eng
Содержание
Предисловие профессора Дональда О. Томпсона
Предисловие профессора Э.С.Р. Гопала
Введение
Благодарности
1.
Введение
2.
Ультразвук. Основные понятия
2.1
Введение
2.2
Волны
2.2.1
Стабилизация бегущей волны
2.2.2
Передача энергии
2.2.3
Параметры и характеристики волны
2.3
Классификация звуковых волн
2.4
Ультразвуковые волны
2.5
Различные виды ультразвуковых волн
2.5.1
Продольные волны или волны сжатия
2.5.2
Волны сдвига или поперечные
2.5.3
Поверхностные волны или волны Рэлея
2.5.4
Пологие волны или волны Лэмба
2.6
Характерные свойства ультразвуковых волн
2.6.1
Скорость
2.6.2
Удельное акустическое сопротивление
2.6.3
Интенсивность и давление звука
2.7
Поведение ультразвуковых волн
2.7.1
Отражение и передача при нормальном падении
2.7.2
Волны на границах
2.7.3
Волны при наклонном падении
2.7.4
Преобразование волн
2.7.5
Предельный угол
2.8
Фокусировка ультразвуковых волн
2.9
Стоячие волны и резонанс
2.9.1
Полуволновой резонанс
2.9.2
Четвертьволновой резонанс
2.9.3
Качество резонанса
2.10
Затухание
2.10.1
Рассеивание ультразвуковых волн
2.10.2
Поглощение ультразвуковых волн
2.10.3
Дисперсия ультразвуковых волн
2.10.4
Потери при передаче из-за связывающих свойств среды и шероховатости поверхности
2.11
Дифракция
2.12
Заключение
Рекомендуемая литература
3.
Ультразвуковые преобразователи
3.1
Введение
3.2
Различные источники ультразвука
3.2.1
Механический метод
3.2.2
Электростатический метод
3.2.3
Электродинамический метод
3.2.4
Магнитострикционный метод
3.2.5
Электромагнитный метод
3.2.6
Пьезоэлектрический метод
3.2.7
Лазерный метод
3.2.8
Ультразвук сверхвысокой частоты
3.3
Пьезоэлектрический эффект
3.3.1
Пьезоэлектрические кристаллы
3.3.2
Пьезоэлектрический модуль
3.3.3
Польза и ограничения в использовании кварца
3.4
Преобразующие материалы
3.4.1
Пьезоэлектрические керамические материалы
3.4.2
Полимерные материалы
3.5
Материалы для передачи и приема
3.6
Выбор плотности пьезоэлектрического элемента
3.7
Различные типы преобразователей
3.7.1
Схема замещения
3.7.2
Преобразователь нормальных лучей
3.7.3
Двойниковый кристаллический преобразователь
3.7.4
Преобразователь уголкового прогона
3.7.5
Механическая фокусировка
3.7.6
Электронный фокусирующий преобразователь (антенная решетка) задержек времени
3.7.7
Емкостный преобразователь
3.8
Сравнение источников ультразвука
3.9
Характеристики ультразвукового луча
3.9.1
Профиль луча или траектория
3.9.3
Поле в ближней зоне
3.9.4
Расчет длины поля в ближней зоне
3.9.5
Дальнее поле или дальняя зона
3.9.6
Определение угла раствора луча
3.10
Заключение
Рекомендуемая литература
4.
Методы измерения ультразвука
4.1
Введение
4.2
Улавливание ультразвуковых волн
4.2.1
Механический метод
4.2.2
Оптический метод
4.2.3
Электрический метод
4.3
Точные методы измерения
4.3.1
Сплошной метод
4.3.2
Метод импульсной суперпозиции
4.3.3
Метод импульсного наложения эхо
4.3.4
Метод взаимной корреляции
4.3.5
Метод поэтапного снижения
4.3.6
Прямой метод
4.4
Автоматизированные машинные методы
4.4.1
Метод незатухающих колебаний
4.4.2
Сплошной метод
4.4.3
Метод импульсного наложения эха
4.4.4
Метод взаимной корреляции
4.4.5
Метод пересечения нулевого уровня
4.5
Резонансная ультразвуковая спектроскопия и лазерная интерферометрия
4.5.1
Резонансная ультразвуковая спектроскопия
4.5.2
Лазерная интерферометрия
4.6
Методы измерения затухания
4.6.1
Метод сравнения
4.6.2
Традиционный метод
4.6.3
Наиболее очевидный метод
4.6.4
Метод, основанный на первых отражаемых амплитудах эха
4.6.5
Метод поверхностной волны Рэлея
4.6.6
Автоматические измерения, зависящие от частоты
4.7
Стабильное рассеивание
4.8
Заключение
Рекомендуемая литература
5.
