Акустических колебаний

Из всех типов акустических волн наибольший практический интерес вызывают так называемые поверхностные акустические волны (ПАВ), основная доля энергии которых сосредоточена в относительно тонком поверхностном слое звукопровода — подложки. Этот интерес обусловлен, во-первых, возможностью конструирования и создания приборов на ПАВ с высокими метрологическими характеристиками и относительной отработанностью методов машинного анализа. Во-вторых, доступностью поверхностных акустических волн на всем пути их распространения, и таким образом возможностью управления характеристиками функционирования создаваемых приборов. В-третьих, следует учитывать, что технология изготовления устройств на ПАВ совместима со стандартной пленарной технологией интегральных схем. Объемные акустические колебания используются в интегральных пьезокварцевых фильтрах.

На 11.6 приведена функциональная схема ультразвукового дефектоскопа. Акустические колебания вводят в объект контроля ОК с помощью пьезопреоб-разователя П, представляющего собой

Генератор импульсов по сигналу синхронизатора вырабатывает радиоимпульсы с частотой заполнения 0,5—10 МГц и частотой следования 30—25 000 Гц, воздействующие на пьезопреобразователь и вызывающие акустические колебания в нем. Эти колебания

Акустические колебания распространяются в объекте контроля в виде лучей, отражающихся от неоднородностей. Отражение происходит от противоположной поверхности объекта контроля («донный» сигнал), а также от дефектов. Отраженные колебания преобразуются пьезопреобразователем в электрические импульсы, которые усиливаются усилителем и поступают на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Таким образом, на экране ЭЛТ появляются три импульса: излученный, «донный» и импульс дефекта. Поскольку время распространения акустических волн до дефекта и обратно меньше, чем время распространения до «дна» и обратно, импульс дефекта располагается на экране ЭЛТ между излученным и «донным» импульсами.

звать состояние физического объекта или процесс в физическом объекте, которые отображают информацию. Например, сигналами являются такие состояния физического объекта, как степень намагниченности различных участков магнитофонной ленты и яркость свечения отдельных точек телевизионного экрана. Сигналами являются также электрические колебания, возникающие в съемной головке магнитофона при движении магнитной ленты, акустические колебания воздуха, возбуждаемые звуковоспроизводящим устройством магнитофона, и радиосигналы изображения, принимаемые телевизором.

Параметры механических динамических воздействий на РЭС для различных условий эксплуатации согласно отечественным и зарубежным данным приведены в табл. 5.1. Источниками механических воздействий могут быть: вибрации движущихся частей двигателя и движителя из-за несбалансированности их частей и наличия зазоров; акустические колебания, вызванные взаимодействием турбулентных газовых потоков с корпусом реактивного двигателя; перегрузки при маневрировании; неровности дорог и стыки рельсов; аэродинамические и гидродинамические воздействия окружающей среды (ветер, волны, снежные лавины, землетрясения, обвалы и т. д.); взрывные воздействия; небрежность или неосторожность обслуживающего персонала (падение РЭС, удары при погрузочно-разгрузочных работах и пр.).

В геофизике измерительными преобразователями являются сейсмоприемник, преобразующий упругие (акустические) колебания в электрические, счетчик частиц, приемные электроды, индукционный приемник электромагнитного поля и т. д.

Описанный метод не пригоден для измерения малых расстояний (меньше нескольких километров), так как в этом случае затрачиваемое время становится слишком малым. Поэтому для измерения расстояний в несколько километров или сотен метров удобнее использовать для локации не электромагнитные, а акустические колебания, скорость распространения которых много меньше.

и устройствами преобразования звуковых (акустических) колебаний в электрические сигналы и обратно. Акустические колебания возникают в упругих средах под действием механических колебаний какого-либо тела, например струны, диффузора громкоговорителя и др. Скорость распространения акустических колебаний в воздухе 340 м/с, а в жидкостях и твердых телах больше. В вакууме акустические колебания вообще не распространяются.

