RU2465579C1 - Method for one-way transmission of sound - Google Patents

Method for one-way transmission of sound Download PDF

Info

Publication number
RU2465579C1
RU2465579C1 RU2011125364/28A RU2011125364A RU2465579C1 RU 2465579 C1 RU2465579 C1 RU 2465579C1 RU 2011125364/28 A RU2011125364/28 A RU 2011125364/28A RU 2011125364 A RU2011125364 A RU 2011125364A RU 2465579 C1 RU2465579 C1 RU 2465579C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sound
acoustic
media
medium
boundary
Prior art date
Application number
RU2011125364/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Османович Липовко-Половинец (RU)
Петр Османович Липовко-Половинец
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"
Priority to RU2011125364/28A priority Critical patent/RU2465579C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2465579C1 publication Critical patent/RU2465579C1/en

Links

Landscapes

  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: hollow rectangular depressions are formed on the contact boundary in a medium with higher acoustic resistance, where total relative area β and depth l of said depressions are set based on given relationships.
EFFECT: high degree of acoustic matching of media for one direction of propagation of sound through a media contact boundary and high degree of acoustic mismatch of media for the opposite direction of propagation of sound.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области физической акустики и может найти применение в ультразвуковой технике, например, в конструкциях ультразвуковых измерительных устройств, используемых в медицинской диагностике или неразрушающем промышленном контроле.The invention relates to the field of physical acoustics and can find application in ultrasonic technology, for example, in the construction of ultrasonic measuring devices used in medical diagnostics or non-destructive industrial testing.

Известен способ акустического согласования двух сред посредством включения между ними сплошного четвертьволнового «просветляющего» слоя с плоскими границами акустического контакта с исходными средами, причем акустическое сопротивление материала промежуточного слоя выбирают равным среднему геометрическому значению от акустических сопротивлений исходных сред (см., например, Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. - М.: Машиностроение, 1981, - С.36). Указанный способ является низкотехнологичным, т.к. требует для своего осуществления теоретически единственного значения акустического сопротивления материала промежуточного слоя, который может отсутствовать среди известных материалов и требовать новых технологических продуктов. Вместе с тем, упомянутый способ обеспечивает полное (стопроцентное) и двухстороннее акустическое согласование выбранных сред. Последнее касается направления нормального падения звука на промежуточный слой: со стороны условно первой среды в направлении второй или наоборот.There is a method of acoustic matching of two media by including a continuous quarter-wave “antireflection” layer between them with flat boundaries of acoustic contact with the source media, the acoustic resistance of the material of the intermediate layer being chosen equal to the geometric mean value from the acoustic resistances of the initial media (see, for example, Yermolov I. N. Theory and practice of ultrasonic testing. - M.: Mechanical Engineering, 1981, - P.36). The specified method is low-tech, because requires for its implementation the theoretically unique value of the acoustic resistance of the material of the intermediate layer, which may be absent among known materials and require new technological products. However, the aforementioned method provides full (one hundred percent) and two-way acoustic matching of the selected media. The latter concerns the direction of the normal incidence of sound on the intermediate layer: from the side of the conventionally first medium in the direction of the second or vice versa.

