А.с. 519 239: Способ обнаружения налипания металлов в калибрах валков чистовой клети при прокатке, например, арматурной стали, включающей измерения амплитудно частотных характеристик процесса и сравнения их с эталонными, отличающийся тем, что с целью упрощения и повышения надености способа, контролируют колебания раската в вертикальной плоскости на выходе из чистовой клети, из сп выделяют составляющую колебаний полосы с частотой вращения валка и судят о налипании металла по трех-четырех кратному увеличению амплитуды выделенной составляющей колебаний.
5.1.4. А в т о к о л е б а н и я - незатухающие колебания, которые осуществляются в неконсервативной системе при отсутствии переменного внешнего воздействия /за счет внутреннего источника энергии/, причем амплитуда и период этих колебаний определяются свойствамисамой системы. Классический пример автоколебательной системы - маятниковые часы. Как правило, автоколебательные системы склонны к самовозбуждению.
А.с. 267 993: Способ определения сроков схватываниябетонн по изменению колебаний натянутой струны, помещенной в исследуемую смесь, отличающийся тем, что с целью автоматизации процесса определения возбуждают в струне электромагнитные колебания и измеряют интервал времени от момента затвердения смеси до момента самовозбуждения струны.
А.с. 279 214: Способ измерения ускорения путем определения изменения анодного тока в газоразрядной трубке с плазменным шнуром, отличающийся тем, что с целью получения частотного выходного сигнала, в газоразрядной трубке создают неоднороное электрическое поле, вызывающее изменение частоты автоколебаний плазменного шнура при его смещении под действием ускорения относительно электродов, и по частоте колебаний судят о контролируемой величине.
5.2. Акустика.
Одним из широко известных колебательных движений является звук - продольные колебания частичек среды, в которых распространяется звуковая волна.
Акустические /звуковые/ колебания, как и механические колебания, часто используют для интенсификации различных технологических процессов.
А.с. 442 287: Способ разработки газогидратной залежием превращения газа из твердого /газогидратного/ состояния в газообразное в пласте, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности разработки залежи, пласт подвергают воздействию упрцгих колебаний звукового диапозона.
А.с. 500 817: Способ очистки изделий в жидкости, например, материалов типа лент, при котором на изделие воздействуют движущимися относительно его механичекими очистными средствами, преимущественно щетками и акустическим полем, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса очистки и снижения его энергоемкости акустическое и механическое воздействие на изделие совмещают, для чего механические средства очистки располагают в акустическом поле.
А.с. 553 419: Способ чистки термочувствительных материалов, например микробных препаратов, путем их предварительного нагрева во взвешенном состоянии, отлежки и последующего охлаждения, отличающийся тем, что с целью интенсификации и повышения качества сушки, охлаждение материала ведут в среде псевдоожиженного сорбента под воздействиемзвукового поля.
А.с. 553 791: Способ сепарации взвешенных частиц путем воздействия на них акустическими колебаниями, отличающийся тем, что с целью сепарации частиц размерами меньше 0,5 мкм и разделения частиц одинаковых размеров различной плотности, акустические колебания генерируют в виде импульсов с периодом, меньшим времени релаксации сепарируемой частицы и длительностью возрастающей от 0,1 до 1 времени периода следования импульсов.
Акустические колебания различной частоты по разному воздействуют на животных.
На основе этого в США /патент N 557 889 / разработаны устройство и способ, предназначенные для разгона животных. С этой целью мозг животных подвергается действию раздражающих колебаний со спектром, лежащим в звуковом диапозоне частот, представляющий собой совокупность многочисленных колебаний, успокаивающих мозг животных. Раздражающие колебания действуют на мозг животного одновременно с успокаивающими колебан при этом осуществляется модуляция раздражающих колебаний успокаивающими.
Характер звуковых колебаний зависит от свойства источника звука, поэтому, измеряя различные характеристики звуковых колебаний, можно установить характеристики источника звука.
А.с. 257 084: Способ определения рассовой принадлежности пчел, отличающийся тем, что с целью определения рассы на живых пчелах, сокращение затрат времени и труда и получение более точных данных, рассовую принадлежность определяют по спектральной характеристике издаваемых пчелами звуков, которую сравнивают со стандартными спекторами, полученными на пчелах заведомо чистых расс.
А зная характеристики звуковой волны, можно по ее изменению при прохождении различных сред установить параметры среды.
В США разработан автоматический прибор, сортирующий при помощи звука яблоки, так как установлено, что зрелые, незрелые и перезрелые яблоки оказывают различное сопротивление проходящим сквозь них звуковым волнам разных частот.
Звук распространяется в воздухе с определнной скоростью. Если в какой-то определнной системе координат возникает звуковой импульс, то по времени прохождения его к осям координат, которое может быть зафиксировано приемниками звука, можно определить координаты источника звука. Такой путь и избрали в институте Кибернетики АН БССР.