Акустические колебания характеризуются: силой звука и звуковым давлением, уровнями силы звука и звукового давления, громкостью звука и его тембром.

1. Какой интервал частот занимают акустические колебания?

Акустоэлектроника. Использование акустических колебаний в твердом теле, пьезоэлектрического эффекта, а также эффектов взаимодействия потока электронов с акустическими волнами в пьезоэлектрическом полупроводниковом материале позволяет решить ряд задач радиоэлектроники, в том числе построение микроминиатюрных линий задержки и селективных элементов с заданными частотными свойствами, а также усилителей СВЧ и других устройств.

ТИПЫ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

При контроле акустических параметров изделий и сред применяют приборы для измерения звукового давления (шумомеры), спектрального состава акустических колебаний (анализаторы спектра) и интенсивности звука.

Оптике/акустический метод основан на избирательном поглощении различными газами модулированной низкой частотой инфракрасной радиации и преобразовании возникающих акустических колебаний с помощью микрофона в электрические сигналы. Известно, что поглощать инфракрасные лучи могут все газы, которые содержат в молекуле два и более различных атомов, например окись углерода, двуокись углерода, метан.

Оптикоакустический метод основан на избирательном поглощении различными газами модулированной низкой частотой инфракрасной радиации и преобразовании возникающих акустических колебаний с помощью микрофона в электрические сигналы. Известно, что поглощать инфракрасные лучи могут все газы, которые содержат в молекуле два и более различных атомов, например окись углерода, двуокись углерода, метан.

ны; возникновение акустических колебаний в масле; звук удара в баке; выделение пузырьков газа или дыма на поверхности масла.

а) метод инфракрасной спектроскопии (о п т и к о- а к у с т и ч е-ский метод), основанный на избирательном поглощении различными газами модулированной низкой частотой инфракрасной радиации и преобразовании возникающих акустических колебаний при по-"моТщГ микрофона в электрические сигналы. Высокая чувствительность и избирательность метода достигаются тем, что приемник радиации, прошедшей через анализируемую газовую смесь, заполнен именно тем газом, концентрация которого в смеси измеряется. Этот метод широко применяется для анализа большинства двухатомных газов и паров (кроме Н2, О2, NU и С1а),

сятся, например, электромагнитные волны, или радиоволны (процесс распространения в пространстве электромагнитных колебаний), акустические волны (процесс распространения в атмосфере акустических колебаний, например речевых сигналов) и др.

В частности, при измерении в логарифмических единицах, громкости и интенсивности звука (акустических колебаний) во вторую формулу (4.4) подставляют соответственно Н = р/ро или Я2 = ///о, где р — звуковое давление, Н/м2; ро == 2-10~5 Н/м2 — пороговое значение звукового давления, соответствующее округленно порогу слышимости гармонических колебаний с частотой 1 кГц; I = p2/Za — интенсивность звука, Вт/м2; Za — удельное акустическое сопротивление среды, Н-с/м3; /о= 10~12 Вт/м2 — нулевой уровень, соответствующий пороговому звуковому давлению ро при стандартном значении Za = 400 Н-с/м3 (приблизительно такое акустическое сопротивление имеет воздух при температуре 25°С и атмосферном давлении 740 мм рт. ст.). Единица громкости звука, совпадающая численно с децибелом, называется фоном.

и устройствами преобразования звуковых (акустических) колебаний в электрические сигналы и обратно. Акустические колебания возникают в упругих средах под действием механических колебаний какого-либо тела, например струны, диффузора громкоговорителя и др. Скорость распространения акустических колебаний в воздухе 340 м/с, а в жидкостях и твердых телах больше. В вакууме акустические колебания вообще не распространяются.

На 4.2, г показаны дисперсионные кривые для акустических и оптических нормальных колебаний цепочки, состоящей из двух сортов атомов. В то время как для акустических колебаний частота растет с ростом q и достигает максимального значения при <7гаах= =л/я, для оптических колебаний сотах имеет место при