Составители:
Рубрика:
18
На практике обычно не допускается превышения n
a
значения
10, что соответствует частотам от 16 до 100 кГц для баз прозвучи
вания от 3 до 15 м. Применение высоких частот, например f = 1 МГц,
возможно при небольших базах прозвучивания от 5 до 10 см. Это
применяется для измерения уровня специальных жидкостей и кри
огенных сред.
Характеристика направленности ПЭП определяет пространствен
ное распределение давления, создаваемого излучателем в неограни
ченно простирающейся среде, и определяется выражением D =
= P
q
/P
0
, где P
q
– давление на расстоянии r от излучателя под углом q;
P
0
– давление в осевом направлении (q = 0), при котором характери
стика направленности имеет максимальное значение. В режиме не
прерывного излучения (ПЭП излучает гармонические колебания) ха
рактеристика направленности излучателя определяется следующим
выражением:
D = 2J
1
(x) / x, (3)
где x = kRsinq; k = 2p/l – волновое число; l – длина волны; R – радиус
ПЭП; J
1
(x) – функция Бесселя первого порядка; q – угол между точ
кой наблюдения и нормалью к поверхности излучателя.
На рис. 2, а представлены характеристики направленности для
ПЭП с частотой излучения 40 кГц и диаметрами 5, 10, 30, 50 и 70 мм;
на рис. 2, б – характеристики направленности для ПЭП с частотой
излучения 70 кГц и диаметрами 5, 10, 50 и 70 мм. Из графиков вид
но, что получить ширину характеристики направленности по уров
ню 0,7 меньше 5° можно только для диаметров ПЭП больше 30 мм.
Характеристика направленности также может быть представлена в
полярных координатах. Характеристики направленности для ПЭП
с частотой излучения 40 кГц и диаметрами 5, 10, 20 и 60 мм см. на
рис. 3.
Из выражения (3) и рис. 2 следует, что для получения узкой ха
рактеристики направленности необходимо увеличивать частоту из
лучения и диаметр ПЭП. Но увеличение частоты ограничено ослаб
лением в среде. Увеличение размеров ПЭП невозможно из конструк
тивных и технологических соображений. Пьезопластины диаметром
больше 60–70 мм обладают механической хрупкостью, плохо подда
ются шлифовке и имеют неравномерное распределение колебатель
ной скорости по поверхности излучателя (фазовый сдвиг колебаний
между разными точками на поверхности излучателя может иметь
большое значение).
Для увеличения направленности и дальности прозвучивания на
практике могут применяться групповые излучатели, состоящие из
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- …
- следующая ›
- последняя »
