной в среду, где имеет местр периодическое изменение температуры Г. Наличие различия теплофизических параметров звукопроэрачной пленки и газа приводит к явлению аккумуляции пленкой тепла, отбираемого у звукового поля и, как следствие этого, на ее поверхности возникает температурный рельеф Тп (х, у), локальные значения температурных скачков ЛТ(х, у) = Тп(х, у) - Т, в котором пропорцио- "0 нальны соответствующим локальным значениям колебательной скорости 0(х, у) звукового поля, Здесь плоскость (х,у) совпадает с поверхностью звукопрозрачной пленки, Температурный рельеф может быть 15 визуализирован посредством тепловизионной системы, а это значит, что может быть . выявлено распределение колебательных скоростей О (х, у) звукового поля вдоль секущей плоскости, задающейся звукопрозрач ной пленкой,На чертеже показано устройство для визуализации акустических полей.Устройство содержит исследуемый ис точник звука 1, создающий в газе звуковуюволну 2, на пути которой устанавливается звукопрозрачная пленка 3, находящаяся в поле зрения тепловизионного устройства 4.При возбуждении источника звука 1 30 электрическим гармоническим сигналом (генератор гармонических сигналов не показан на чертеже) в воздухе возникает звуковая волна 2, распространяющаяся вдоль оси источника звука и взаимодействующая со 35 звукопрозрачной пленкой 3. Этот тип взаимодействия волны со звукопрозрачной пленкой характеризуется тем, что волна практически без ослабления проникает через эвукопрозрачную пленку, которая ока что, с целью визуализации полей в звуковом диапазоне частот, преобразователь выполнен в аиде звукопроэрачной пленки из полимерного материала, в качестве визуализатора использована тепловизионная система,Устройство для визуализации акустических полей, содержащее преобразователь звуковой энергии в тепловую и виэуализа тор теплового поля,отл и ча ю щееся тем,Формула изобретения зывается помещенной в газообразную среду с периодически изменяющейся температурой Т, здесь Т акустическая добавка к статической температуре Т среды, вызванная в ней распространяющейся звуковой волной, Наличие периодически меняющейся температуры Т и различие термофиэических параметров газа и звукопрозрачной пленки приводит к эффекту аккумуляции тепла в материале эвукопроэрачной пленки. В результате чего на поверхности звуко- прозрачной пленки возникает температурный рельеф Тп (х, у), температурные скачки ЛТ (х, у) в котором пропорциональны соответствующим значениям распределения колебательных скоростей О (х, у) по фронту волны (вдоль сечения акустического поля, образованного звукопрозрачной пленкой). Температурный рельеф Тп (х, у) наблюдают посредством тепловизора 4, Таким образом, распределение колебательных скоростей О (х, у) вдоль секущей плоскости поверхности звукопроэрачной пленки становится видимым, т,е. происходит визуализация звукового поля источника, излучающего в газ.Использование изобретения позволяет визуализировать звуковые поля бегущих волн, возбуждающих в газе (воздухе). Это дает воэможность получать информацию о структуре и параметрах акустических полей, На базе этого устройства визуализации акустических полей могут быть реализованы новые методы неразрушающего контроля источников звука различного назначения, Такие методы контроля будут отличаться от существующих простой реализации, более высокой экспресностью, широкими возможностями применения разнообразных систем обработки оптических иэображений,1795365 Редактор В,Трубчен Ончзковэ изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 аказ 426 ВНИИП Составитель Ф.Легушаехред М.Моргентал Корректо Тираж Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035; Москва, Ж, Раушская наб., 4/5