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अल्ट्रासोनिक तरंगों के लिए स्नेल का अपवर्तन नियम

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

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

जब एक अल्ट्रासोनिक जब कोई तरंग दो अलग-अलग पदार्थों की सीमा पर एक कोण पर टकराती है, तो वह अपवर्तित होती है, या उसकी दिशा बदल जाती है। यह स्नेल के नियम द्वारा नियंत्रित होता है, जो आपतन और अपवर्तन कोणों को दोनों माध्यमों में तरंग वेगों से संबंधित करता है: [latex]frac{sintheta_1}{c_1} = frac{sintheta_2}{c_2}[/latex]। यह सिद्धांत कोण किरण परीक्षण के लिए मूलभूत है, जिसका उपयोग वेल्ड जैसे घटकों का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है, जो सीधे ऊपर से सुलभ नहीं होते हैं।

स्नेल का नियम तरंग भौतिकी का एक मूलभूत सिद्धांत है, जिसे मूल रूप से प्रकाश के लिए प्रतिपादित किया गया था, लेकिन यह ध्वनि तरंगों पर भी समान रूप से लागू होता है। अल्ट्रासोनिक परीक्षण में, यह उन निरीक्षणों को डिज़ाइन करने के लिए अपरिहार्य है जहाँ प्रत्यक्ष दृष्टिकोण संभव नहीं है। यह वेल्ड निरीक्षण में सबसे आम है, जहाँ वेल्ड कैप ट्रांसड्यूसर को सीधे ऊपर रखने से रोकता है। इसके बजाय, एक कोण बीम ट्रांसड्यूसर का उपयोग किया जाता है, जिसमें एक प्लास्टिक वेज पर लगा हुआ पीजोइलेक्ट्रिक तत्व होता है।

सूत्र [latex]frac{sintheta_1}{c_1} = frac{sintheta_2}{c_2}[/latex] व्यवहार को निर्धारित करता है, जहाँ [latex]theta_1[/latex] पहले माध्यम (वेज) में आपतन कोण है, [latex]c_1[/latex] वेज में ध्वनि का वेग है, [latex]theta_2[/latex] दूसरे माध्यम (परीक्षण वस्तु, जैसे स्टील) में अपवर्तन कोण है, और [latex]c_2[/latex] परीक्षण वस्तु में ध्वनि का वेग है। वेज कोण और सामग्री का सावधानीपूर्वक चयन करके, निरीक्षक परीक्षण भाग के भीतर एक सटीक, वांछित कोण पर अपरूपण तरंग या अनुदैर्ध्य तरंग उत्पन्न कर सकते हैं ताकि वेल्ड आयतन का प्रभावी ढंग से निरीक्षण किया जा सके।

इसका एक महत्वपूर्ण पहलू मोड रूपांतरण है। जब एक अनुदैर्ध्य तरंग किसी सतह से एक कोण पर टकराती है, तो यह अपवर्तित अनुदैर्ध्य तरंग और अपवर्तित अपरूपण तरंग दोनों उत्पन्न कर सकती है, जिनमें से प्रत्येक स्नेल के नियम के अनुसार अलग-अलग कोण पर होती है (क्योंकि अपरूपण और अनुदैर्ध्य तरंगों का वेग अलग-अलग होता है)। तकनीशियन अक्सर उत्पन्न अपरूपण तरंग का उपयोग करते हैं क्योंकि इसकी छोटी तरंगदैर्ध्य छोटे दोषों के प्रति बेहतर संवेदनशीलता प्रदान करती है।

UNESCO Nomenclature: 3301
ध्वनिकी

Type

भौतिक सिद्धांत

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • 17वीं शताब्दी में विलेब्रॉर्ड स्नेलियस द्वारा प्रकाशीय अपवर्तन पर किया गया मूल कार्य
  • ह्यूजेन्स का सिद्धांत जो तरंग प्रसार और तरंग मोर्चों की व्याख्या करता है
  • the understanding that sound behaves as a wave and propagates through solids
  • the development of angle beam transducers and wedges for industrial inspection

आवेदन

  • angle beam weld inspection in manufacturing and construction
  • immersion testing of complex-shaped industrial components
  • design of angled wedges for ultrasonic transducers
  • beam steering in medical phased array ultrasound
  • भूभौतिकी में भूकंपीय तरंगों का विश्लेषण पृथ्वी की परतों को समझने में सहायक होता है।

पेटेंट:

NA

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संबंधित विषय: स्नेल का नियम, अपवर्तन, अल्ट्रासोनिक परीक्षण, कोणीय किरण, मोड रूपांतरण, कतरनी तरंग, एनडीटी, वेल्ड निरीक्षण, तरंग प्रसार, ध्वनिकी।

ऐतिहासिक संदर्भ

अल्ट्रासोनिक तरंगों के लिए स्नेल का अपवर्तन नियम

1930
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1940
1930
1934
1940
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1945-01-01

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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