Большая Советская Энциклопедия (ЗВ)
Шрифт:
Л. Р. Зиндер.
Звуковая колонка
Звукова'я коло'нка, групповой акустический излучатель в виде линейной (обычно вертикальной) цепочки из однотипных, синфазно включенных и установленных в общем кожухе громкоговорителей. Громкоговорители (обычно электродинамические) укрепляются на пластине с отверстиями (рис.) и подключаются через общий согласующий трансформатор и подводящие провода к усилителю мощности электрических колебаний звуковых частот или трансляционной сети. Пластина и кожух служат акустическим экраном; для устранения вредных вибраций стенки кожуха, как правило, демпфируют. З. к. выпускаются разной мощности —от 2 до 100 вт, число громкоговорителей —от 2 до 8. Т. к. размеры З. к. по высоте много больше поперечных размеров, диаграмма направленности излучения в вертикальной плоскости значительно острее, чем в горизонтальной у одиночного громкоговорителя. Такая характеристика направленности удобна при озвучении больших площадей и закрытых помещений (стадионы, конференц-залы). В последних она помогает снизить помехи из-за реверберации.
Лит.: Фурдуев В. В., Акустические основы вещания, М., 1960.
Н. Т. Молодая, Л. З. Папернов.
Звуковая колонка типа 10 КЗ-1 со снятым кожухом (слева) и на треноге (справа).
Звуковая разведка
Звукова'я разве'дка, часть артиллерийской разведки. Ведётся в наземной артиллерии звукометрическими подразделениями, оснащенными специальными звукометрическими приборами, позволяющими определять координаты ненаблюдаемых стреляющих батарей противника (орудий, миномётов, пусковых установок реактивной артиллерии) по звуку их выстрелов, а при корректировании огня своей артиллерии определять места падения снарядов или мин по звуковым волнам, возникающим при разрывах снарядов. Приборы З. р. рассчитаны преимущественно на приём звуков выстрелов (разрывов); посторонние звуки, возникающие на поле боя, на работу приборов практически не влияют, если их источники находятся на расстоянии нескольких сот м от звуковых постов.
Звуковая сигнализация
Звукова'я сигнализа'ция, передача и приём сообщений на расстоянии при помощи голоса или акустических приборов (рупор, сирена, свисток и др.). См. Сигнализация военная.
Звуковидение
Звукови'дение, получение с помощью звука видимого изображения объекта, находящегося в оптически непрозрачной среде. З. основана на проникающей способности звука и особенно ультразвука и их визуализации (см. Звукового поля визуализация). В З. обычно используются упругие колебания в диапазоне частот от 10 кгц до 100 Мгц и выше. Ультразвуковые волны хорошо проходят через металлы, пластмассы, большинство строительных материалов, живые ткани и жидкости. По отражению и преломлению ультразвуковых лучей от границ раздела твёрдое тело — газ (вследствие неодинаковых скоростей распространения ультразвуковых волн в различных средах) можно обнаруживать твёрдые тела и газовые пузыри в жидкостях и живых тканях, а также трещины, раковины и пустоты в твёрдых телах, что используется для изучения и контроля структуры и геометрии внутренней неоднородностей оптически непрозрачных тел. З. выгодно отличается, например, от рентгеноскопии тем, что ультразвук легко фокусируется акустическими линзами и зеркалами в узкие, ограниченные в пространстве пучки (лучи), тогда как рентгеновские лучи, обладающие высокой проникающей способностью, практически невозможно сфокусировать — при рентгеноскопии получаются лишь теневые, силуэтные изображения. Заметить с помощью рентгеновских лучей в металлическом листе толщиной 5 мм расслоение в несколько мкм — задача практически неразрешимая. А ультразвуковой луч, отражённый от границы раздела металл — газ, достаточно четко «рисует» такие расслоения (рис. 1, а). Почечный камень размером 2 мм для рентгеновских лучей почти не различим, З. выявляет его вполне отчётливо (рис. 1, б).
Общая схема З. (рис. 2, а) включает источник ультразвука, объект наблюдения, акустический объектив, с помощью которого формируется ультразвуковое изображение, и преобразователь ультразвукового изображения в оптически видимое.
Применяют также способ З., основанный на свойстве свободно взвешенных мельчайших металлических пластинок-чешуек поворачиваться плоскостью поперёк направления распространения ультразвука. Исследуемый объект помещается между источником ультразвука и сосудом с жидкостью, в которой плавают чешуйки. Освещенные пучком параллельных световых лучей переориентированные чешуйки образуют светлое изображение на сером фоне, соответствующее распределению интенсивности ультразвука (звукового давления), прошедшего сквозь объект. Схема установки для получения видимого изображения с использованием явления дифракции лазерного луча на ультразвуковой волне, прошедшей через объект наблюдения, показана па рис. 2, б. Световой пучок лазера, сформированный оптической системой, пронизывает жидкость, в которой находится объект наблюдения. Показатель преломления жидкости, облучаемой ультразвуком, изменяется таким образом, что оптический луч, проходя жидкость, создаёт на экране дифракционные полосы, содержащие изображение объекта.
Системы З., использующие приведённые методы визуализации ультразвуковых полей, имеют чувствительность порядка 1—0,01 вм/см2. Однако для многих практических целей необходима значительно более высокая чувствительность. Этому требованию отвечают электронноакустические преобразователи (ЭАП), чувствительность которых 10– 9—10– 10вм/см2. Впервые на возможность преобразования ультразвукового изображения в оптически видимое с помощью электроннолучевых трубок указал (1936) советский учёный С. Я. Соколов. Развитие методов визуализации ультразвуковых полей и совершенствование аппаратуры З., в частности разработка высокочувствительных ЭАП, обусловили создание «звуковизоров» (рис. 2, в) и др. средств З. для применения их в дефектоскопии, медицинской диагностике, при строительных работах, в подводной навигации и др.
