Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 39. 28 september 1946 - Materialprovning med ultraljud, av Josef Bick
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
14 september 1946
939
önskvärt är att hålla skillnaderna mellan
prov-materialets och mediets ljiidvågmotstånd så små
som möjligt, för att felställets ljudhindrande
verkan tydligt skall framhävas.
Ljudvåginotståndet 2 uttryckes enligt formeln
Z t= Q ’ C
där q i= mediets täthet,
c i= ljudhastigheten.
Bäst skulle det således vara. om sändaren och
mottagaren kunde pressas direkt mot
provföremålet utan användande av något kontaktmedium.
För att man skall kunna få god kontakt över hela
mätytorna, måste man i så fall planslipa
kontaktytorna. Dessutom visar det sig i praktiken, att
det i de flesta fall ändå är nödvändigt att
använda någon lämplig vätska för att fylla ut
återstående luftmellanrum. Vid ett sådant förfarande
med punktvis direkt kontakt mellan provytan
och sändaren samt mottagaren och däremellan
indirekt kontakt med hjälp av ett flytande
medium är det omöjligt att få exakt samma kontakt
över hela provytan. Följden blir att man på olika
ställen får olika ljudgenomgång, som icke beror
på materialets tillstånd utan endast förorsakas
av olikheterna i kontakten, vilka således också
framkalla intryck av fel i materialet. Det måste
således vara fördelaktigast att vid
materialprovning använda ett flytande medium, som täcker
hela mätytan.
Undersöker man ultraljudets genomgång genom
ett material som funktion av frekvensen, så
finner man, att den genomgående ljudenergin är
beroende av frekvensen och att man får ett
utomordentligt komplicerat frekvensspektrum (se
fig. 4). En del av de i figuren visade maxima
och minima uppstår genom reflexion mot
gränsytorna på det undersökta föremålet. Antingen
uppstå stående vågor, som utbildas mellan
parallella gränsytor och vilkas maxima och minima
återkomma på samma frekvensavstånd, bestämt
av ljudvägen l och ljudhastigheten c2, eller också
får man, beroende på olika löptider för två eller
flera ljudstrålar, alltefter deras amplitud och
fasförhållanden, en förstärkning, försvagning,
ut-släckning eller fasomvändning av
ljudsvängningarna i en viss punkt. Båda dessa effekter kunna
uppträda samtidigt och överlagrade på varandra.
De förhandenvarande resonanserna resp.
minimaställena ligga så tätt, att det är omöjligt att kunna
utföra en riktig analys.
Den maximala resp. minimala genomgången
genom ett av två parallella gränsytor begränsat
material vid vertikalt infall får man av Ravleigh’s
formel
lgici_
\q2 C2
Q2 C2
Q\ Cl
där cx i= ljudets hastighet före materialet,
c21= ljudets hastighet i materialet,
12 i= våglängd i materialet,
/ 1= materialets tjocklek.
Av formeln framgår, att 100 % ljudgenomgång,
dvs. r 0, erhålles om
i ii t C2
/ = n — eller / = n —
där ti != 0, 1, 2, 3
eller för maximal reflexion
l = (2n+l)j eller / = (2n+l)^
där 0, 1, 2, 3.
Vid snett infall ändras den ovan angivna formeln
och man får vid en given frekvens och vid en
given tjocklek av materialet maximal genomgång
vid infall under en bestämd vinkel.
Den till ett maximum hörande frekvensen är
Cl
alltså en multipel av värdet — . Om ett minimum
föreligger, är frekvensen en ojämn multipel av
C 2
värdet - - . Då emellertid ett större antal
gränsytor föreligger, är också det stora antalet
maxima-och minimaställen förklarligt. Härtill komma
också de av kvartsens övertoner betingade
frekvenserna jämte de på grund av den ömsesidiga
inverkan mellan kopplingens olika delar alstrade
svängningarna.
En möjlighet att förhindra reflexioner i
gränsytorna skulle vara att avsluta varje reflekterande
yta med ett anpassat "vågmotstånd’’, som man
gör inom teletekniken. Praktiskt skulle emellertid
detta endast vara möjligt med hjälp av medier
av samma ljudmotstånd och absorptionsförmåga.
Ett sätt att någorlunda eliminera den störande
inverkan av de stående vågorna i ett svängande
system är att använda en frekvens, som ändrar
sig periodiskt inom ett visst frekvensområde så
fort, att stående vågor icke kunna utbildas. En
stående våg behöver nämligen för att kunna
uppstå en viss tid. som är minst dubbelt så stor, som
den tid ljudet behöver för att gå mellan de
reflekterande ytorna. Det visar sig också, att
antalet spetsar betydligt avtar vid ett frekvensspekt-
, . 2 o l > (Ql Cl Q2C2\
4 cotg 2 n — + (–-b ––)
A 2 V<>2 C2 |Pl Cl/
Fig. A. Ultraljud efter genomgång av materialet som
funktion av frekvensen.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