Применение ультразвука: повсеместное и прогрессивное
5.1
Введение
5.2
Классификация методов применения ультразвука
5.3
Низкая частота: применение при высокой интенсивности
5.3.1
Сварка
5.3.2
Очистка
5.3.3
Измерители расхода
5.3.4
Пищевая промышленность
5.3.5
Испытания бетона
5.3.6
Датчик для измерения температуры и давления
5.3.7
Эхолот
5.3.8
Измерения расстояния
5.4
Высокая частота: применение при низкой интенсивности
5.4.1
Индикатор уровня
5.4.2
Измерения толщины
5.4.3
Ультразвуковая микроскопия
5.4.4
Голография
5.4.4
Интеллектуальная обработка материалов
5.4.5
Измерения остаточного напряжения
5.5
Заключение
Ссылки
6.
Ультразвуковое исследование жидких смесей и растворов
6.1
Введение
6.2
Виды молекулярного взаимодействия
6.3
Ультразвуковое исследование молекулярного взаимодействия
6.4
Подготовка многокомпонентных жидких смесей
6.4.1
Молярная доля
6.4.2
Массовая доля
6.4.3
Объемная доля
6.5
Методы измерения
6.5.1
Ультразвуковая скорость и коэффициент поглощения
6.5.2
Плотность
6.5.3
Вязкость
6.6
Поведение ультразвуковых волн в беспримесных жидкостях, смесях и газах
6.6.1
Беспримесные жидкости и двойные смеси
6.6.2
Газы
6.7
Теории скорости ультразвука в смесях и растворах
6.7.1
Теория свободного пробега
6.7.2
Теория фактора столкновения
6.7.3
Соотношение Номото
6.7.4
Идеальное соотношение смеси
6.7.5
Соотношение Джунджи
6.7.6
Теории термодинамики
6.7.7
Статистическая теория Флори
6.7.8
Теория взвешенных частиц
6.7.9
Формулировка Казари
6.8
Акустические параметры, полученные из информации о скорости и прочих данных
6.8.1
Адиабатная сжимаемость
6.8.2
Акустический импеданс
6.8.3
Межмолекулярный свободный пробег
6.8.4
Молярный объем
6.8.5
Свободный объем
6.8.6
Внутреннее давление
6.8.7
Избыточные величины
6.8.8
Изоэнтропическая сжимаемость
6.8.9
Анализ ошибок
6.8.10
Классическое поглощение
6.8.11
Избыточная энтальпия
6.8.12
Энергия Гиббса, высвобожденная вследствие активации потока
6.8.13
Параметры взаимодействия
6.8.14
Параметры Грюнейзена
6.8.15
Кажущаяся молярная сжимаемость
6.8.16
Кажущийся молярный объем
6.9
Ультразвуковые исследования жидких смесей, электролитных и полимерных растворов: краткий обзор
6.9.1
Жидкие смеси
6.9.2
Электронный метод решения
6.9.3
Полимерный метод решения
6.10
Заключение
Ссылки
7.
Ультразвуковые неразрушающие испытания
7.1
Введение
7.2
Классификация методов ультразвуковых неразрушающих испытаний
7.3
Ультразвуковые испытания
7.4
Классификация ультразвуковых испытаний
7.4.1
Импульсное эхо
7.4.2
Испытания глин на пригодность для контактного фильтрования нефтепродуктов
7.4.3
Сквозная передача
7.4.4.
Погружение
7.4.6.