При использовании ЭВМ в качестве автоматического проектировщика необходимо вводить в нее графическую информацию. С этой целью графическая информация предоставляется ввиде набора различных кривых, координаты которых вводятся с помощью миниаторной искры, возникающей при соприкосновении специального звукового карандаша (Электроакустического преобразователя) с любой из точек чертежа, звук который достигает системы координатных микрофонов, расположенных по краям чертежа. Одна система выдает координату по Х, другая по У.
5.2.1. При подходе к приграде акустические волны отражаются (эхо). Поэтому, если в закрытом помещении включить и сразу выключить источник звука, то возникает явление р е в е р б е р а ц и и т.е. послезвучание,обусловленное приходом в определенную точку запоздавших отраженных или рассеянных звуковых волн.
Измеряя время реверберации (время в течении которого интенсивность звука уменьшается в 1000000 раз) можно определить обьем свободного помещения.
А.с. 346 588: Акустический способ определения количества вещества в замкнутом сосуде, отличающийся тем, что с целью упрощения, в свободном пространстве сосуда создают акустический импульс и измеряют время реверберации, по которому судят о количестве вещества.
5.3. У л ь т р а з в у к.
Ультразвук - продольные колебания в газах, жидкостях и твердых телах в диапозоне частота 20.10 в третьей степени Гц. Применение ультразвука связано в основном с двумя его характерными особенностями: лучевым распространением и большой плотностью энергии.
Из-за малой длины волны распространение ультразвуковых волн с сопровождающими эффектами:
отражением
Патент США 3554 030: Расписан расходомер, используемый для измерения и регистрации величины обьемного расхода крови. Измерения производятся при помощи ультразвукового преобразователя, который применяется как для излучения, так и приема ультразвуковых волн. Отраженные сигналы, принимаемые преобразователем позволяют определить размер поперечного сечения кровеносного сосуда, а также скорость движения крови в сосуде. Измеренные параметры дают возможность получить расчетным путем величину обьемного расхода крови.
фокусировкой
А.с. 183 574: Способ газовой сварки и резки, заключающийся в использовании тепла пламени горючей смеси, отличающийся тем,что с целью повышения производительности процесса, в газовую горючую смесь вводят ультразвуковые колебания, фокусируемые в зоне сварного шва или реза.
образование теней (ультразвуковая дефектоскопия);
Большая частота ультразвука позволяет сравнительно легко создавать ультразвуковые пучки с большой плотностью энергии, рапространение которых в жидких и твердых телах сопровождается рядом эффектов, часто приводящих к необратимым явлениям. Эти эффекты - радиационное давление (избыточное давление испытуемое препятствием вследствии воздействия на него ультразвуковой волны и определяемое импульсом, передаваемом волной в единицу времени единице поверхности препятствия), акустическая кавитация (см. раздел 4.8) и акустические потоки, носящие вихревой характер и возникающие в свободном неоднородном поле и вблизи препятствий, находящихся в ультразвуковом поле.
5.3. Пластическая деформация и упрочнение.
Воздействие ультразвука на процесс пластической деформации обусловлено влиянием его на контактные условия, свойства и структуру деформируемого металла. В этом случае возможны два нелинейных эффекта: "акустическое разупрочнение" и "акустическое упрочнение". Первый наблюдается в процессе воздействия интенсивным ультразвуком и заключается в уменьшении статического напряжения, необходимого для осуществления пластической деформации. Акустическое упрочение металлов достигается после воздействия ультразвуковых волн достаточно высокой интенсивности. Акустическое разупрочнение является результатом активации дислокаций, происходящей в результате поглощения акустической энергии в местах дефектов кристаллической решетки и других структурных несовершенств. Благодаря этому за малое время происходит локальный нагрев вокруг этих источников поглощения, снятие напряжений, разблокировка дислокаций, увеличение их подвижности, что обеспечивает более интенсивный ход платической деформации.
А.с. 436 750: Способ разбортовки полых изделий из пластических масс путем двустороннего обжатия роликами стенки изделия при его вращении, отличающийся тем, что с целью повышения производительности процесса, область контакта стенки изделия с роликами подвергают воздействию ультразвуковых колебаний.
А.с. 536 874: Способ профилирования материала типа пруткового путем наложения на заготовку ультразвуковых колебаний в ее пластической деформации, отличающийся тем, что с целью получения на заготовках периодического профиля синусоидального характера, заготовку предварительно подвергают воз ультразвуковых колебаний так, чтобы расположение пучностей и узлов ультразвуковой волны соответствовало выступам и впадинам заданного периодического профиля, после чего осуществляют процесс пластического деформирования заготовки в осевом направлении, перпендикулярном к направлению действия изгибных колебаний, растягивающими усилиями, достаточными для получения заданной глубины профиля.
Если валики прокатного стана колебать в направлении параллельном осям их вращения, с ультразвуковой частотой, то усилие деформации снижается в 1,5-2 раза, а степень деформации увеличивается на 20-50 %, причем контактное трение резко снижается.
