Практическая работа № 2

Известны также более подробные выражения для амплитуд эхо-сигналов, которые имеют общее название формулы акустического тракта [1-3]. Они представлены в таблице 2. Формулы акустического тракта получены путем решения задачи интерференции волн при их излучении и отражении от несплошностей различной формы.

Табл. 2. Формулы акустического тракта

В выражениях таблицы 2 приняты следующие обозначения:

S_TR - площадь ультразвукового преобразователя,

R - расстояние между преобразователем и отражателем,

δ - коэффициент затухания, учитывающий поглощение и рассеяние волн в материале,

λ - длина волны,

A₀ - амплитуда колебаний акустического зондирующего импульса на поверхности преобразователя (в момент излучения),

A - амплитуда колебаний волн, отраженных от несплошности, и пришедших на поверхность преобразователя (в момент приема эхосигнала).

Есть несколько ограничений в применении формул акустического тракта:

1. Формулы таблицы 2 можно использовать только для сравнения амплитуд сигналов, поскольку величина A₀ (амплитуда колебаний зондирующего импульса) не может быть проконтролирована в УЗД. Сравнение должно проводится при условии, что используется один и тот же ПЭП, тогда величина A₀ одинакова и ее можно исключить.
2. В формулах акустического тракта не учитывается явление дифракции волн при излучении, отражении и приеме. Это обстоятельство ограничивает минимальные размеры преобразователя и отражателя. Они должны быть больше λ/2.
3. Формулы применимы, если прозвучивание отражателей проводится в дальней зоне ультразвукового поля преобразователя. Выражения в таблице 2 являются асимптотическими аппроксимациями, т.е. они получены из условия, что расстояние между ПЭП и отражателем бесконечно большое по сравнению с длиной волны, размером преобразователя и характерным размером отражателя. Тем не менее, расчеты по формулам акустического тракта обладают достаточной для практики точностью.