Техника - молодёжи 1962-03, страница 10

• частности, положенную на лист монетку. Для контроля металлических листов шириной 3 м оказалось необходимым 256 пар вибраторов.

Широкое применение находят отражательные дефектоскопы, по принципу работы напоминающие эхолот. В исследуемую деталь посылается короткий ультразвуковой импульс. Одновременно с посылкой импульса на экране прибора возникает изгиб светящейся линии. Ультразвуковой импульс бежит внутри детали до ее противоположного конца и возвращается в виде эхо-сигнала к пославшему его излучателю, который в этот момент уже работает как приемник. Приход эхо-сигнала отмечается появлением второго изгиба светящейся полоски.

<Если деталь недоброкачественная и на пути ультразвуковой волны окажется трещина или раковина, картина, наблюдаемая на экране прибора, изменяется—возникают добавочные отраженные сигналы, свидетельствующие о наличии дефектов. Когда на пути ультразвукового луча встречается несколько дефектов, то на экране прибора регистрируется приход нескольких эхо-сигналов. Их величина и форма говорят о характере или размерах дефекта.

Отражательный дефектоскоп позволяет исследовать очень большие детали, размером до 10 м. Проверке можно подвергать не только детали в процессе их изготовления, но и тогда, когда они являются частью уже собранной машины или сооружения. В частности, ультразвуковые приборы используются для проверки качества изготовления различных деталей ядерных котлов. Недавно же эхо-сигналы начали применять для измерения толщины слоя повышенной твердости, который возникает при закалке металла, а также для обнаружения в различных промышленных изделиях таких областей, в которых материал находится в несвойственном ему напряженном состоянии. Эти как будто бы будничные и малоувлекательные исследования имеют очень большое значение, поскольку они помогают строить более прочные машины и сооружения, обеспечивая тем самым не только определенный экономический эффект, но и безопасность работы и жизни человека.

Ультразвуковую дефектоскопию удалось привлечь и в качестве помощника врача при обнаружении различных злокачественных опухолей. Для этой цели на обследуемый участок человеческого тела помещается наполненная водой ванночка, дно которой затянуто тончайшей резиновой перепонкой, плотно прилегающей к телу. В воде движется вперед и назад миниатюрный излучатель-приемник. С помощью специального электронного устройства отраженные ультразвуковые импульсы пре--вращаются в сигналы, видимые на экране электронно-лучевой трубки, сходной с трубками, применяемыми в телевизорах. Наблюдаемая при этом картина весьма сложна из-за большого числа эхо-сигналов, отраженных от тканей различной плотности. Однако в результате длительной и настойчивой работы удалось разобраться в этой сложной картине. Так, например, оказалось, что на звукограмме сигналы от доброкаче

ственной опухоли менее плотны, чем сигналы от нормальной ткани. В противоположность этому раковая опухоль обнаруживается как область более плотных сигналов на ослабленном фоне.

Другой интересный аппарат сконструирован специально для обследования желудка. Излучатель ультразвуковых сигналов в этом аппарате укреплен в конце длинной резиновой трубки зонда и окружен тончайшей резиновой оболочкой. Резиновая оболочка наполняется дистиллированной водой и плотно прилегает к стенкам желудка, обеспечивая прохождение ультразвуковых сигналов, с помощью которых обнаруживаются болезненные изменения в организме.

Эхо-сигналы позволяют исследовать и нормальную деятельность организма, дают возможность следить за движениями, которые совершают внутренние органы человеческого тела.

Так, если у человека на груди расположить источник ультразвука и послать ультразвуковую волну по направлению к сердцу, то в результате биений сердца возникнут периодические изменения в тоне отраженных сигналов. Регистрируя их, можно контролировать работу сердца.

Применение ультразвука в биологии и медицине, по сути дела, только начинается, но уже сегодня можно наметить реальные возможности создания замечательных исследовательских приборов и, в частности, приборов, которые смогут успешно конкурировать с рентгеном.

