Mô Phỏng Trường Áp Suất Âm Trong Không Gian 3 Hiều..pdf

1 L i gi i thi u    K t khi thi t b phát siêu âm l t o b i Francis Galton , k thu    c ch    t   c ng d ng nhi c c a khác nhau bao g m c c y t l[.]

Trang 1

1

L i gi i thi u   

K t khi thi t b phát siêu âm l    c ch  t o b i Francis Galton , k thu  t

 c ng d ng nhi c c a khác nhau bao g m c    c y t l n công nghi p Các sóng siêu âm hi c to ra ch     y u t v t li n mà

hi u  ng v t lý c c khám phá b i 2 nhà khoa h c Jacques vàPierre Curie.Tùy thu c vào c u trúc hình h  c và t n s   ng c a các lo u chuyng

áp suc phát ra bu chuy khác nhau S phân 

b áp su t siêu âm này t  c tính phân b áp su t âm này s  n nh ng yêu c u k thu t c    a nh ng ng  

d ng c  th Chính vì v y, vi c quan sát phân b    c ng áp sut âm này trên thc t là r t quan tr    ng c a các phân b áp su t âm   

n k t qu và gi i h n c    a nh ng ng d ng     c phân b áp sut âm này, nhic nghi m có th th c hi n trên các h     thng ví d 

  d n d ng kim, d ng màng , ho c hi   u u ch âm quang Tuy nhiên, nhi trang thi t b thí nghi m khá t n kém và    ch có th ti u chuyc ch t o hoàn ch nh Xu t phát    

t nhu c u tr  ng phân b áp xu t âm cu dò chuyi

  l a ch n các lo u chuyi cho phù h p v i nh  ng ng

d ng c  th o ra m t công c thi t k tr    c quan cho các lou dò chuyn

 xu t m ng phân b áp su t âm d a trên   nhc hình h c c a các lou dò chuy n i siêu âm b ng ti p c n mô     phng s 

Formatted: Left: 1.38", Right: 0.79", Top: 1.38", Bottom: 1.18"

Formatted: Default Paragraph Font, Font: (Default) +Body (Calibri), 11 pt, Vietnamese

Formatted: Italian (Italy)

Formatted: Default Paragraph Font, Font: (Default) +Body (Calibri), 11 pt, Vietnamese

Trang 2

t V n  

I.1 Gi i thi u v k    thu t t o nh siêu âm   

1 1 Gi1 Gi Gi Gi G u siêu âm

20KHz tr lên.Khi lan truy c chúng b phn x r t ít và b   phn

x b i nh ng v t c    n, vi c ghi nh n nh ng tín hi u ph    n x tr l i hay còn g i là echo    

c v trí c a v t th Nguyên t      d ng trong h 

th nhng v t h 

cá heo, cá nh con m i, nh ng v t c n hay nh    

tht chúng.Nh ng t n s    c s  d ng trong vi c hi n th hình nh ph thu     c r t nhi u

vào ng d ng c a nó   : sonar ( 300KHz), siêu âm chu tr hay ki m  

tra không phá h y trong công nghi p ( 0.8-20MHz) hay hi n vi siêu âm ( 12MHz    

1GHz)

a



Formatted: Indent: Left: 0.38", No bullets or numbering

Formatted: Font: (Default) Times New Roman, Italian (Italy)

Formatted: Font:

Formatted: Indent: Left: 0.75", No bullets or numbering

Trang 3

Formatted: Default Paragraph Font, Font: 12

pt, Font color: Auto

Formatted: Default Paragraph Font, Font: 12

pt, Font color: Auto

Trang 4

 Chu k T (m/s): kho ng th i gian sóng siêu âm th   c hi n m t quá trình nén và dãn  

 Sóng âm có t n s   c (audible sound) có: f =16-20kHz

 Sóng siêu âm (ultrasound) có f > 20kHz Ví d : sóng âm phát ra t   

Trang 8

(1.8) o 

Trang 9





 



Trang 13

Các tinh th có tính ch n c  u dò nh  c tín hi u c a sóng âm quay  

tr    v t ng bên ngoài và chuy n nó tr l i thành tín hi    n r i chuyn

n máy vi tính Máy vi tính s d a vào nh ng tín hi     t o ra hình nh 

trên màn hình siêu âm

Formatted: English (U.K.)

Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt

Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 13 pt, English (U.S.)

Trang 14

Trang 16

Hình 1.11 a Bi u di quét d n ng th ng 

Hình 1.11b Bi u di n quét d ng qu t    

 c t tái t o nh nhanh, b i sau m t thao    

m sáng nng tâm c a tia quét s   c thu th p, t   

Trang 17

ng tâm này vm sáng hoc b thu thc s  c ghép v i  

Trang 18

Formatted: Font: (Default) Times New Roman

Trang 20

Hình 1.14  Mode B 

 

-

M mode:(Motion): Trong B mode, hình  c t o ra b ng cách thu nhn 

thông tin c a các sóng h i âm tr v t các m t phân cách r i d ng lên hình       nh ca

các ma vào 2 thông s : 

 V   a m t phân cách so vi c  c th hi n b ng v trí    

 i c a 1 ch m tín hi u theo tr c tung và tr c hoành trên màn hình    

   c a sóng h i âm: t l thu n v     sáng ca ch m tín hi u trên màn  

Trang 26

Formatted: Font color: Auto, Vietnamese

Trang 27

-Formatted: Font: (Default) Times New Roman

Formatted: Font: (Default) Times New Roman

Trang 31

thi t k g m nh ng l     hoc khe h nh cho sóng âm truyng bao ca

các l  c thit k ng sóng âm t i v m  m M t trong nh ng

thu kính âm tiêu bing g i s y phía trên

 ng khuyi âm thanh

Hình 2.1: M t th u kính âm tiêu bi u   

-   i t b ng t o các b m t b   c 2

Các m t b c 2 có m t thu    n t i mm trong không gian

Trang 32

 trên v công th c 1.3, n u là h ng s trong khi        t c nh 1 giá tr  ó,

thì nhm phát sóng âm trên b m t c  u dò ho c ngu n phát sóng âm s h   i

t t t cong h  ng ít

c s d ng trong thi  u dò siêu âm b i vì tiêu c c  ng quá ng n so 

vng kính c a ngu u này h n ch  nhiu trong vi c tri n

khai nh ng ng d ng t u dò siêu âm h i t trên th c t         c l i v i ch c

 khuyi tín hi u t thu sóng thì nh ng m t cong này l i phát huy kh       

c a nó nh m t anten r ng v i kho      t b thu sóng ng n Trên th c t   nhng

u dò siêu âm d ng lõm r t ph bi n trong nh ng ng d ng y t           

nghip H u h c thi t k  d a trên m t c u lõm  

Hình 2.2: Mu dò siêu âm m t c u lõm tiêu bi u   

-    i t s d ng tr pha 

Xét công th c 1.3, n u n m m b t k trong không gian là khác nhau b i s    

s p x p các ph n t    ngum phát sóng âm không tuân theo quy lu t phân b   u

khong cách , thì s  p s khác bi   u s d

  y, b ng cách b sung giá tr c a thì s khác nhau c     a s  c cân

by, v m t hi  u ng v

c v i s  u khi n pha bù tr do khác bi t v kho ng cách gây ra K thu t          

này, lc ng d ng trong thi t k  n t t

tên là m ng pha (phased-array) Ph ng này, các nhà s n xu u dò siêu

Formatted: Font: Cambria Math, English (U.K.)

Formatted: Font: (Intl) Cambria Math, English (U.K.)