Недостатком этого способа с точки зрения заявляемого является именно двухсторонний характер акустического согласования сред. В подавляющем большинстве технических приложений акустики достаточно одностороннего согласования сред, т.е. обеспечения одностороннего прохождения звука от его источника к заданной нагрузке. Тогда как прохождение звука в обратном направлении может потребоваться затруднить или вообще его исключить. Такое направление физической акустики только начинает разрабатываться в мировой науке и является весьма актуальным (см. http://www.mallex.info//science/Fiziki-sozdali-akusticheskii-diod/. Известные единичные способы одностороннего пропускания звука через специально сконструированные звукопроводные системы являются весьма сложными и изменяют физические характеристики звука (см. B.Liang, X.S.Guo, J.Tu, D.Zhang, J.C.Cheng. Acoustic rectifier. // Natural Materials, V.9, P.989-992, 2010).The disadvantage of this method from the point of view of the claimed is precisely the two-sided nature of the acoustic matching media. In the vast majority of technical applications of acoustics, one-sided harmonization of media is sufficient, i.e. ensure one-way sound from its source to a given load. While the passage of sound in the opposite direction may need to be difficult or even excluded. Such a direction of physical acoustics is only just beginning to be developed in world science and is very relevant (see http://www.mallex.info//science/Fiziki-sozdali-akusticheskii-diod/. Known single unit methods for one-way sound transmission through specially designed sound-conducting systems are very complex and alter the physical characteristics of sound (see B. Liang, XSGuo, J. Tu, D. Zhang, JCCheng. Acoustic rectifier. // Natural Materials, V.9, P.989-992, 2010).

Наиболее близким по технической сущности и назначению к заявляемому способу является «Способ одностороннего акустического согласования сред» (Патент №2413212 RU, МПК G01N 29/00, опубл. 27.02.2011. Бюл. №6). По этому способу в среде с более низким значением акустического сопротивления на ее плоской контактной границе выполняют пустотелые углубления прямоугольной формы (в продольном разрезе). Полное (стопроцентное) акустическое согласование сред обеспечивают удовлетворением двух требованиям: суммарная относительная площадь β, занимаемая углублениями на плоской контактной границе двух сред, и их глубина l должны подчиняться соотношениям:The closest in technical essence and purpose to the claimed method is the "Method of one-way acoustic coordination of media" (Patent No. 2413212 RU, IPC G01N 29/00, published on 02.27.2011. Bull. No. 6). According to this method, in a medium with a lower value of acoustic impedance, hollow rectangular cavities (in longitudinal section) are made on its flat contact boundary. Full (absolute) acoustic matching of the media ensures that two requirements are satisfied: the total relative area β occupied by the recesses on the flat contact boundary of the two media, and their depth l must obey the relations:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

где Z2 и Z1 - акустические сопротивления контактирующих сред, относящиеся соответственно к среде, в которой выполнены углубления, и к среде, не содержащей их,where Z 2 and Z 1 are the acoustic impedances of the contacting media, corresponding respectively to the medium in which the recesses are made, and to the medium that does not contain them,

λ2 - длина звуковой волны в среде с акустическим сопротивлением Z2.λ 2 - the sound wavelength in a medium with acoustic impedance Z 2 .

Указанное акустическое согласование двух сред является односторонним, обеспечиваемым только для направления падения звука на границу акустического контакта со стороны среды, в которой выполнены углубления. При падении звука на границу контакта с противоположной стороны, т.е. из среды с более высоким акустическим сопротивлением, налицо акустическое рассогласование контактирующих сред. Таким образом, рассматриваемый способ-прототип заявляемого - обладает свойством неравного пропускания звука через границу акустического контакта двух сред.The specified acoustic matching of the two media is one-way, provided only for the direction of sound incidence to the boundary of the acoustic contact from the side of the medium in which the recesses are made. When sound falls on the contact boundary from the opposite side, i.e. from a medium with higher acoustic resistance, there is an acoustic mismatch of the contacting media. Thus, the prototype method under consideration of the claimed one has the property of unequal transmission of sound through the boundary of the acoustic contact of two media.

Недостатком указанного способа-прототипа является низкая степень выраженности акустического рассогласования контактирующих сред в общем случае в сравнении с полным акустическим согласованием тех же сред при выполнении условий (1) и (2). Этот недостаток является очевидным следствием задачи, которая решалась при создании способа-прототипа: обеспечить полное пропускание звука в определенном направлении через созданную границу акустического контакта. Задачи обеспечения непропускания звука в обратном направлении через ту же границу в способе-прототипе не ставилось.The disadvantage of this prototype method is the low degree of severity of the acoustic mismatch of the contacting media in the general case in comparison with the full acoustic matching of the same media under conditions (1) and (2). This drawback is an obvious consequence of the problem that was solved when creating the prototype method: to ensure complete transmission of sound in a certain direction through the created boundary of the acoustic contact. The task of ensuring no sound transmission in the opposite direction through the same boundary in the prototype method was not set.