Резонанс
7.4.7
Поверхностная волна
7.5
Различные виды приемов в методе импульсного эха
7.5.1
Приемы контактного типа
7.5.2
Испытание погружением
7.6
Дефектоскоп
7.6.1
Функции дефектоскопа
7.6.2
Различные виды сканеров
7.7
Калибровка испытательной системы
7.7.1
Наиболее распространенные формы для калибрования
7.7.2
Проверка характеристик дефектоскопа
7.7.3
Градационные кривые амплитуды расстояния
7.8
Применение дефектоскопов
7.8.1
Измерение толщины и выявление расслоений — исследования с помощью прямого луча
7.8.2
Ультразвуковое исследование сварочных швов — испытания посредством уголкового прогона
7.8.3
Ультразвуковое исследование мест ковки
7.8.4
Ультразвуковое исследование мест литья
7.9
Достижения в ультразвуковых неразрушающих испытаниях
7.9.1
Метод синтезированного апертурного фокусирования
7.9.2
Время дифракционного пролета
7.9.3
Исследование труб в процессе эксплуатации
7.9.4
Выявление дефектов при сварке неизотропных материалов
7.9.5
Ультразвуковое неразрушающее испытание композиционных материалов
7.9.6
Ультразвуковое испытание глухих муфт
7.10
Заключение
Рекомендуемая литература
8.
Характеристика материалов
8.1
Введение
8.2
Классификация характеристик материалов
8.3
Экспериментальные методы и теория
8.3.1
Подготовка образцов
8.3.2
Измерения скорости и затухания
8.3.3
Измерения плотности
8.3.4
Постоянные упругости
8.4
Применение постоянных упругости в материалах
8.4.1
Изменение модуля упругости в зависимости от пористости структуры
8.4.2
Машиностроительные материалы
8.4.3
Стекло
8.4.4
Высокотемпературное полупроводниковое стекло и стеклокерамика
8.4.5
Биоактивные стекла
8.5
Микроструктурная характеристика
8.5.1
Гранулометрические измерения
8.5.2
Рекристаллизация
8.5.3
Выпадение осадка
8.6
Оценка механических свойств
8.6.1
Предел прочности на разрыв
8.6.2
Сопротивляемость механическим воздействиям
8.6.3
Трещиностойкость
8.7
Заключение
Ссылки
9.
Ультразвук в медицине
9.1
Введение
9.2
Ультразвук в тканях
9.3
Преобразователи для получения изображения в медицине
9.3.1
Механические сканирующие исследования
9.3.2
Антенные решетки
9.3.3
Кольцевые антенные решетки
9.3.4
Линейные и криволинейные исследования с помощью антенных решеток
9.3.5
Исследования посредством фазированной решетки
9.3.6
Гибридные линейно-секторные трапецеидальные форматы сканирования
9.4
Применение инструментария
9.4.1
Обработка и демонстрация сигнала
9.4.2
Обработка переданного сигнала
9.4.3
Обработка полученного сигнала
9.4.5
Формирование луча
9.4.6
Выбор частоты
9.4.7
Импульсное отображение сигналов
9.5
Различные виды сканеров
9.5.1
А-сканирование
9.5.2
B-сканирование
9.5.3
Сканирование местоположения во времени (М-режим)
9.5.4
Другие виды сканирования
9.6
Клиническое применение различных сканеров
9.6.1
B-сканирование
9.6.2
Сканирование местоположения во времени
9.7
Заключение
Рекомендуемая литература.
10.
Подводная акустика
10.1
Введение
10.2
Основы подводной акустики
10.2.1
Физические и химические свойства
10.2.2
Свойства звука
10.2.3
Ограничения
10.2.4
Биологические организмы
10.3
Методы исследования
10.4
Классификация инструментов
10.4.1
Измерения температуры
10.4.2
Измерения солености, температуры и глубины
10.4.3
Измерения параметров потока
10.4.4
Измерения параметров волны и прилива
10.4.5
Скорость звука
10.4.6
Акустическая система измерений глубины и уровня моря
10.4.7
Гидролокатор
10.4.8
Система комплексного сбора информации
10.4.9
Система комплексного подводного исследования
10.5
Применение
10.5.1
Глубина моря
10.5.2
Рыбный промысел
10.5.3
Акустическое исследование месторождений
10.6
Заключение
Рекомендуемая литература
11.
Законы, стандарты, технические требования и методики ультразвуковых неразрушающих испытаний
11.1
Введение
11.2
Законы
11.3
Стандарты
11.4
Технические требования
11.5
Методики
11.6
Наиболее часто используемые ультразвуковые стандарты
11.6.1
Бюро индийских стандартов
11.6.2
Британский институт стандартов
11.6.3
Американское общество исследований и материалов
11.6.4
Международная организация стандартизации
11.6.5
Европейские стандарты
11.7
Заключение
Ссылки
12.
Словарь терминов, применяемых в ультраакустической науке и технике
Приложение 1
Предметный указатель