Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » قانون سنيل للانكسار للموجات فوق الصوتية

قانون سنيل للانكسار للموجات فوق الصوتية

1940
  • Willebrord Snellius
Ultrasonic testing setup for weld inspection in manufacturing using Snell's Law.

(صورة توضيحية فقط)

عندما الموجات فوق الصوتية عندما تصطدم موجة بالحد الفاصل بين مادتين مختلفتين بزاوية معينة، فإنها تنكسر أو تغير اتجاهها. ويخضع هذا لقانون سنيل، الذي يربط زوايا السقوط والانكسار بسرعات الموجات في الوسطين: frac{sintheta_1}{c_1} = frac{sintheta_2}{c_2} [/latex]. يُعد هذا المبدأ أساسيًا لاختبارات الحزمة الزاوية، المستخدمة لفحص مكونات مثل اللحامات التي يصعب الوصول إليها من الأعلى مباشرة.

Snell’s Law is a cornerstone of wave physics, originally formulated for light but equally applicable to sound waves. In الموجات فوق الصوتية testing, it is indispensable for designing inspections where a straight-on approach is impossible. This is most common in weld inspection, where the weld cap prevents placing a transducer directly on top. Instead, an angle beam transducer is used, which consists of a piezoelectric element mounted on a plastic wedge.

تحدد الصيغة [latex]frac{sintheta_1}{c_1} = frac{sintheta_2}{c_2}[/latex] سلوك الموجة، حيث [latex]theta_1[/latex] هي زاوية السقوط في الوسط الأول (الوتد)، و[latex]c_1[/latex] هي سرعة الصوت في الوتد، و[latex]theta_2[/latex] هي زاوية الانكسار في الوسط الثاني (قطعة الاختبار، مثل الفولاذ)، و[latex]c_2[/latex] هي سرعة الصوت في قطعة الاختبار. باختيار زاوية الوتد والمادة بعناية، يستطيع الفاحصون توليد موجة قص أو موجة طولية بزاوية دقيقة ومحددة داخل قطعة الاختبار لفحص حجم اللحام بكفاءة.

يُعد تحويل الأنماط جانبًا بالغ الأهمية في هذا السياق. فعندما تصطدم موجة طولية بسطح فاصل بزاوية معينة، فإنها تُولّد موجة طولية منكسرة وموجة قص منكسرة، كلٌّ منهما بزاوية مختلفة وفقًا لقانون سنيل (نظرًا لاختلاف سرعة موجات القص عن الموجات الطولية). وغالبًا ما يستخدم الفنيون موجة القص المتولدة لأن طولها الموجي الأقصر يُتيح حساسية أفضل للكشف عن العيوب الصغيرة.

UNESCO Nomenclature: 3301
الصوتيات

يكتب

Physical Principle

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • العمل الأصلي لويليبرورد سنيليوس حول الانكسار البصري في القرن السابع عشر
  • مبدأ هيغنز الذي يشرح انتشار الموجات وجبهات الموجات
  • فهم أن الصوت يتصرف كموجة وينتشر عبر المواد الصلبة
  • تطوير محولات شعاع الزاوية والأوتاد للتفتيش الصناعي

التطبيقات

  • فحص لحام شعاع الزاوية في التصنيع والبناء
  • اختبار الغمر للمكونات الصناعية ذات الشكل المعقد
  • تصميم أسافين بزاوية لمحولات الموجات فوق الصوتية
  • توجيه الشعاع في الموجات فوق الصوتية الطبية ذات المصفوفة الطورية
  • تحليل الموجات الزلزالية في الجيوفيزياء لفهم طبقات الأرض

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • صوتي metamaterials that exhibit negative refraction for sound focusing and superlensing
  • برنامج لمحاكاة مسارات الموجات فوق الصوتية المعقدة في الوقت الفعلي في المواد المتباينة الخواص
  • مجسات معايرة ذاتية تحدد تلقائيًا سرعة المادة وتصحح زاوية الشعاع
  • مقاييس الزوايا بالموجات فوق الصوتية لقياس دقيق لثوابت مرونة المواد
  • تحفيز الدماغ غير الجراحي باستخدام أشعة الموجات فوق الصوتية المركزة المنكسرة عبر الجمجمة
  • ملاقط صوتية تتلاعب بالجسيمات باستخدام مجالات صوتية منكسرة بدقة
  • نماذج متقدمة للتنبؤ بالطقس باستخدام الانكسار الصوتي في طبقات الغلاف الجوي
  • أنظمة التصوير تحت السطحية التي تصحح الانكسار من خلال الطبقات الجيولوجية المعقدة
  • نوافذ ذكية مع خصائص انكسار صوتي قابلة للضبط لإلغاء الضوضاء
  • أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية التي تستخدم أشعة منكسرة لقياس سرعة السوائل في الأنابيب
ذات صلة بـ: قانون سنيل، الانكسار، الاختبار بالموجات فوق الصوتية، الحزمة الزاوية، تحويل النمط، موجة القص، الاختبارات غير المدمرة، فحص اللحام، انتشار الموجات، الصوتيات.

السياق التاريخي

قانون سنيل للانكسار للموجات فوق الصوتية

1930
1940
1940
1940
1940
1940
1940
1930
1934
1940
1940
1940
1940
1940
1945-01-01

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.