Целью изобретения является обеспечение эффекта одностороннего пропускания звука через плоскую границу акустического контакта двух сред в случае, когда в среде с более низким значением акустического сопротивления выполняют пустотелые углубления прямоугольной формы.The aim of the invention is to provide the effect of one-sided transmission of sound through a flat boundary of the acoustic contact of two media in the case when in a medium with a lower value of acoustic resistance perform hollow rectangular hollows.

Поставленная цель достигается за счет того, что в среде с более низким значением акустического сопротивления на ее контактной границе выполняют углубления прямоугольной формы (в продольном разрезе), суммарную относительную площадь β которых, занимаемую ими на контактной границе, подчиняют соотношению (1), а глубину l устанавливают из соотношенийThis goal is achieved due to the fact that in a medium with a lower value of acoustic impedance, rectangular recesses (in longitudinal section) are made at its contact boundary, the total relative area β of which, occupied by them at the contact boundary, is subject to relation (1), and the depth l establish from the relations

Figure 00000003
Figure 00000003

или

Figure 00000004
or
Figure 00000004

где все обозначения прежние, причем контактирующие среды выбирают с максимально возможным отношением Z1/Z2 их акустических сопротивлений из набора доступных материалов.where all the designations are the same, and the contacting medium is chosen with the maximum possible ratio Z 1 / Z 2 of their acoustic impedances from the set of available materials.

Таким образом, в заявляемом способе, в отличие от прототипа, глубину пустотелых углублений устанавливают не из соотношенияThus, in the inventive method, in contrast to the prototype, the depth of the hollow recesses is not set from the ratio

Figure 00000005
Figure 00000005

которое идентично выражению (2) для прототипа, а из соотношений (3) или (4). При этом интервал (3) для глубин углублений является существенно новым в сравнении с прототипом и с выражением (5) никак не пересекается. Что касается сопоставления выражений для глубин l (4) и (5), то, очевидно, последнее является частным узким случаем первого. Таким образом, различия в глубине выполняемых пустотелых углублений в среде с более низким значением акустического сопротивления у двух способов - заявляемого и прототипа - являются существенными и, как будет показано далее, обеспечивают эффект одностороннего пропускания звука.which is identical to the expression (2) for the prototype, and from the relations (3) or (4). Moreover, the interval (3) for the depths of the recesses is essentially new in comparison with the prototype and does not intersect with expression (5). As for the comparison of expressions for depths l (4) and (5), then, obviously, the latter is a particular narrow case of the former. Thus, the differences in the depth of the hollow recesses in the environment with a lower value of acoustic impedance in the two methods - the claimed and the prototype - are significant and, as will be shown below, provide the effect of one-way sound transmission.

Другим отличием заявляемого способа от прототипа является условие, что контактирующие среды выбирают с максимально возможным отношением Z1/Z2 их акустических сопротивлений из набора доступных материалов. Как будет показано далее, последнее условие, наряду с условиями (1), (3) или (4), обеспечивают наибольшую степень выраженности эффекта одностороннего пропускания звука в количественном плане, причем варьирование глубины углублений в некоторых интервалах и подбор материалов контактирующих сред позволяют избежать узкополосности заявляемого способа, т.к. приводят к вариациям отношения l/λ2.Another difference of the proposed method from the prototype is the condition that the contacting medium is selected with the maximum possible ratio Z 1 / Z 2 their acoustic impedances from a set of available materials. As will be shown below, the last condition, along with conditions (1), (3), or (4), provides the greatest degree of severity of the effect of one-sided transmission of sound in quantitative terms, moreover, varying the depth of the recesses in some intervals and the selection of materials of the contacting media allow avoiding narrowband the proposed method, because lead to variations in the ratio l / λ 2 .

