Звуковидение

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
ЗА ЗБ ЗВ ЗГ ЗД ЗЕ ЗЁ ЗИ ЗЛ ЗМ ЗН ЗО ЗР ЗУ ЗЫ ЗЮ ЗЯ
ЗВА
ЗВЕ
ЗВЁ
ЗВО
ЗВУ
ЗВЯ

Звуковидение, получение с помощью звука видимого изображения объекта, находящегося в оптически непрозрачной среде. Звуковидение основана на проникающей способности звука и особенно ультразвука и их визуализации (см. Звукового поля визуализация). В Звуковидение обычно используются упругие колебания в диапазоне частот от 10 кгц до 100 Мгц и выше. Ультразвуковые волны хорошо проходят через металлы, пластмассы, большинство строительных материалов, живые ткани и жидкости. По отражению и преломлению ультразвуковых лучей от границ раздела твёрдое тело — газ (вследствие неодинаковых скоростей распространения ультразвуковых волн в различных средах) можно обнаруживать твёрдые тела и газовые пузыри в жидкостях и живых тканях, а также трещины, раковины и пустоты в твёрдых телах, что используется для изучения и контроля структуры и геометрии внутренней неоднородностей оптически непрозрачных тел. Звуковидение выгодно отличается, например, от рентгеноскопии тем, что ультразвук легко фокусируется акустическими линзами и зеркалами в узкие, ограниченные в пространстве пучки (лучи), тогда как рентгеновские лучи, обладающие высокой проникающей способностью, практически невозможно сфокусировать — при рентгеноскопии получаются лишь теневые, силуэтные изображения. Заметить с помощью рентгеновских лучей в металлическом листе толщиной 5 мм расслоение в несколько мкм — задача практически неразрешимая. А ультразвуковой луч, отражённый от границы раздела металл — газ, достаточно четко «рисует» такие расслоения (рис. 1, а). Почечный камень размером 2 мм для рентгеновских лучей почти не различим, Звуковидение выявляет его вполне отчётливо (рис. 1, б).

Рис. 1б. Изображения, полученные с помощью звуковидения. Почечный камень, который «светится» в отражённых лучах. Звуковидение.

Рис. 1б. Изображения, полученные с помощью звуковидения. Почечный камень, который «светится» в отражённых лучах.

Рис. 1а. Изображения, полученные с помощью звуковидения. Расслоение глубиной в несколько мкм в листе алюминия толщиной 5 мм. Звуковидение.

Рис. 1а. Изображения, полученные с помощью звуковидения. Расслоение глубиной в несколько мкм в листе алюминия толщиной 5 мм.

  Общая схема Звуковидение (рис. 2, а) включает источник ультразвука, объект наблюдения, акустический объектив, с помощью которого формируется ультразвуковое изображение, и преобразователь ультразвукового изображения в оптически видимое.

Рис. 2. Схемы звуковидения: a — в отражённых лучах (общая схема); б — по методу дифракции; в — в «звуковизоре» (лабораторная модель); 1 — источник (излучатель) ультразвука; 2 — объект наблюдения; 3 — акустический объектив; 4 — ультразвуковое изображение; 5 — преобразователь; 6 — видимое изображение (экран); 7 — лазер; 8 — ультразвуковые волны; 9 — электронноакустический преобразователь; 10 — усилитель. Звуковидение.

Рис. 2. Схемы звуковидения: a — в отражённых лучах (общая схема); б — по методу дифракции; в — в «звуковизоре» (лабораторная модель); 1 — источник (излучатель) ультразвука; 2 — объект наблюдения; 3 — акустический объектив; 4 — ультразвуковое изображение; 5 — преобразователь; 6 — видимое изображение (экран); 7 — лазер; 8 — ультразвуковые волны; 9 — электронноакустический преобразователь; 10 — усилитель.

  Применяют также способ Звуковидение, основанный на свойстве свободно взвешенных мельчайших металлических пластинок-чешуек поворачиваться плоскостью поперёк направления распространения ультразвука. Исследуемый объект помещается между источником ультразвука и сосудом с жидкостью, в которой плавают чешуйки. Освещенные пучком параллельных световых лучей переориентированные чешуйки образуют светлое изображение на сером фоне, соответствующее распределению интенсивности ультразвука (звукового давления), прошедшего сквозь объект. Схема установки для получения видимого изображения с использованием явления дифракции лазерного луча на ультразвуковой волне, прошедшей через объект наблюдения, показана па рис. 2, б. Световой пучок лазера, сформированный оптической системой, пронизывает жидкость, в которой находится объект наблюдения. Показатель преломления жидкости, облучаемой ультразвуком, изменяется таким образом, что оптический луч, проходя жидкость, создаёт на экране дифракционные полосы, содержащие изображение объекта.

