Zastosowanie i przetwarzanie fal ultradźwiękowych
Ultradźwiękami są mechaniczne zjawiska falowe występujące w ośrodkach stałych, ciekłych i gazowych o częstotliwości większej, niż najwyższa granica słyszalności dla ucha ludzkiego. Obszar, w którym rozchodzą się fale dźwiękowe nazywamy polem ultradźwiękowym. Pole to można opisać za pomocą odchyleń prędkości, cząsteczek, lub atomów.
Wytwarzanie i zastosowanie ultradźwięków
W gazach i cieczach możemy mówić o fali ciśnienia, natomiast w ciałach stałych o falach naprężenia. Dla fali płaskiej biegnącej w jednym kierunku spełniona jest zależność między naprężeniem, a prędkością cząsteczki, gęstością i prędkością fali. Biegnąca fala niesie w kierunku swojego ruchu energię, którą wytwarza źródło fali. Możemy wówczas rozpatrywać moc przenoszoną przez falę. Stosunek tej mocy do powierzchni i kierunku rozchodzenia się fali nazywamy natężeniem fali. Gdy fala płaska pada na granicę dwóch środków, zachodzi wówczas zjawisko odbicia i przenikania. Z pomiarów wynika, że współczynnik odbicia jest szczególnie duży przy przejściu fali z ośrodka stałego, lub cieczy i na odwrót. Zjawiska te wykorzystywane są do wykrywania pęknięć i rozwarstwień zmian struktury, oraz do pomiarów grubości elementów jednostronnie dostępnych. Badać można również żywe organizmy, a stosując głowice ultradźwiękowe dokonuje się badań serca, gałki ocznej, a nawet można wykrywać nowotwory. Zasada takich urządzeń polega na wytwarzaniu impulsów elektrycznych, a następnie przetwarzaniu ich przez głowicę na drgania ultradźwiękowe. Wprowadzona do badanego materiału fala ultradźwiękowa po odbiciu się od napotkanej nieciągłości w strukturze materiału, wraca z powrotem do głowicy odbiorczej, gdzie zostaje przetworzona na odpowiedni impuls elektryczny.
Po wzmocnieniu w odbiorniku, impulsy elektryczne podawane są na płytki lampy oscyloskopowej. Na ekranie lampy oscyloskopowej otrzymujemy stabilny obraz, w postaci szpilkowych impulsów, na podstawie których można obliczyć odległość między położeniem głowicy, a powierzchnią w której występuje wada, oraz określić jej wielkość.