CC BY
30
Известия ТРТУ
Специальный выпуск
Рис.1. Осевые распределения амплитуд 1-й ВРЧ и ВСЧ: а - ВСЧ; б - 1-я ВРЧ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гаврилов А.М., Медведев В.Ю. О влиянии амплитудно-фазового спектра на нелинейное распространение трехчастотной волны // XIII сессия РАО, Москва, 25 - 29 авг., 2003.
УДК 620.179.16
А.М. Гаврилов, В.Ю. Медведев, А.К. Батрин
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕДНЕНИЯ НА ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ
ПЛАСТИН
При создании контрольно-измерительной и медицинской аппаратуры, а также приборов для неразрушающего контроля широкое применение находят высокочастотные пьезокерамические пластины [1]. Технологический процесс изготовления пьезоэлектрических пластин не позволяет обеспечить хорошую повторяемость их частотных и электрофизических характеристик, разброс которых даже в одной партии может достигать 30%. Ручной отбор пьезопластин неэффективен и малопроизводителен.
В настоящей работе исследовано влияние толщины металла, электролитически осаждаемого на электроды пьезопластин, на частотные характеристики электрического импеданса (ЧХЭИ) и проводимости (ЧХЭП). В качестве металла покрытия применялась медь, осаждаемая из электролита сульфата меди [2]. Выбор в пользу меди обусловлен простым составом электролита, возможностью получения покрытий значительных (до 100 мкм) толщин, высоким качеством покрытия, а также химической инертностью меди. После каждого меднения пьезопластины обмерялись на измерительной установке [3].
Многочисленные экспериментальные исследования зависимостей ЧХЭИ и ЧХЭП от толщины слоя медного покрытия электродов, выполненные для различных типоразмеров пьезопластин, выявили ряд общих особенностей:
♦ медное покрытие оказывает влияние как на толщинные, так и на радиальные моды колебаний пьезопластин. Частоты толщинных резонансов понижаются, а радиальных - повышаются;
♦ величина смещения резонансной частоты пропорциональна времени меднения;
Секция акустики и медицинской техники
♦ меднение представляет собой простой способ прецизионного понижения резонансной частоты пьезокерамической пластины;
♦ меднение повышает механическую добротность пьезопластин;
♦ меднение позволяет корректировать резонансную частоту пьезопластин без внесения значительных механических потерь.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пьезокерамические преобразователи: Справочник / Под ред. С.И. Пугачева. Л.: Судостроение, 1984.
2. Ямпольский А.М., Ильин В.А. Справочник гальванотехника. Л.: Машиностроение, 1981.
3. Гаврилов А. М., Медведев В.Ю., Батрин А.К. Автоматизация лабораторных измерений частотных характеристик пьезоэлементов и пьезопреобразователей // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Юбилейный выпуск. 2002. С.82-87.
УДК 53.072:51
М.Н. Чернов
МОДЕЛЬ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ПОРИСТЫХ ВОДОНАСЫЩЕННЫХ СРЕД
В настоящее время важной задачей гидроакустики и геологии является исследование и возможность расчёта конкретных параметров донных грунтов с целью получения чёткого представления о структуре, составе, физико-механических, химических и термодинамических свойствах среды. На данный момент существует большое количество теоретических моделей, применяемых для расчёта параметров среды. Однако большинство этих моделей учитывает в своих расчётах малое количество (порядка 7 - 10) исходных параметров, а в остальном полагаются на ряд всевозможных допущений. Такой подход к решению сложной физико -математической задачи, определяющей процессы, протекающие в реальных средах, зачастую не допустим или является слишком приближенным и не точным.
Основная сложность в расчётах заключается в том, что реальные донные структуры неоднородны. Как правило, они представляют собой какой-либо пористый жёсткий скелет, поры которого заполнены водой. Наиболее полной моделью для расчета параметров таких сред на сегодняшний день является модель Биота. Эта модель рассматривает не только стационарное состояние среды, но и взаимосвязь между инертными силами звуковой волны, исходящей от исследовательской антенны, и параметрами самой среды. Кроме того, в расчётах данная модель использует не менее 20 параметров среды, что значительно повышает точность получаемых результатов. Так, например, при расчёте такой достаточно распространённой среды как водонасыщенный песок, данная модель учитывает следующие параметры: пористость, извилистость, плотности воды и материала, из которого сделан скелет, модуль объёмной упругости песка, модуль объёмной упругости кварца, модуль объёмной упругости воды, модуль сдвига песчаной структуры, проницаемость и удельное сопротивление песка, вязкость воды и её теплопроводность, удельная теплоёмкость воды по постоянному давлению и по постоянному объёму, сжимаемость среды и некоторые другие. К достоинствам данной модели следует отнести то, что она основывается на физике процессов сжатия, разряжения и перемещения среды в результате воздействующих на них звуковых колебаний и математических уравнений, описывающих данные процессы, а не только на