При достижении определенного уровня акустической энергии, зависящего от свойства облучаемого металла, последний может пластически деформироваться при комнатной температуре без приложения внешней нагрузки.
5.3.2. Под действием ультразвукав и з м е н я ю т с я о с н о в н ы е ф и з и к о-х и м и ч е с к и е с в о й с т в а р а с п л а в о в: вязкость, поверхностное натяжение на границе "расплав - форма" или "расплав - твердая фаза", температура и диффузия.
5.3.2.1. В я з к о с т ь, после ультразвуковой обработки расплава вязкость уменьшается на 10-50 %, причем характер изменения вязкости не позволяет считать, что уменьшение вязкости вызывается только тепловым воздействием ультразвука, посколько на ряду с тепловым воздействием наблюдаются и другие эффекты, например, изменение трения между твердыми нерастворимыми примесями, находящихся в расплаве.
5.3.2.2. П о в е р х н о с т н о е н а т я ж е н и е. Воздействие ультразвука на расплав в процессе кристализации уменьшает поверхностное натяжение между расплавом и кристаллом при двухфазном состоянии, за счет чего уменьшается переохлаждение расплавов и увеличивается количество кристаллических зародышей, а структура расплава получается более мелкозернистой.
5.3.2.3. Т е м п е р а т у р а. Ультразвуковая обработка металлов в жидком состоянии и во время кристаллизации приводит к изменению характера температурного поля. Возникновение акустических потоков в расплаве под действием ультразвука связано с потерей энергии в расплаве. Эти потери зависят от интенсивности ультразвука и акустических свойств среды. Акустические потоки вызывают интенсивное перемешивание расплава, выравнивание температуры и интенсификацию конвективной диффузии. При выравнивании температуры расплава увеличивается теплообмен со стенками и окружающей средой, в результате чего увеличивается скорость охлаждения, физическая сущность влияния ультразвука на теплообмен при естественной или вынужденной конвекции заключается в проникновении акустических потоков в пограничный и ламинарный подслой, что приводит к деформации этих слоев, их турбулизации и перемешиванию. В результате этого в несколько раз увеличивается коэффициент теплопередачи и скорость теплообмена.
5.3.2.4. Д и ф ф у з и я.
Ультразвук ускоряет диффузионные процессы в металлических расплавах и на границе с твердой фазой. В этом случае под действием ультразвука происходит более легкое перемещение атомов из одного устойчивого состояния в другое благодаря образованию кавитационных пузырьков. При этом необходимо учитывать влияние вторичных эффектов акустических потоков, повышение температуры, акустического давления, вызывающих турбулентное перемещение и разрушение пограничного слоя между жидкой и твердой фазой при ускорении диффузии на границе жидкость твердое тело.
5.3.2.7. Д е г а з а ц и о н н ы й э ф ф е к т.
Под действием ультразвука растворенный газ сначала выделяется в виде пузырьков в зонах разряжения ультразвуковых волн, после этого пузырьки соединяются и при достижении достаточно большого размера всплывают на поверхность. Эффект можно обьяснить следующим образом, при воздействии ультразвука в расплаве возникает кавитация: в образованные кавитационные пустоты проникает ратворенный газ. При захлопывании кавитационных пузырей этот газ не успевает снова раствориться в металле и образует газовые пузырьки. Зародыши газовых пузырьков образуются и в полупериод разряжения при распространении упругих ультразвуковых колебаний в расплаве, т.к. при уменьшении давления растворимость газов уменьшается. После этого газовые пузырьки под влияниемельных движений коанулируют и, достигая определенных размеров, всплывают. Ускорение диффузии под действием ультразвука тоже может способствовать нарастанию газовых пузырьков.
5.3.3. Ультразвуковой капиллярный эффект (открытие N109).
Явление капиллярности заключается в том, что при помещении в жидкость капилляра, смачиваемого жидкостью, в нем под действием сил поверхностного натяжения происходит подьем жидкости на некоторую высоту. Если жидкость в капилляре совершает колебания под влиянием источника ультразвука, то капиллярный эффект резко возрастает, высота столба жидкости увеличивается в несколько десятков раз, значительно во и скорость подьема.
Экспериментально доказано, что в этом случае жидкость толкает вверх не радиационное давление и капилярные силы, а стоячие ультразвуковые волны. Ультразвук снова и снова как бы сжимает столб жидкости и поднимает его вверх. Открытый эффект уже очень хорошо используется в промышленности, например, при пропитке изоляционными составами обмоток электродвигателей, окраске тканей, в теплвых трубах и т.п.
А.с. 437 568: Способ попитки капиллярных пористых тел жидкостями и расплавами, например, полимерным связующим, с применением ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что с целью интенсификации процессов пропитки ультразвуковые колебания сообщают пропитываемому телу.