Техническим результатом заявленного способа является обеспечение максимальной степени акустического согласования двух контактирующих сред при одном направлении падения звука на границу акустического контакта сред и максимальной степени акустического рассогласования тех же двух сред при противоположном направлении падения звука. Именно этот технический результат и позволяет обеспечить максимальную степень пропускания звука (по амплитуде или энергии) через границу акустического контакта в одном направлении и максимальную степень непропускания (блокирования, заграждения) звука при его падении на границу сред в противоположном направлении.The technical result of the claimed method is to ensure the maximum degree of acoustic matching of two contacting media with one direction of sound fall on the boundary of the acoustic contact of the media and the maximum degree of acoustic mismatch of the same two media with the opposite direction of sound. It is this technical result that makes it possible to ensure the maximum degree of sound transmission (in amplitude or energy) through the boundary of the acoustic contact in one direction and the maximum degree of sound transmission (blocking, barrage) when it falls on the boundary of the media in the opposite direction.

На чертеже схематически показано осуществление заявленного способа.The drawing schematically shows the implementation of the claimed method.

Заявляемый способ одностороннего пропускания звука осуществляют следующим образом (см. рисунок). Вначале выбирают две среды, первую 1 и вторую 2, с наибольшим отношением Z1/Z2, причем Z1>Z2>0. Это могут быть две твердые среды (например, вольфрам и магний: Z1/Z2=10), твердая среда и жидкость (например, платина и ацетон: Z1/Z2=89) или твердая среда и газ (например, золото и воздух: Z1/Z2=1,45·105), которые не вступают друг с другом в химическое взаимодействие. Затем в каждой из сред формируют плоскую границу и вводят их в акустический контакт по созданной границе 3, предварительно выполнив во второй среде с акустическим сопротивлением Z2 пустотелые углубления 4. Относительная площадь, занимаемая углублениями на контактной границе 3, должна удовлетворять соотношению (1), а их глубина - подчиняться одному из соотношений (3) или (4). При контакте двух твердых сред никаких дополнительных мер по сохранению углублений пустотелыми принимать не требуется, а при контакте двух жидкостей или твердого тела с жидкостью и т.п. можно воспользоваться тонкими металлическими мембранами или другими аналогичными конструктивными элементами. Затем в одной из сред возбуждают звуковые колебания в направлении, перпендикулярном границе 3 (на чертеже не показаны). Если звуковые колебания падают на границу справа (см. чертеж), они практически беспрепятственно проникнут во вторую среду с акустическим сопротивлением Z1. Если же колебания будут падать на границу контакта сред слева, они будут практически полностью отражены в обратном направлении, и во вторую среду с акустическим сопротивлением Z2 они почти не попадут.The inventive method of one-way transmission of sound is as follows (see figure). First, two media are selected, the first 1 and second 2, with the highest ratio Z 1 / Z 2 , with Z 1 > Z 2 > 0. It can be two solid media (e.g. tungsten and magnesium: Z 1 / Z 2 = 10), a solid medium and liquid (e.g. platinum and acetone: Z 1 / Z 2 = 89) or a solid medium and gas (e.g. gold and air: Z 1 / Z 2 = 1.45 · 10 5 ), which do not enter into chemical interaction with each other. Then, a flat boundary is formed in each of the media and they are introduced into acoustic contact along the created boundary 3, having previously performed hollow recesses 4 in the second medium with acoustic resistance Z 2. The relative area occupied by the recesses on the contact boundary 3 must satisfy the relation (1), and their depth - obey one of the relations (3) or (4). When two solid media come in contact, no additional measures are required to keep the cavities hollow, and when two liquids or a solid comes into contact with a liquid, etc. thin metal membranes or other similar structural elements can be used. Then, in one of the media, sound vibrations are excited in the direction perpendicular to the boundary 3 (not shown in the drawing). If sound vibrations fall on the border to the right (see drawing), they penetrate almost unhindered into the second medium with acoustic impedance Z 1 . If the oscillations fall on the boundary between the media on the left, they will be almost completely reflected in the opposite direction, and they will almost not get into the second medium with acoustic resistance Z 2 .