Примером практического З. может служить метод поверхностного рельефа, при котором ультразвуковое изображение исследуемого объекта воссоздаётся па свободной поверхности жидкости. Под воздействием ультразвука на поверхности жидкости, например воды, образуется рябь, хорошо заметная при косом освещении. Очертания и рельеф ряби воспроизводят ультразвуковое изображение объекта (рис. 3). По такому принципу работают установки для обнаружения расслоений и трещин в листовом материале. Исследуемый лист перемещается в водяной ванне над облучающим ультразвуковым «прожектором».
Звуковая линза, помещенная над листом, фокусирует звуковое изображение дефектов на поверхности воды.
Лит.: Розенберг Л. Д., Визуализация ультразвуковых изображений, «Вестник АН СССР», 1958, №3; Ощепков П. К., Меркулов А. П., Интроскопия, М,, 1967; Азаров Н. Т., Телешевский В, И., Визуализация объектов в ультразвуковых полях методом дифракции света на ультразвуке, «Акустический журнал», 1971, т. 17, в. 3; Holder F. W., Sonic holography, «Electronics World», 1970, v. 83, № 6, p. 32—35; Aprahamian R., Bhuta P., G. NDT by acousto-optical imagine;, «Materials Evaluation», 1971, v. 29, № 5.
К. М. Климов.
Рис. 3. Звуковидение по методу поверхностного рельефа: а — схема; б — видимое изображение; 1 — источник звука; 2 — объект; 3 — вогнутое зеркало (объектив); 4 — жидкость; 5 — сосуд; 6 — экран.
Рис. 1а. Изображения, полученные с помощью звуковидения. Расслоение глубиной в несколько мкм в листе алюминия толщиной 5 мм.
Рис. 2. Схемы звуковидения: a — в отражённых лучах (общая схема); б — по методу дифракции; в — в «звуковизоре» (лабораторная модель); 1 — источник (излучатель) ультразвука; 2 — объект наблюдения; 3 — акустический объектив; 4 — ультразвуковое изображение; 5 — преобразователь; 6 — видимое изображение (экран); 7 — лазер; 8 — ультразвуковые волны; 9 — электронноакустический преобразователь; 10 — усилитель.
Рис. 1б. Изображения, полученные с помощью звуковидения. Почечный камень, который «светится» в отражённых лучах.
Звукового поля визуализация
Звуково'го по'ля визуализа'ция, методы получения видимой картины звукового поля. З. п. в. применяется для изучения распределения величин, характеризующих звуковые поля сложной формы, для визуализации ультразвуковых изображений, получаемых при помощи ультразвуковых фокусирующих систем (см. фокусировка звука), для целей ультразвуковой дефектоскопии и медицинской диагностики. Простейшим примером З. п. в. являются т. н. Хладни фигуры. Получить картину распределения звукового давления можно, например, с помощью небольшого приёмника звука, обходя (сканируя) им исследуемое поле; для визуализации синхронно с приёмником звукового давления перемещается связанный с ним точечный источник света, яркость которого модулируется напряжением на выходе звукоприёмника (рис. 1). Более современный вариант подобного метода З. и. в. осуществляется в электронноакустических преобразователях: распределение звукового давления преобразуется с помощью пьезоэлектрической пластинки в соответствующее распределение электрического потенциала на её поверхности, которое считывается электронным лучом и далее посредством обычных телевизионных приёмов (подобно тому, как это делается в звуковизорах) на экране кинескопа получается видимое изображение звукового поля. Изменение плотности среды в звуковом поле приводит к изменению показателя преломления для световых лучей; оно может быть выявлено чисто оптическими приёмами, как, например, теневым методом, методом фазового контраста, дифракцией света на ультразвуке и др. Все эти способы широко применяются для исследования ультразвуковых полей сложной формы (рис. 2). В ультразвуковой дефектоскопии применяются методы поверхностного рельефа и диска Рэлея. Первый из них основан на свойстве свободной поверхности жидкости слегка вспучиваться под действием звуковых лучей, падающих изнутри жидкости. Получающийся при этом рельеф хорошо виден при косом освещении (см. Звуковидение). В основе второго лежит свойство свободно подвешенных в звуковом поле пластинок поворачиваться параллельно фронту звуковой волны. Для реализации этого способа в смеси воды и ксилола образуют взвесь мельчайших алюминиевых чешуек. В отсутствии звука эти чешуйки ориентированы беспорядочно, образуя при освещении матово-серую поверхность, а под действием звуковой волны часть из них принимает определённую ориентацию и в результате отражения света на сером фоне появляется видимое изображение звукового поля.
Существуют методы З. п. в., основанные на вторичных эффектах, возникающих при распространении интенсивных ультразвуковых волн в жидкости: теплового эффекта, дегазации жидкости, ускорения процессов диффузии, акустической кавитации, воздействия на фотослой и т.д. Например, для реализации теплового метода в исследуемое поле помещают тонкий экран из хорошо поглощающего звук материала. Неравномерный нагрев этого экрана под действием поглощаемых ультразвуковых лучей может быть визуализирован различными способами: применением термочувствительных красок или чувствительного к инфракрасным лучам электроннооптического преобразователя, возбуждением или гашением люминесцентного экрана и т.д. На ускорении фотографического проявления основан фотодиффузионный способ З. п. в., при котором обычная, предварительно засвеченная фотобумага погружается в разбавленный раствор проявителя; в местах, на которые действует ультразвук, диффузия проявителя в желатину сильно ускоряется и бумага быстро чернеет.