«Концентратор акустический»

устройство для увеличения интенсивности звука (См. Интенсивность звука). Известны фокусирующие и волноводные К. а.

Фокусирующие К. а. выполняются обычно либо в виде зеркальных систем, либо в виде так называемых фокусирующих ультразвуковых излучателей сферической или цилиндрической формы. Последние изготовляются чаще всего из пьезоэлектрической керамики и колеблются на основной резонансной частоте по толщине. Применяются также цилиндрические магнитострикционные излучатели. Фокусирующие К. а. применяются как в лабораторной практике, так и в промышленности, главным образом в установках технологического применения Ультразвука: ультразвуковой очистки, диспергирования, получения аэрозолей и др. В фокальном пятне фокусирующих К. а. собирается до 90% всей излучаемой звуковой энергии. Т. к. для хорошего фокусирования необходимо, чтобы размеры К. а. были велики по сравнению с длиной волны, то этот тип К. а. применяется главным образом в области высоких ультразвуковых (10⁵ гц и выше) частот. С их помощью получают интенсивности 10³— 10⁴ вт/см².

Волноводный К. а. (иногда называют механическим трансформатором) представляет собой отрезок неоднородного (сужающегося) волновода (см. Волновод акустический), концентрация энергии в котором происходит в результате уменьшения сечения. Широкое распространение получили резонансные волноводные К. а. в виде металлических стержней полуволновой длины с сечением, изменяющимся плавно по определённому закону или скачками. Такие К. а. могут давать усиление по амплитуде в 10—15 раз и позволяют получить в области частот Концентратор акустический 10⁴ гцамплитуды колебаний до 50 мкм. Применяются в ультразвуковых станках для механической обработки, в установках ультразвуковой сварки, ультразвуковых хирургических инструментах и т. д.

Лит.: Ультразвуковое резание, М., 1962, гл. 3; Розенберг Л. Д., Фокусирующие излучатели ультразвука, в кн.: Источники мощного ультразвука, М., 1967 (Физика и техника мощного ультразвука, [кн. 1]); Матаушек И., Ультразвуковая техника, пер. с нем., М., 1962, гл. 5.

Под ред. И. П. Голяминой.

Рис. 1. Схема фокусирующего сферического излучателя из пьезокерамики, колеблющегося по толщине.

Рис. 2. Волноводные резонансные акустические концентраторы: 1 — конический, 2 — экспоненциальный, 3 — ступенчатый, ξ — распределение амплитуды колебаний.

КОНЦЕНТРАТОР АКУСТИЧЕСКИЙ (ультразвуковой) - устройство для увеличения интенсивности звука. Бывают фокусирующие и волноводные концентраторы акустические.

КОНЦЕНТРАТОР АКУСТИЧЕСКИЙ

устройство для увеличения интенсивности звука. К. а. подразделяются на низкочастотные и высокочастотные. Низкочастотный К. а. — устройство для увеличения амплитуды колебат. смещения низкочастотных УЗ излучателей; представляет собой отрезок стержневого звукопровода перем. сечения или перем. плотности, присоединяемый к излучателю более широким концом или концом с большей плотностью материала. Действие его основано на увеличении амплитуды смещения ч-ц стержня вследствие уменьшения поперечного сечения или плотности последнего в соответствии с законом сохранения кол-ва движения. Применяется гл. обр. на частотах от 18 до 44 кГц. Для эфф. работы низкочастотных К. а', должны выполняться соотношения

D

где n=l, 2, 3,..., D — макс. поперечный, а l — продольный размер К. а., l'— длина волны в нём..

Применяются низкочастотные К. а. в УЗ технологии при резке, дроблении и диспергировании материалов, при сварке и т. <д., а также в УЗ хирургии. Высокочастотный К. а.— устройство для увеличения плотности энергии в нек-рой части пр-ва по сравнению с плотностью энергии у поверхности УЗ излучателя. Действие его основано на фокусировке звука, поэтому в кач-ве К. а. могут быть использованы любые фокусирующие устройства — акустич. линзы, зеркала, зональные пластинки, рефлекторы, а также спец. К. а., к-рые представляют собой УЗ
• фокусирующие излучатели, имеющие форму части сферы, прямого кругового цилиндра или трубы. Они могут создавать в фокальной области интенсивности до неск. кВт/см2 и даже МВт/см2 (т. н. сверхмощные К. а.). В сверхмощных К. а. применяется фокусирование как в жидкости, так и в тв. теле. Высокочастотные К. а. используют гл. обр. в УЗ технологии для эмульгирования, диспергирования, распыления, мойки, сушки и др.; в физике — для исследования действия мощного УЗ на в-во; в биологии — для уничтожения микроорганизмов, исследования влияния УЗ на клетки и т. п., в эксперим. медицине — преим. в нейрохирургии.

концентра́тор акусти́ческий

(ультразвуковой), устройство для увеличения интенсивности звука. Бывают фокусирующие и волноводные концентраторы акустические.

* * *

КОНЦЕНТРА́ТОР АКУСТИ́ЧЕСКИЙ, устройство для увеличения интенсивности звука(см. ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА). Различают фокусирующие и волноводные акустические концентраторы.

Фокусирующие концентраторы выполняются обычно либо в виде зеркальных систем, либо в виде так называемых фокусирующих ультразвуковых излучателей сферической или цилиндрической формы, которые изготовляются чаще всего из пьезоэлектрической керамики и колеблются на основной резонансной частоте по толщине. Применяются также цилиндрические магнитострикционные излучатели. Фокусирующие концентраторы применяются как в лабораторной практике, так и в промышленности, главным образом в установках технологического применения ультразвука: ультразвуковой очистки, диспергирования, получения аэрозолей и др.

Волноводный концентратор (иногда называют механическим трансформатором) представляет собой отрезок неоднородного (сужающегося) волновода(см. ВОЛНОВОД), концентрация энергии в котором происходит в результате уменьшения сечения. Широкое распространение получили резонансные волноводные концентраторы в виде металлических стержней полуволновой длины с сечением, изменяющимся плавно по определенному закону или скачками. Применяются в ультразвуковых станках для механической обработки, в установках ультразвуковой сварки, ультразвуковых хирургических инструментах и т. д