Теоретические расчеты, подтверждающие сделанные выводы и обосновывающие границы интервалов глубины l углублений, представленные в соотношениях (3) или (4), следующие. Амплитудный коэффициент отражения R21 звука, падающего на границу контакта 3 справа (см. чертеж), равенTheoretical calculations confirming the conclusions made and justifying the boundaries of the intervals of depth l of the recesses presented in relations (3) or (4) are as follows. The amplitude reflection coefficient R 21 of the sound incident on the boundary of the contact 3 on the right (see drawing) is

Figure 00000006
Figure 00000006

где Zвх,2 - входное сопротивление на уровне доньев углублений для звука, падающего на границу контакта «справа» (см. чертеж), остальные обозначения прежние. На основе теории длинных линийwhere Z in, 2 is the input resistance at the level of the bottom of the recesses for the sound falling on the contact boundary “on the right” (see drawing), the remaining designations are the same. Based on the theory of long lines

Figure 00000007
Figure 00000007

где k - волновое число (k=2π/λ2), j - мнимая единица, остальные обозначения прежние. Полагая l=0,5λ2m, m=0, 1, 2, 3, …, получим Zвx,2=Z1. Тогда выражение (6) упроститсяwhere k is the wave number (k = 2π / λ 2 ), j is the imaginary unit, the remaining notation is the same. Setting l = 0.5λ 2 m, m = 0, 1, 2, 3, ..., we get Z bx, 2 = Z 1 . Then expression (6) will be simplified

Figure 00000008
Figure 00000008

Теперь положим R21=0 и, решая полученное уравнение относительно β, получим выражение (1) и зафиксируем β. При таком β обеспечивается полное акустическое согласование и, следовательно, полное пропускание звука при падении его на границу контакта «справа» (см. рисунок). Что касается прохождения звука при падении его на границу контакта «слева» (см. рисунок), то соответствующий амплитудный коэффициент отражения равенNow we put R 21 = 0 and, solving the equation with respect to β, we obtain expression (1) and fix β. With this β, full acoustic matching is ensured and, therefore, full transmission of sound when it falls to the “right” contact boundary (see figure). As for the passage of sound when it falls to the “left” contact boundary (see figure), the corresponding amplitude reflection coefficient is

Figure 00000009
Figure 00000009

Подставляя в последнее выражение фиксированное β из (1), мы получим для R12 выражение: R12=(Z2-Z1)/Z1. Очевидно, R12 от l не зависит, с одной стороны, и является отрицательным, не равным нулю, с другой стороны. То есть достижения полного согласования контактирующих сред для звука, падающего на границу «слева», не происходит. При этом максимальное отражение звука (по модулю R12) будет наблюдаться при увеличении отношения Z1/Z2. Теоретически при Z1/Z2→∞ получаем R12→-1. Таким образом, в заявленном способе, действительно, может быть обеспечено одностороннее пропускание звука при падении его на границу контакта со стороны среды с более низким значением акустического сопротивления, в которой выполнены прямоугольные углубления.Substituting the fixed β from (1) into the last expression, we obtain for R 12 the expression: R 12 = (Z 2 -Z 1 ) / Z 1 . Obviously, R 12 does not depend on l, on the one hand, and is negative, not equal to zero, on the other hand. That is, the achievement of full coordination of the contacting media for sound falling on the border from the “left” does not occur. In this case, the maximum sound reflection (modulo R 12 ) will be observed with increasing ratio Z 1 / Z 2 . Theoretically, when Z 1 / Z 2 → ∞ we get R 12 → -1. Thus, in the claimed method, in fact, one-way transmission of sound can be ensured when it falls on the contact boundary from the side of the medium with a lower value of acoustic impedance in which rectangular recesses are made.

