Преломление и трансформация ультразвуковых колебаний

При наклонном падении продольной волны из твёрдой среды 1 в твёрдую среду 2 на границе этих двух сред про­исходит:

а) отражение;

б) преломление;

в) трансформация (расщепление) волны.

На практике для обеспечения падения продольных волн под углом между пьезоэлементом и контролируемой де­талью располагают призму из ___________________________.

Законы отражения и преломления упругих волн формули­руются так:

а) отражённые и преломлённые лучи лежат в одной плоскости с падающим лучом и нормалью к поверхности раздела сред, про­ведённой в точке падения;

б) угол отражения продольной волны равен углу падения;

в) углы падения, отражения и преломления связаны соотношением, называемым законом Снелиуса:

sin β / c_l1 = sin α / c_t2 = sin β _t / c_t1 = sin β _t / c_l1 = sin α ₁ / c_l2,

где c_l1, c_l2, c_t1, c_t2 – скорости распространения продоль­ных и сдвиговых волн в 1 и 2 среде соответственно.

Рис. 6. Иллюстрация критических углов

Свойства упругих волн используют при контролировании наклонных преобразователей для проверки изделий _________________________ ____________________________________. В таких преобразова­телях ультразвуковые колебания преломляются с помощью клинообразной призмы, изготовленной из ___________________________________ и играющей роль среды 1, а средой 2 является контролируемое изделие.

Если пьзопластину разместить на призме из органического стекла с углом β в пределах 30º –55º, то в стальном изделии будет распрост­раняться только ______________________. Все типовые наклонные преобразователи, используемые для контроля головки и шейки рельса, имеют углы призмы в интервале между первым и вторым критическими углами (___________________) и излучают попереч­ную волну. Этим достигается возможность обнаружения дефектов меньших размеров в связи __________________________________.

Зная скорость распространения ультразвуковых колебаний в призме и контролируемом изделии, можно рассчитать значения углов рас­пространения продольных и попереч­ных волн в зависимости от угла β по формуле:

.

При контроле рельсов (c_t2 =3260 м/с) с помощью наклон­ного пьезообразователя с углом призмы β = 40º из органи­ческого стекла (c_l1 = 2670 м/с) угол ввода луча

α = _____________________________________________.

Всё сказанное выше относилось к отражению для гладких поверх­нос­тей. При отражении от шероховатых поверх­нос­тей, имеющих неровности высотой более 0, 05λ ¸ 0, 1λ, происходит диффузное отра­жение, сопровождающееся рас­сеянием части энергии в разные сто­роны.

Вывод

__________________________________________________________ _________________________________________________________.