Волноводы – стержни или трубки постоянного сечения, связывающие преобразователь с нагрузкой. В качестве нагрузки может быть концентратор, преобразователь колебаний, инструмент или технологическая среда. Волновод как согласующий элемент может быть включен в любое место этой цепочки.

Назначение:

1. Согласование механического сопротивления внешней нагрузки (инструмента, технологической среды) с внутренним сопротивлением активного элемента.

2. Крепление колебательной системы в технологической машине или другом устройстве.

Любой волновод характеризуется величиной затухания, добротностью, коэффициентом усиления, резонансной длиной и сдвигом фаз на резонансной частоте.

Волновод однородный

Рисунок 1 - Волновод однородный.

l_p – резонансная длина волновода;

d₁ – диаметр волновода (при другом сечении размеры определяющие поперечную площадь волновода).

, (1)

где с – скорость звука в материале волновода, м/с,

f₀ – резонансная частота излучателя, Гц,

n=1, 2, 3… - целое число.

Сдвиг фаз: .

Волновод с сосредоточенной на конце массой

Рисунок 2 – Волновод с сосредоточенной на конце массой

При и ,

(2)

, (3)

где φ – сдвиг фаз на торцах волновода;

k₀ – волновое число.

Волновод с сосредоточенной массой в любой точке

Рисунок 3 – Волновод с сосредоточенной массой в любой точке.

При условии, что и ,

где f₀ – резонансная частота колебательной системы;

f_p – резонансная частота волновода.

(4)

Ввиду того, что механические потери в преобразователе (активном элементе) больше, чем в концентраторе, частоту концентратора выбирают ниже, а частоту пакета выше резонансной частоты колебательной системы.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--