  Системы Звуковидение, использующие приведённые методы визуализации ультразвуковых полей, имеют чувствительность порядка 1—0,01 вм/см2. Однако для многих практических целей необходима значительно более высокая чувствительность. Этому требованию отвечают электронноакустические преобразователи (ЭАП), чувствительность которых 10-9—10-10вм/см2. Впервые на возможность преобразования ультразвукового изображения в оптически видимое с помощью электроннолучевых трубок указал (1936) советский учёный С. Я. Соколов. Развитие методов визуализации ультразвуковых полей и совершенствование аппаратуры Звуковидение, в частности разработка высокочувствительных ЭАП, обусловили создание «звуковизоров» (рис. 2, в) и др. средств Звуковидение для применения их в дефектоскопии, медицинской диагностике, при строительных работах, в подводной навигации и др.

  Примером практического Звуковидение может служить метод поверхностного рельефа, при котором ультразвуковое изображение исследуемого объекта воссоздаётся па свободной поверхности жидкости. Под воздействием ультразвука на поверхности жидкости, например воды, образуется рябь, хорошо заметная при косом освещении. Очертания и рельеф ряби воспроизводят ультразвуковое изображение объекта (рис. 3). По такому принципу работают установки для обнаружения расслоений и трещин в листовом материале. Исследуемый лист перемещается в водяной ванне над облучающим ультразвуковым «прожектором».

Рис. 3. Звуковидение по методу поверхностного рельефа: а — схема; б — видимое изображение; 1 — источник звука; 2 — объект; 3 — вогнутое зеркало (объектив); 4 — жидкость; 5 — сосуд; 6 — экран. Звуковидение.

Рис. 3. Звуковидение по методу поверхностного рельефа: а — схема; б — видимое изображение; 1 — источник звука; 2 — объект; 3 — вогнутое зеркало (объектив); 4 — жидкость; 5 — сосуд; 6 — экран.

  Звуковая линза, помещенная над листом, фокусирует звуковое изображение дефектов на поверхности воды.

 

  Лит.: Розенберг Л. Д., Визуализация ультразвуковых изображений, «Вестник АН СССР», 1958, №3; Ощепков П. К., Меркулов А. П., Интроскопия, М,, 1967; Азаров Н. Т., Телешевский В, И., Визуализация объектов в ультразвуковых полях методом дифракции света на ультразвуке, «Акустический журнал», 1971, т. 17, в. 3; Holder F. W., Sonic holography, «Electronics World», 1970, v. 83, № 6, p. 32—35; Aprahamian R., Bhuta P., G. NDT by acousto-optical imagine;, «Materials Evaluation», 1971, v. 29, № 5.

  К. М. Климов.

Так же Вы можете узнать о...


Оптическая длина пути, оптический путь, между точками А и В прозрачной среды; расстояние, на которое свет (оптическое излучение) распространился бы в вакууме за время его прохождения от А до В.
Аросев Александр Яковлевич (25.5.1890, Казань, — 10.
Микроорганизмов факторы роста, биологически активные вещества (ряд аминокислот, витамины, пуриновые и пиримидиновые основания, стерины и др.
Эйлера-Фурье формулы Эйлера—Фурье формулы, формулы для вычисления коэффициентов разложения функции в тригонометрический ряд (ряд Фурье).
Кюстринский плацдарм, оперативный плацдарм (44 км по фронту и 4—10 км в глубину) на западном берегу р.
Фортиссимо (итал. fortissimo, превосходная степень от forte – громко), обозначение силы звука; см.
Касторник, масличное растение; то же, что клещевина.
Тамилнад (до 1969 — Мадрас), штат в Южной Индии, у побережья Бенгальского залива Индийского океана.
Ереван (до 1936 в русской транскрипции — Эривань), город, столица Армянской ССР.
Своз, в Русском государстве 15—17 вв. розыск и возвращение беглых крестьян органами феодального государства и вотчинной администрацией.
Гиень, Гюйенн (Guyenne), историческая область на юго-западе Франции.
Почвообразующая порода, то же, что материнская порода.
Буркхардт Якоб Буркхардт (Burckhardt) Якоб (25.5.1818, Базель, — 8.
Одра, Одер (чеш. и польск. Odra; нем. Oder), река в Западной Европе.
Антонс Рихард Иоганович (11.2.1899, Эстляндская губерния, — 10.