Направленности излучения

Чтобы повысить излучение мембраны и придать ему направленность, применяются рупоры, т. е. трубы, сечение которых постепенно увеличивается. Рупор устраняет явление дифракции на краях «куска плоской волны», создаваемой мембраной, так что звуковая волна подходит к устью рупора все еще в виде «куска плоской волны», но гораздо ббльших, чем у мембраны, поперечных размеров. Если поперечные размеры устья рупора порядка длины волны, то отражение волн у устья, как и у отверстия широкой трубы (см. § 167), будет мало. Звуковые волны будут выходить из устья рупора, и вся картина будет примерно такая, как если бы устье рупора было закрыто колеблющейся пластиной. Рупор как бы заменяет истинную мембрану малых размеров мембраной больших размеров (равных поперечным размерам устья рупора). Вследствие этого увеличивается излучение длинных звуковых волн и обеспечивается большая или меньшая направленность излучения. Конечно, при этом направлен-

Новые перспективы открывает расширение освоенного диапазона частот в высокочастотную область. Это позволит обнаружить более мелкие дефекты, повысить разрешающую способность, улучшить направленность излучения-приема. Повышению частот препятствуют увеличение затухания ультразвука в ОК и трудности возбуждения и приема высокочастотных колебаний (см. п. 3.5.2).

ЛИНЗОВАЯ АНТЕННА - антенна, в к-рой при передаче и приёме элек-тромагн. волн фокусировка (направленность излучения) обеспечивается линзой. Состоит из источника сфе-

ёмкость радиочастотных каналов. По одному уплотнённому каналу О.с. можно передать неск. тыс. ТВ программ. Малая длина световой волны позволяет создать оптич. системы (передающие антенны), во много раз превосходящие размер длины волны. Это обеспечивает высокую направленность излучения, особенно при использовании в системах О.с. лазеров. Перспективны линии О.с. космические (открытые) и наземные или подземные (закрытые) на световодах (см. Волоконно-оптическая линия связи). ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА - величина, характеризующая преломляющую способность осесимметричных линз и центрированных оптических систем из таких линз; численно равна отношению показателя преломления среды п' в пространстве изображений к заднему фокусному расстоянию Г: Ф = п'/Г. В частном случае, когда оптич. система находится в воздухе (/?'=1), Ф=1/Л О.с. выражается в диоптриях; она положительна для собирающих линз (систем), отрицательна для рассеивающих и равна нулю для афокальных. ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА - совокупность оптич. деталей (линз, зеркал, призм, пластинок и др.), осуществляющая пространств, перераспределение световой энергии. Действие О.с. основано на использовании явлений преломления и (или) отражения света на рабочих поверхностях её элементов. В разл. оптич. приборах и устройствах служит в осн. для формирования оптических изображений (напр., объективы в фото- и проекц. аппаратах); создания требуемого распределения освещённости (осветит. О.с.); преобразования световых пучков, обычно лазерных (напр., в устройствах оптич. записи); разделения излучения в пространстве на разл. спектральные составляющие (О.с. спектральных приборов). ОПТИЧЕСКИЕ ДАЛЬНОМЕРЫ - обобщённое назв. группы дальномеров с визуальной наводкой на объект, действие к-рыхосн. на использовании законов геом. (лучевой) оптики. Наиболее распространены след. О. д.: с пост, параллактич. углом и выносной базой (напр., нитяной дальномер, к-рым снабжают мн. геодезич. инструменты - теодолиты, нивелиры и т.д.); с пост, внутр. базой - моно- и бинокулярные (напр., фотогр. и сте-реоскопич. дальномеры). ОПТИЧЕСКИЕ СТАНДАРТЫ ЧАСТОТЫ -квантовые стандарты частоты, в к-рых используется сверхузкая спектральная линия излучения лазера. Открывают путь к созданию единого эталона длины и времени. ОПТИЧЕСКИЕ СТЁКЛА-стёкла, обладающие высокой прозрачностью в разл. спектр, диапазонах, высокой однородностью структуры, позволяющей сохранить неизменность фронта световой волны при её распространении в толще стекла, коррозион-

Острая направленность излучения (лазеры излучают в очень малых телесных углах) обеспечивает эффективность сканирующих систем контроля удаленных объектов.

Специальные преобразователи. Фокусирующие преобразователи улучшают направленность излучения, что приводит к увеличению амплитуды эхо-сигналов (от мелких дефектов) и повышению отношения сигнал—помеха. Фокусировки достигают применением искривленной пьезопластины, рефлектора или собирающей линзы, Фокусировка чаще

Здесь Р0 — амплитуда давления на поверхности преобразователя; ГАВ — расстояние от некоторой точки А преобразователя до произвольной точки JS пространства перед преобразователем; QAB — угол между лучом ГАВ и нормалью к поверхности; sa — площадь преобразователя; множитель / (®АВ) характеризует направленность излучения элементарного источника (для излучения в жидкость % " cos 6АВ); множитель е'ш< опущен: он присутствует во всех выражениях.

3. Резкая направленность излучения бетатрона позволяет уменьшить боковое экранирование установки. Полуширина пучка f-лучей бетатрона 22 Мэв составляет всего 3°.

