ГОСТ Р МЭК 61828—2012
Приложение А
(справочное)
Характеристики фокусирующих преобразователей.
Основные положения
В настоящем приложении показана возможность описания поля фокусирующего преобразователя в тер
минах ближней и дальней зон Френеля и фокальной зоны Фраунгофера. Эти термины применимы для описания
характеристик полей фокусирующих преобразователей, геометрия которых известна.
Рассмотрена апертура преобразователя шириной 2а. имеющего круговую симметрию. При излучении не
прерывной волны без аподизации поледавлений в воде вдоль оси пучка z может быть представлено как
p(0.z) = Дэ|е-**J .(А.1)
где к = 2я/К— волновое число;
А— длина акустической волны;
До— амплитуда давления на апертуре преобразователя.
П р и м е ч а н и е — Выражение (А.1) следовало бы записать в терминах колебательной скорости на
апертуре преобразователя. Здесь ри применяют для замены реи». Следует также заметить, что отсутствие апо
дизации характеризуется постоянной амплитудой колебательной скорости частиц ии. в то время как давление
непостоянно по апертуре преобразователя и из-за дифракционных эффектов на некоторых участках может быть
даже равно нулю.
В параксиальном приближении, т.е. при / » аг. первый член биноминального разложения выражения
(А.1) приблизительно равен
p(0,z) =
/2р0е
’sinffia2/ 2Xz)
.(А.2)
Границей между зоной Френеля или зоной ближнего поля и зоной дальнего поля или зоной Фраунгофера
для нефокусирующих неаподкзированных ультразвуковых преобразователей с круговой симметрией считают по
традиции окончание переходного интервала z\ = а2/ А(1). Если это расстояние используют в квадратичном фазо
вом члене выражения (А.2). то получают
(А-3)
Следует обратиться к рисунку 1. чтобы рассмотреть неаподизированный фокусирующий преобразователь
шириной 2э с тонкой линзой, геометрическое фокусное расстояние которой равно F = Ritm /(п-1), где RltHi —
радиус плоско-выпуклой линзы, а п -коэффициент преломления (л = с* /а). Если толщина линзы мала по срав
нению с a. z и F. то следует воспользоваться аппроксимацией тонкой линзы [2]. В этом случае давление вдоль оси
пучка при параксиальных приближениях г » а2и F1» aJгложет быть представлено как
В геометрическом фокусе (z = F)
Р<0.2)*
(А.4)
p{b,F)*j2p0e
W y
(А.5)
28