Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » المعاوقة الصوتية في الانعكاس بالموجات فوق الصوتية

المعاوقة الصوتية في الانعكاس بالموجات فوق الصوتية

1920
عالم يقوم بإجراء اختبار بالموجات فوق الصوتية لقياس المعاوقة الصوتية في المختبر.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

صوتي المعاوقة (Z) هي المقاومة الذاتية للمادة لتدفق الصوت، وتُعرَّف بأنها كثافتها (ρ) مضروبة في سرعتها الصوتية (c)، لذا Z = ρc. النسبة المئوية لـ بالموجات فوق الصوتية تخضع الطاقة المنعكسة عند الحد الفاصل بين مادتين للاختلاف، أو عدم التوافق، في معاوقاتهما الصوتية. هذا المبدأ هو ما يجعل اكتشاف العيوب ممكناً.

يُشابه مفهوم المعاوقة الصوتية مفهوم المعاوقة الكهربائية في الدوائر الكهربائية، وهو أساسي لفهم كيفية تفاعل الموجات فوق الصوتية مع المواد. فعندما تنتقل موجة عبر مادة (المادة 1) وتصطدم بسطح فاصل مع مادة أخرى (المادة 2)، ينعكس جزء من الموجة وينفذ جزء آخر. ويُقاس مقدار الانعكاس بمعامل الانعكاس (R)، الذي يعتمد على المعاوقات الصوتية للمادتين، Z₁ وZ₂.

بالنسبة لموجة ساقطة عموديًا، يُعطى معامل انعكاس الضغط بالعلاقة التالية: R = (Z₂ + Z₁) / (Z₂ + Z₁). تتناسب شدة الموجة المنعكسة، وهي ما يُقاس عادةً، طرديًا مع مربع هذه القيمة. يؤدي التباين الكبير في المعاوقة، كما هو الحال بين الفولاذ (Z₁ ≈ 45 × 10⁶ باسكال.ثانية/متر) والهواء (Z₂ ≈ 415 باسكال.ثانية/متر)، إلى معامل انعكاس عالٍ جدًا (يقارب 100%). لهذا السبب، يسهل الكشف عن الشقوق والفراغات الداخلية المملوءة بالهواء أو الغاز باستخدام الموجات فوق الصوتية؛ فهي تعمل كعواكس مثالية تقريبًا.

على العكس من ذلك، إذا كانت مادتان لهما معاوقتان صوتيتان متشابهتان جدًا، فإن معظم طاقة الصوت ستعبر السطح البيني بأقل قدر من الانعكاس. يُستغل هذا المبدأ في تصميم موصلات الموجات فوق الصوتية (الهلام أو السوائل المستخدمة بين المحول وقطعة الاختبار) وطبقات مطابقة المحول، المصممة بحيث يكون هناك وسيط معاوقة بين عنصر المحول ومادة الاختبار، مما يُحسّن نقل الطاقة ويحسن جودة الإشارة.

UNESCO Nomenclature: 3301
الصوتيات

يكتب

المبدأ الفيزيائي

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • العمل التأسيسي للورد رايلي حول نظرية الموجات وعلم الصوت (نظرية الصوت).
  • دراسات انتشار الصوت في المواد الصلبة والسوائل من قبل علماء الفيزياء في القرن التاسع عشر
  • تطوير ميكانيكا الأوساط المتصلة لوصف خصائص المواد
  • أبحاث السونار المبكرة التي تطلبت فهم الانعكاس الصوتي من الأشياء

التطبيقات

  • الاختبار غير المدمر للكشف عن الشقوق (واجهة المعدن والهواء)
  • التصوير الطبي للتمييز بين الأنسجة والأعضاء المختلفة
  • تصميم طبقات مطابقة صوتية للمحولات لتحسين نقل الطاقة
  • التنقيب الجيوفيزيائي باستخدام الانعكاس الزلزالي لرسم خريطة جيولوجية تحت السطح
  • تصميم أنظمة التنظيف بالموجات فوق الصوتية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

يتعلق بـ: المعاوقة الصوتية، معامل الانعكاس، الاختبار بالموجات فوق الصوتية، الاختبارات غير المدمرة، خصائص المواد، الكثافة، السرعة الصوتية، الواجهة، عدم التطابق، فيزياء الموجات.

السياق التاريخي

المعاوقة الصوتية في الانعكاس بالموجات فوق الصوتية

1910
1910
1920
1920
1920
1922
1924
1910
1910
1910
1920
1920
1920
1922
1925-01-01

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

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.