Trang 33

khi bù l i s khác bi t v kho ng cách do c u trúc hình h      

ra K thu u ch nh không nh ng c tiêu c mà còn c      ng c a tia 

sóng âm m t cách hoàn toàn b ng k thu     n t

Hình 2.3: Nguyên lý lái tia siêu âm và h i t sóng âm b ng k thu    t mng pha

 i t s t ng siêu âm nh, tuy nhiên ph i s d ng motor   

chuyn hgh i t chùm tia 

II ng siêu âm

Các d ng tia siêu âm, m t cách t ng quát nh t có th      c chia là 3 nhóm chính: tia

siêu âm d ng sóng ph ng, tia siêu âm phân tán, và tia siêu âm h i t Khi lan truy    n

sóng âm trong không gian, n u xét trên m t ti t di n vô cùng nh và có th       c coi là

mm thu c b m t v t li    n cu dò siêu âm,  u king là

ng truy ng nh ng, các sóng âm phát ra t nh ng  

ngum này s t o ra nh ng sóng truy   ng gi ng nhau hay còn gi 

là d ng sóng c c bi u di :

Lái chùm tia%

H i t  chùm

ng b chùm

Trang 34

 ng áp su t âm, là vector t  c tính theo

M t trong nh a thu c tính sóng là s giao thoa.S giao thoa này t   o

nên nh ng ch ng ch t v giá tr         c i v i sóng âm, s giao thoa mang 

n s ch ng ch t v áp xu t âm v       a tinh th áp 

u có mt âm xu t phát t nh ng tinh th áp    

ng th i lan truy n trong m t kho ng th  

áp su t âm s   t cm khác s có giá tr  nh ng này

c g i là h i t chùm sóng Công th c giao thoa có th      c bi u di 

(2.3)

T công th c 2.3, có th   thy d dàng r ng n u tham s góc pha     và c a ngu n

phát sóng s quynh giá tr c a áp su t âm t ng h    p  i v i i ta có th 

trong khi tm khác khi kho ng cách  khác nhau s làm giá tr trong bi u th   c

d ng sin s khác nhau và d  n s suy gi m áp su t âm ph thu c vào s khác bi      t

t giao thoa, n u s khác nhau này là b ng b i c a       thì s t ng h p sóng s    

có giá tr = 0 trong khi n u s khác bi     a i s c  thì s khác bi   t o ra

Trang 35

 i di n cho vi phân m t c   a dng hình hc c u t u dò hay

ngun phát sóng âm trên th c t Công th c này cho th y s    ph thu  c a các

ng áp su t âm vào hình d ng hình h  c c  a b m u dò ho c ngu n phát sóng  

 : Xây d ng thu t toán mô phng siêu âm  

III.1 Nguyên lý th c hi  miêu t  ng siêu âm

Formatted: Font: (Intl) Cambria Math

Formatted: Font: Cambria Math

Trang 36

(3.2)

 là t n s góc c  ng âm, là h ng s sóng và là góc pha ban  

u c a ngu  3 c gng quát cho ngu n 

i vng âm Tuy nhiên, trên th c t u chuyi áp

n không bao gi t n t   i d m phát sóng mà luôn là nh ng kh i hình h c   

c nhng siêu  c t o ra là k t qu c a s giao thoa    

t các ngu m này V i gi thi t r   ng là kho  c t t p hp

m phát sóng (có th ch n là tâm c a v   n mm b t k trong  

không gian và là kho ng cách t   m giao thoa trong không

ng thc kích thích cùng m t th  m và có

cùng m áp su t, s giao thoa t ngu   m t i m m trong không

gian có th  c bi u di n b ng công th c sau:  

III.2 Xây d ng thu t toán mô t    ng siêu âm

Các giá tr áp su t âm có th    c tính toán cho toàn b không gian xung quanh 

u chuyn Tuy nhiên nh ng phân b   y s khó bi u di n b i m ng     

Tiêu đề	Mô Phỏng Trường Áp Suất Âm Trong Không Gian 3 Chiều
Trường học	Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Siêu Âm
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	68
Dung lượng	5,39 MB