Замечательные свойства лазеров — исключительно высокая когерентность и направленность излучения, возможность генерирования когерентных волн большой интенсивности в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра, получение высоких плотностей энергии как в непрерывном, так и в импульсном режиме — уже на заре развития квантовой электроники указывали на возможность широкого их применения для практических целей. С начала своего возникновения лазерная техника развивается исключительно высокими темпами. Появляются новые типы лазеров и одновременно усовершенствуются старые: создаются лазерные установки с необходимым для различных конкретных целей комплексом характеристик, а также различного рода приборы управления лучом, все более и более совершенствуется измерительная техника. Это послужило причиной глубокого проникновения лазеров во многие отрасли народного хозяйства, и в частности в машино- и приборостроение.

Оптические квантовые генераторы (ОК.Г) обладают очень высокой спектральной мощностью излучения, так что эффективные температуры их излучения составляют 10ю— 1012 К, что в 107—108 раз превышает эффективную температуру Солнца. Высокая когерентность и острая направленность излучения ОКГ дают возможность эффективного их использования для связи, получения высоких температур в малых объемах, для оптической диагностики газовых потоков и т. д. Данные по лазерным переходам и другим характеристикам в нейтральных, ионизированных и молекулярных газах в кристаллах, в лазерах на основе стекол, на полупроводниках, в жидкостях и в химических красителях представлены в [5] и в табл. 6.16.

• слабая направленность излучения и приема, затрудняющая применение СТК, например, для контроля эхометодом.

сообразно увеличить площадь преобразователя 5а, улучшая тем самым его направленность (рис. 2.25, с, б). Это справедливо не только для точечных, но и для протяженных дефектов и даже для отражающей плоскости. Дело в том, что эффективно отражающая в сторону приемника часть плоскости или протяженного дефекта невелика, поэтому улучшение направленности излучения дает тот же эффект, что для точечного отражателя.

Повышения направленности излучения добиваются, применяя мозаичные преобразователи. Небольшие пьезоэлементы располагают в линию, в виде прямоугольника или по окружности [8]. Диаграммы направленности при этом определяют, как в п. 1.6.5.

ГАММА-ИЗЛУЧАТЕЛЬ — источник гамма-лучей. Г.-и. различают по направленности излучения, к-рое зависит от распределения у-источников в излучателе. Г.-и. применяют в различных приборах, напр, в гамма-дефектоскопах, нек-рых медицинских приборах, в установках пищ. пром-сти (при консервировании продуктов) и др.

ТЕЛЕВИЗИОННАЯ*ПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННА— антенна для излучения радиоволн, переносящих информацию о передаваемом телевиз. изображении и его звуковом сопровождении. Особенности Т. п. а.: широкая полоса пропускаемых частот, круговая диаграмма направленности излучения и концентрация его в горизонт, плоскости. В качестве Т. п. а. чаще всего применяют турникетную антенну. Радиус действия телевиз. передатчика зависит от высоты, на к-рой устанавливается Т. п. а. (см. Телевизионная башня).

Рис. 35. Основной лепесток диаграммы направленности излучения-приема преобразователя с плексигласовой призмой в плоскости падения при a- f = 15 мм*МГц:

Этот способ является основным для всех машин и особенно обязателен при необходимости определения характеристик направленности излучения шума.

Этот способ применяют, когда техническими требованиями не предусмотрено определение направленности излучения шума. В этом случае машину устанавливают на пол помещения, на расстоянии не менее 1 м от стен, потолка и других ограждающих поверхностей. Измерения уровня звукового давления необходимо проводить не менее чем в пяти точках звукового поля, причем они должны располагаться на расстоянии от поверхности машины

частоты возрастает амплитуда сигнала за счет улучшения направленности излучения, а с другой —уменьшается амплитуда сигнала за счет увеличения затухания.

1. Локализация контролируемого объема, т. е. уменьшение области, из которой получают информацию (заштрихованная область на рис. 5.47). Поясним это положение. Из анализа данных табл. 5.13 следует, что, если дефект находится в дальней зоне, для повышения отношения сигнал—помеха целесообразно увеличить площадь преобразователя Sa, улучшив тем самым его направленность (рис. 5.47, а, б). Физический смысл этого эффекта состоит в том, что выявляемость дефекта на фоне структурных помех повышается с увеличением отношения площади отражающей поверхности дефекта к площади облучаемых ультразвуком кристаллитов металла, участвующих в образовании помех. Это остается справедливым не только для точечных, но и для протяженных дефектов и даже для отражающей плоскости. Дело в том, что эффективно отражающая часть плоскости или протяженного дефекта очень невелика, значительно меньше поверхности озвучиваемых кристаллитов. Поэтому улучшение направленности излучения дает тот же эффект, что и для точечного отражателя.

а — волновое поле; б — распределение интенсивности вдоль направления поля; в — диаграмма направленности излучения нормального преобразователя; г — диаграмма направленности излучения наклонного преобразователя

1) снижение частотного диапазона ультразвука до 20— 600 кГц; 2) максимальное сокращение длительности упругого импульса; 3) обеспечение направленности излучения; 4) создание -эффективного электронного ключа; 5) разработка эффективных систем отсчета контролируемых ультразвуковых параметров (времени, амплитуды, частоты).