Способ визуализации акустических полей в твердотельных звукопроводах

язв меавнзззздязт ь ья-й ФэтОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социапистических Республик(51)М. Кл.2 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авт жевенкоетения нститут радиофизики йу элкеКтроники ".,:,.-,-:.;.АН Украинской ССР 1.ител ОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ТВЕРДОТЕЛЬНЬК ЗВУКОПРОВОДАХ(5 2Изобретение относится к области с помощью системы линз,а затем наисследования физических свойств ве- правляют на экран на котором воспроществ, а именно к исследованию твердо- изводят изображение исследуемого тельных материалов с помощью звуко- акустического поля 11. вых или ультразвуковых колебаний, " Существенйым недостатком такого н может найти применение в физических способа является отсутствие возможисследованиях, а также в технических нбсти йзроведения исследований в приложениях, например при разработ- ".оптически непрозрачных средах.рдотельных линий задержки, Наиболее близким к изобретениюобхо имо иметь ин од и формацию о по технической сущности и достигаемо 10уре акустических полей в звуко- му результату является способ визуалидах, зации акустических полей в твердотельвестен способ визуализации акус- ных звукопроводах, заключающийся в тических полей, основанный на дифрак- том, что в звукопроводе возбуждаютета на звуке, сущность которого 15 акустические колебания регистрируюается в возбуждении в звуко-реакцию торцовой поверхности зв кое упругой волны, которая при -рбваддааптмнка воздействие распространяюраспрсстранении вызывает измене "дВя взвукопроводе акустическихотности, что приводит к измене- колебаний.и осуществляют визуализа-казателя преломления этой 20 цию акустического поля по этой реакдля света. Затем звукопровод "Ми (21.освещают сходящейся когерент- Недостатками такого способа ной световой волной от лазера, при являются сложность процесса п этом происходит дифракция света, картины акустических полей, н причем в иф аги од фр р вавшем световом 25димость применения дорогостоящих пучке содержится. информация о струк- оптических приборо . обоов и.о орудования,е исследуемого звукового поля. "что делает его малодоступным для После этого с помощью диафрагмы выде- широкого применения. ляют первый по я ок иР д д фракционной цель изобретения - упрощение прокартины, производят его обработку 30 цесса визуализации. ке тве где не структ провоИз ции св заключ провод своем ние пл нию посреды т олучен еобхозившейся от него акустической волны, исследуют структуру поля в твердотельном эвукопроводе.Предлагаемый способ позволяет визуализировать картину. исследуемого акустического поля на экране электронного осциллографа, Для этого небб ходимо синхронизировать во времени сканирование образованной областью по поверхности отражающего торца звукопронода с двухкоординатной разверткой луча осциллографа, а на модулирующий электрод электроннолучевой трубки подать напряжение, пропорциональное изменению эхо-импульса для регулировки яркости "вечения экрана. Для фиксации картины поля на экране следует применить осциллограф с электроннолучевой трубкой с длитель:ным послеснечением.Предлагаемый способ визуализации акустических полей в твердотельных эвукопроводах значительно упрощает процесс исследования акустических полей и их визуализацию, обладает высокойразрешающей способностью, не требует сложного, дорогостоящего оборудования. Кроме того, такой способ дает возможность наблюдать кар. тину акустического поля в различных знукопроводах, обнаруживать дефекты н них и отбраковывать непригодные, а также позволяет изучать нлияние внешних факторов на распространение упругих волн в твердом теле, что представляет интерес для широкого круга физических исследований и ряда технических приложений. Формула изобретения 1. Способ"визуализации акустических полей в твердотельных эвукопроводах, заключающийся н том, что в энукопроводе возбуждают акустические колебания, регистрируют реакцию торцовой поверхности звукопровода на воздействие распространяющихся в звукопроводе акустических колебаний и осуществляют визуализацию акустического поля по этой реакции, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельн) упрощения процесса виэуалиэацйи, дополнителььно локально изменяют отражательную способность торцовой поверхности звукопровода последовательно по всей ее площади, а визуализацию акустического поля осуществля" ют по совокупности отражений.2. Способ по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что локально отражательную способность торца эвукопровода изменяют путем создания упругой деформации в этой области поверхности под действием механического давления, например, упРугим сферическим Фелом. цель достигается,за счет того,что дополнительно локально изменяютотражательную способность торцовойповерхности энукопровода последовательно по всей ее площади, а визуали-.зацию акустического поля осуществляют по совОкупности отражений. Крометого, локально отражательную способность торца эвукопровода изменяютпутем создания упругой деформациив этой области поверхности под действием механического давления, например, упругИм сферическим телом,а также локально отражательную способность торца звукопровода изменяютпутем создания акустического контакта этой области торцовой поверхности с поглощающей звук средой.На чертеже изображена схема.реализации предлагаемого способа визуализации акустических полей в твердотельных эвукопроводах.20Она содержит твердотельный эвукопронбд 1, к одной торцовой поверхности которого подсоединяют пьеэопреобразователь 2 через подслой Э, а кдругой - источник 4 внешнего воэдействия, выполненный в ниде упругой сферыСпособ визуализации акустическихполей в твердотельных звукопроводах заключается н следующем. 30В твердотельном эвукопроводе 1 спомощью примыкающего к его торцупьезоэлектрического преобразователя2 возбуждают акустическую волну,которая распространяется в напранленни отражающего торца эвукопровода1, отражается от него и возвращается к пьезопреобразователю 2, гдетрансформируется в электромагнитныйсигнал. Внешним воздействием, например 40механическим давлением упругой сферой 4, изменяют отражательнуюспособ"ность в локальной области отражающего торца звукопронода. Это вызыва-ет рассеяние в этой области торцовой поверхности части мощности падающей на нее звуковой олны, что приводит к изменению инте, ральной интенсинности акустической волны, возвращающейся после отражения от этойповерхности к пьеэопреобразователю.Кроме того, отражательную способность в локальной области отражающеготорца звукопровода изменяют путемсоздания акустического контакта этойобласти поверхности с поглощающей 55звук средой. При этомчасть мощностипадающей на нее акустической волныпоглощается, что отражается на интегральной интенсивности волны, возвращающейся после отражения от этой поверхностк к пьезопреобраэователю.Затем образованной облас гью сканируют по поверхности отражающего торцатвердотельного звукопровода и, регистрируяизменение интенсивности стра- у5 691 4974"Ю 13 ЪМф%ФФ 1 Ж.ФФВ: "." , ю.ьаЮЙЙФфйВМЩфф3, Способ по п. 1, о т л и - :.;:;. "." .-." Йсточники ин 4 ормации,ч а ю ц и й с я тем, что локально,.принятые во внимание при экспертизеотражательную способность торца звукопровода изменяют путем создания 1 Оптика и спектроскопияа устического контакта этой области, ",-:=. У 30; вып. б, с. 1157-1163.торцовой поверхности с поглощаюцей 5 2. Патент СВй 9 3742439,звук средой, кл. 73-675, 1969 - прототип. оровХор енто Г, Назаро вцтелр Г, "ф Ю.Бабурка Сотова Тех ЬВИУР Н р" Подписное аж 1090нного комитета ений и открыти Ра окая наб,Заказ 6206/34 1 ЦНИИПИ Государст по делам изобр 113035 Москва Ж