УЛЬТРАЗВУК — ИССЛЕДОВАТЕЛЬ,

СВАРЩИК, ТЕХНОЛОГ, МОЙЩИК

Большую помощь оказывает применение ультразвука е различных научных исследованиях. Вот несколько примеров. Скорость распространения ультразвуковых волн и их поглощение связаны со свойствами вещества, в котором он распространяется, и теми процессами, которые в этом веществе 'Происходят. Поэтому, используя ультразвук, удается изучать процессы возбуждения молекул при их соударениях, перегруппировку атомов в молекуле, реакции объединения молекул • так называемые ассоциированные комплексы и т. д.

В настоящее время сконструировано несколько типов акустических анализаторов, позволяющих непрерывно следить за составом газообразных и жидких смесей. Действие этих аппаратов основано на зависимости скорости распространения ультразвука и его поглощения от состава жидкости или газе. Акустические анализаторы практически безынерционны, допускают дистанционное наблюдение, позволяют следить за составом взрывоопасных и корродирующих смесей. Малая инерционность акустических приборов позволила, например, Исследовать с их помощью изменение температуры в двигателе внутреннего сгорания в процессе его работы.

Создано несколько систем ультразвуковых измерителей скорости потока жидкостей, или расходомеров. Если жидкость течет по трубе, то ультразвуковой измеритель располагается снаружи трубы и не влияет на поток

жидкости. С помощью подобных приборов можно следить за течением крови в различных частях человеческого тела или же, находясь на большом расстоянии, следить за потоком жидкости в каком-либо сооружении, приближаться к которому нежелательно.

Ультразвуки помогают людям не только тогда, когда необходимо проконтролировать качество или же сделать какие-либо измерения. Мощные ультразвуки оказывают прямое воздействие на вещество, в котором они распространяются, и в некоторых случаях находят непосредственное применение в Технологических процессах. Вот лишь несколько примеров.

В процессе распространения звуковой или ультразвуковой волны в веществе возникают попеременные сжатия и разрежения. При достаточной интенсивности звука эти разрежения могут достигнуть такой величины, что жидкость не выдержит и разорвется — возникнет множество мельчайших пузырьков, наполненных парами жидкости и растворенными в ней газами. Это явление называется кавитацией.

•Кавитационные пузырьки «живут» очень недолго: просуществовав некоторое время, они сжимаются, захлопываются и исчезают. При сжатии пузырьков их стенки движутся с большой скоростью, так что захлопывание пузырьков равносильно очень интенсивным микроскопическим ударам. Давление в исчезающем пузырьке достигает при этом очень больших величин, что, в свою очередь, сопровождается местным подъемом температуры.

Удары, возникающие при захлопывании кавитационных пузырьков, способны дробить жидкие и твердые тела. Если через пробирку, в которую налиты две несмешиеающиеся жидкости, пропустить мощный ультразвук, то в ней почти мгновенно возникнет однородная непрозрачная жидкость, напоминающая молоко. Под действием ультразвука одна из жидкостей разобьется на очень мелкие капельки. Эти капельки так малы, что они очень медленно отделяются от жидкости, с которой перемешаны. Такое подобие раствора называют эмульсией. Эмульсии широко используются в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Некоторые из них получают с помощью ультразвука.

Кавитация играет важную роль в ультразвуковой очистке различных миниатюрных изделий: металлических частей радиоламп, часовых подшипников, фильеров и т. д. Ультразвуковая очистка уже прочно вошла в обиход многих отраслей промышленности. Системы ультразвуковых моечных аппаратов весьма разнообразны. Действие кавитации позволяет во много раз сократить время, необходимое для очистки, и гарантировать одновременно высокую чистоту обрабатываемых деталей. В последние годы ультразвуки с успехом используются для очистки деталей атомных реакторов.

С действием кавитации связано, вероятно, ускорение и усиление экстракции различных ценных веществ. Так, например, применение ультразвука при извлечении необходимых для пивоварения веществ .позволяет сэкономить до 40% хмеля.

Прикрепив к концу ультразвукового вибратора специальный инструмент,

6