Однако общее решение поставленной в заявляемом способе задачи с обоснованием заявленных интервалов для глубины l углублений получается при подстановке в выражение (6) соотношения (7) с последующим нахождением модуля математически комплексного коэффициента отражения

Figure 00000010
т.е.
Figure 00000011
Путем элементарных математических преобразований для последней величины получается выражениеHowever, the general solution of the problem posed in the claimed method with the justification of the declared intervals for the depth l of the recesses is obtained by substituting relation (7) into expression (6), followed by finding the module of the mathematically complex reflection coefficient
Figure 00000010
those.
Figure 00000011
By elementary mathematical transformations for the last quantity, the expression

Figure 00000012
Figure 00000012

где все обозначения прежние. Величина

Figure 00000013
определяет долю амплитуды отраженного звука в сравнении с таковой для падающего звука, а квадрат этой величины - долю отраженной энергии. Анализ выражения (8) приводит к выводу, что минимальное значение этой величины, равное 0 (при постоянстве величины (Z1-Z2)/Z1), достигается при kl=πm, m=0, 1, 2, 3, … . Это и есть условие полного пропускания звука при падении его на границу контакта со стороны среды с более низким значением акустического сопротивления. Вместе с тем, табулирование функции |Sin kl| показывает, что в пределах изменения ее аргументаwhere all the notation is the same. Value
Figure 00000013
determines the fraction of the amplitude of the reflected sound in comparison with that for the incident sound, and the square of this quantity is the fraction of the reflected energy. An analysis of expression (8) leads to the conclusion that the minimum value of this quantity, equal to 0 (with constant value (Z 1 -Z 2 ) / Z 1 ), is achieved when kl = πm, m = 0, 1, 2, 3, ... . This is the condition for the complete transmission of sound when it falls to the contact boundary from the side of the medium with a lower value of acoustic impedance. However, the tabulation of the function | Sin kl | shows that within the limits of changing her argument

(0,5n-0,05)≤l/λ2≤(0,5n+0,05), n=1, 2, 3, …,(0,5n-0,05) ≤l / λ 2 ≤ (0,5n + 0,05), n = 1, 2, 3, ...,

сама функция изменяется в пределах 0≤|Sin kl|≤0,316. В то же время (Z1-Z2)/Z1)≤1. Это означает, что в указанных выше интервалах l квадрат функции

Figure 00000013
, т.е. доля отраженной (задержанной) энергии звука, лежит в пределах от 0 до 0,1 (доля прошедшей энергии - от 0,9 до 1), что вполне допустимо из общетехнических соображений при осуществлении заявленного способа и обосновывает существенное условие (4) в его характеристике. Что касается обоснования аналогичного условия (3), необходимо пояснить следующее. Поскольку отрицательные значения величины l/λ2, а также нулевое ее значение физически невозможны, за нижнюю границу интервала в условии (3) удобно взять l/λ2>0, а за верхнюю границу интервала в том же выражении - l/λ2=0,05. Точное значение минимальной глубины пустотелых углублений указать проблематично, т.к. подобные расчеты являются приближенными, а их результат зависит от соотношения Z1/Z2 (см., например, Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов / [И.А.Рогов, В.Я.Адаменко, С.В.Некрутман и др.]; под ред. И.А.Рогова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - С.240).the function itself varies within 0≤ | Sin kl | ≤0.316. At the same time (Z 1 -Z 2 ) / Z 1 ) ≤1. This means that in the above intervals l the square of the function
Figure 00000013
, i.e. the fraction of reflected (delayed) energy of sound lies in the range from 0 to 0.1 (the fraction of transmitted energy is from 0.9 to 1), which is quite acceptable from general technical considerations when implementing the claimed method and justifies the essential condition (4) in its characteristic . As for the justification of a similar condition (3), the following should be clarified. Since negative values of l / λ 2 and its zero value are physically impossible, it is convenient to take l / λ 2 > 0 for the lower boundary of the interval in condition (3), and l / λ 2 = as the upper boundary of the interval in the same expression 0.05. The exact value of the minimum depth of hollow recesses is problematic to indicate, because such calculations are approximate, and their result depends on the ratio Z 1 / Z 2 (see, for example, Electrophysical, optical and acoustic characteristics of food products / [I.A. Rogov, V.Ya. Adamenko, S.V. Nekrutman and other]; under the editorship of I. A. Rogov. - M.: Light and food industry, 1981. - P.240).

