Опубликован: 26.05.2010 | Доступ: свободный | Студентов: 1591 / 255 | Оценка: 4.42 / 4.25 | Длительность: 56:51:00
ISBN: 978-5-9963-0124-9
Специальности: Разработчик аппаратуры
Лекция 7:

Интеллектуальные акустические сенсоры для УЗИ. Сенсоры для сейсморазведки. Сенсоры на ПАВ

Набор для практики

Вопросы для самопроверки

  1. Как работают УЗ сенсоры расстояния? Для чего их применяют?
  2. Используют ли эхолокацию в твердых телах? Если да, то с какой целью?
  3. Объясните принцип УЗ исследований органов человеческого тела.
  4. Что такое "УЗ мультидатчики"?
  5. Назовите наиболее впечатляющие возможности современных аппаратов для УЗ исследований человеческого организма.
  6. Что такое "сейсморазведка"? Каковы её принципы?
  7. Что такое "ССП"? Какие возможности оно открыло?
  8. Расшифруйте аббревиатуры ПАВ и ППАВ.
  9. Что означает "ВШП"? Где они применяются?
  10. Что собой представляет "чувствительная зона" сенсора на ПАВ?
  11. Почему сенсоры на ПАВ столь охотно применяют в различных видах микроволновой радиосвязи? Приведите примеры таких применений.

Упражнения

Упражнение 7.1. Пользуясь формулами (7.1) – (7.4) и принимая скорость распространения УЗ волн в воздухе c=340 \text{ м/с}, рассчитайте:

Вариант 1. Расстояние до объекта, если отраженный от него импульс УЗ волн запаздывает на 0,17 мс.

Вариант 2. Времена запаздывания отраженных от объекта УЗ импульсов в УЗ сенсорах, рассчитанных на небольшие расстояния – от 15 до 200 мм.

Вариант 3. Точность, с которой надо измерять времена запаздывания, чтобы обеспечить точность определения расстояний до 0,2 мм.

Вариант 4. Времена запаздывания отраженных от объекта УЗ импульсов в УЗ сенсорах, рассчитанных на средние расстояния – от 0,3 до 6 м.

Вариант 5. Максимальную длительность УЗ импульсов, если требуется определять расстояния, начиная от 15 мм.

Вариант 6. Максимальную частоту зондирующих УЗ импульсов, если требуется определять расстояния до 20 см.

Вариант 7. Частоту генерируемых УЗ колебаний, если требуется выявлять объекты размерами от 5 мм.

Упражнение 7.2. Пользуясь формулами (7.1) – (7.4) и принимая скорость распространения УЗ волн в тканях человеческого тела c = 1540 \text{ м/с}, рассчитайте:

Вариант 1. Частоту генерируемых УЗ колебаний, если требуется выявлять объекты размерами от 0,1 мм.

Вариант 2. Длину волны в человеческом теле ультразвуковых акустических колебаний с частотой 15 МГц, используемых в аппарате для УЗИ.

Вариант 3. Доплеровский сдвиг частоты УЗ волн, отраженных от диафрагмы, двигающейся со скоростью 1 см/с, если исходная частота составляет 3,5 МГц.

Вариант 4. Время запаздывания отраженных УЗ сигналов при глубине сканирования человеческого тела от 1 до 30 см.

Упражнение 7.3. Объясните принципы спектрально-сейсморазведочного профилирования. Приведите пример его успешного применения.

Вариант 1. Для выявления потенциально опасных зон тектонических нарушений.

Вариант 2. Для выявления потенциальной опасности обрушений кровли в шахтах и подземных выработках.

Вариант 3. Для своевременного выявления возможности трагических аварий из-за опасности выбросов газа и угля в шахтах.

Вариант 4. Для поиска месторождений алмазов.

Упражнение 7.4. Принимая скорость распространения ПАВ с = 4 км/с, рассчитайте:

Вариант 1. Частоту резонансных колебаний, принимаемых ВШП с периодом расположения штырей 4 мкм.

Вариант 2. Частоту резонансных колебаний, принимаемых ВШП с периодом расположения штырей 200 нм.

Вариант 3. Период расположения штырей ВШП, если требуется принимать и выделять колебания с частотой 10 ГГц.

Вариант 4. Время распространения ПАВ от генератора к приёмному ВШП, если расстояние между ними составляет 2,4 мм.

Вариант 5. Какое изменение в скорости распространения ПАВ (в %) можно выявить, если время прохождения волны на расстояние 2,4 мм измеряется с точностью 1нс?

Упражнение 7.5. Рассчитайте минимальный размер механических нарушений, которые могут быть обнаружены в "самоконтролируемой адаптивной композитной структуре" со скоростью распространения ПАВ 3,6 км/с:

Вариант 1. Если частота колебаний в ПАВ составляет 500 МГц.

Вариант 2. Если частота колебаний в ПАВ составляет 120 МГц.

Вариант 3. Если частота колебаний в ПАВ составляет 50 МГц.

Вариант 4. Если частота колебаний в ПАВ составляет 1,2 ГГц.