Рассмотрим звуковое поле, возникающее внутри сплошного круглого конического тела, при падении на него параллельного пучка лучей продольных волн.

Здесь возможно несколько случаев. Рассмотрим про­стейший.

Продольные волны вводят в тело конуса через плос­кую поверхность (основание). При этом соблюдается условие h<r0; ріСі<рцсп; Д13л=£>осн. кон, где ft —рас­стояние от излучателя до основания конуса.

=£>осн. кон^

Рассмотрим поперечное сечение конуса плоскостью, проходящей через центр излучателя (рис. 40). Лучи АО, Л]Оі...Л606 продольных УЗК, падая на основание под прямым углом, частично отражаются, а частично входят в тело конуса. Если углы при вершине К равны соответ­ственно 120, 90, 60 и 45°, то прошедшие лучи образуют внутри тела симметричное звуковое поле.

Так, например, при прозвучивании конуса с углом при вершине 120° (рис. 40, а) лучи 03Кз, Оі/Сі-, войдя в тело конуса, претерпевают отражения в точках Кг, Ои Кг, Ог и Ки @2> Кь 04 соответственно. При этом любой луч (кроме центрального) пробегает одинаковый путь в теле конуса и после трехкратного отражения падает на

основание под прямым углом (в точках 02 и 04), что обусловливает их отражение в обратном направлении по тому же пути. Благодаря этому при контроле аналогич­ных конических тел преобразователями, в которых Аил<£>осн. кон, можно всегда получать на экране ЭЛТ постоянный «донный» сигнал, который является крите­рием хорошего акустического контакта, а также ориен­тиром при поиске дефектов: любой промежуточный сиг­нал будет свидетельствовать о наличии нарушения сплошности в коническом Теле.

При прозвучивании конуса с углом при вершине 90°' (рис. 40, б) лучи 03Кз, ОхКи~, войдя в тело конуса, от­ражаются в точках Кг, К4, 04 и Кі, Кг, О г соответственно причем из точек Кг и К4 лучи падают на поверхность ввода УЗК под прямым углом. Здесь также все лучи проходят одинаковый путь в теле конуса и, отражаясь от плоской поверхности в точках 02 и 04, могут быть ис­пользованы при контроле конуса как донный сигнал.

Аналогичная картина наблюдается при прозвучива­нии конуса с углом при вершине 60° (рис. 40, в). Здесь лучи 03Кг и ОхКі, отражаясь от точек Кг и Ки падают на коническую поверхность под прямым углом и, возвра­щаясь обратно по тому же пути, фиксируются на экране ЭЛТ в виде сигнала. При контроле конусов с углом при вершине 60° преобразователями, размеры которых Дюл< <£0сн. кон, этот сигнал также может быть использован в качестве «донного».

Во всех других случаях ход лучей в теле конуса су­щественно отличается от рассмотренных и в зависимо­сти от формы и размеров конуса звуковое поле может иметь весьма сложную структуру.

Автор не имеет возможности привести примеры про - звучивания конусов с другими углами при вершине или путем ввода УЗК через боковую коническую поверх­ность. Однако при необходимости читатель может по­строить модели хода лучей для любого круглого (в том числе и усеченного) конуса и после-анализа звукового поля дать рекомендации по наиболее рациональным спо­собам - прозвучивания при контроле конических тел.

Облучение сферических тел

Рассмотрим звуковое поле, возникающее внутри сплошного металлического шара при падении на него параллельного пучка продольных волн, излучаемых дис­ковым излучателем. л

Пусть £>изл=Ат Н<г0, а ось излучателя и центр ша­ра лежат на одной прямой.

Продольные волны L' (лучи АК...Л6Кб) падают на поверхность шара на участке, ограниченном окружно­стью — линией пересечения цилиндрического поля излу­чателя и сферической поверхности шара. На этом участ­ке продольные волны, встречаясь с кривой поверхно­стью, частично отражаются и частично входят в тело шара. Отраженные волны создают в среде / звуковое поле, состоящее из продольных L' (если среда / — жид­кая), продольных L' и сдвиговых S' (если среда I — твердая) волн, распространяющихся во все стороны от центрального луча по окружности, как показано на рис. 36, б. Преломленные волны создают в среде II звуковое поле, аналогичное показанному на рис. 37. Однако такая картина будет наблюдаться в любом сечении шара пло­скостью, проходящей через его центр и ось дискового излучателя.

Нетрудно видеть, что при прозвучивании шара из лю­бой точки при достаточной мощности излучаемых им­пульсов можно получить отражение УЗК от противопо­ложной поверхности шара, на которую центральный луч падает по нормали, и зафиксировать на экране ЭЛТ «донный» сигнал. Остальные лучи входят в шар под раз­личными углами и, расщепляясь на поверхности ввода и при отражении внутри шара, трансформируются в дру­гие виды волн, создавая сложное звуковое поле. Эти волны, многократно отражаясь, постепенно затухают и на пьезоэлемент не попадают (при отсутствии неоднород­ностей структуры материала и нарушений сплошности).