Интенсивность ультразвука. Затухание ультразвука

При распространении ультразвуковая волна в направлении своего движения несет определенную энергию. Количество энергии, переносимое волной за единицу времени через единичную площадку перпендикулярную к направлению ее распространения, называют интенсивностью волны ( I). Интенсивность волны I пропорциональна квадрату амплитуды колебаний частиц (I ~ А ²). На практике измеряют отношение амплитуд электрических сигналов преобразователей (будем обозначать буквами U₁ и U₂), которые в свою очередь пропорциональны амплитудам колебания частиц А ₁ и А ₂. Единицей измерения в этом случае является децибел. По мере распространения волны, даже в строго определенном направлении без какого-либо расхождения, интенсивность ее падает. Уменьшение интенсивности волны называется затуханием ультразвука. Затухание волны происходит по экспоненциальному закону. Затухание ультразвуковых колебаний обусловлено двумя физическими процессами: поглощением и рассеянием. Поэтому коэффициент затухания можно записать: d = d_погл. + d_расс. При поглощении механическая энергия колебаний частиц переходит в т епловую. Это происходит за счет внутреннего трения и теплопроводности среды. Поглощение наиболее сильно проявляется в жидкостях, газах и стеклах. Коэффициент затухания для данного материала растет с увеличением частоты ультразвука и температуры. Объясняется это тем, что доля энергии, переходящая в тепло за счет сил внутреннего трения, одинакова в пределах одного цикла колебаний. Поскольку с повышением частоты УЗК увеличивается количество циклов колебаний в единицу времени, то это ведет к росту потерь на переход энергии УЗК в тепло. Рассеяние ультразвука может быть вызвано наличием в материале зерен различных компонентов (например, феррит, графит), различной ориентацией кристаллических зерен, а также наличием пор или инородных включений. Увеличение рассеяния УЗ происходит в сварных стыках, структура которых изменена нагревом. Это затрудняет их контроль зеркально-теневым методом