Заявленный способ не требует для своего осуществления создания новых устройств и использования новых веществ. Все процедуры способа могут быть реализованы на известном оборудовании, предназначенном для механической или физико-химической обработки материалов (точение, сверление, фрезерование, пайка, склейка и т.п.) с помощью известных материалов (металлов, пластмасс, керамики, жидкостей, газов и т.п.).The claimed method does not require for its implementation the creation of new devices and the use of new substances. All methods of the method can be implemented on known equipment designed for mechanical or physico-chemical processing of materials (turning, drilling, milling, soldering, gluing, etc.) using known materials (metals, plastics, ceramics, liquids, gases and etc.).

Claims (2)

1. Способ одностороннего пропускания звука через плоскую границу акустического контакта двух сред, включающий создание в среде с более низким значением акустического сопротивления на ее контактной границе пустотелых углублений прямоугольной формы, суммарную относительную площадь β которых, занимаемую ими на границе контакта, подчиняют соотношению
Figure 00000014

где Z2 и Z1 - акустические сопротивления контактирующих сред, относящиеся соответственно к среде, в которой выполнены углубления, и к среде, не содержащей их,
отличающийся тем, что глубину 1 углублений устанавливают из соотношений
0<1≤0,05λ2 или
(0,5n-0,05)λ2≤1≤(0,5n+0,05)λ2, n=1, 2, 3, …,
где λ2 - длина звуковой волны в среде с акустическим сопротивлением Z2.
1. The method of one-way transmission of sound through a flat boundary of the acoustic contact of two media, including the creation in a medium with a lower value of acoustic resistance at its contact boundary of hollow rectangular cavities, the total relative area β of which they occupy at the contact boundary is subject to the relation
Figure 00000014

where Z 2 and Z 1 are the acoustic impedances of the contacting media, corresponding respectively to the medium in which the recesses are made, and to the medium that does not contain them,
characterized in that the depth of 1 recesses is set from the ratios
0 <1≤0.05λ 2 or
(0,5n-0,05) λ 2 ≤1≤ (0,5n + 0,05) λ 2 , n = 1, 2, 3, ...,
where λ 2 is the sound wavelength in a medium with acoustic impedance Z 2 .
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контактирующие среды выбирают с максимально возможным отношением Z1/Z2 их акустических сопротивлений из набора доступных материалов. 2. The method according to claim 1, characterized in that the contacting medium is selected with the maximum possible ratio Z 1 / Z 2 their acoustic impedances from a set of available materials.
RU2011125364/28A 2011-06-20 2011-06-20 Method for one-way transmission of sound RU2465579C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011125364/28A RU2465579C1 (en) 2011-06-20 2011-06-20 Method for one-way transmission of sound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011125364/28A RU2465579C1 (en) 2011-06-20 2011-06-20 Method for one-way transmission of sound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2465579C1 true RU2465579C1 (en) 2012-10-27

Family

ID=47147560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011125364/28A RU2465579C1 (en) 2011-06-20 2011-06-20 Method for one-way transmission of sound

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2465579C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036469C1 (en) * 1992-03-26 1995-05-27 Межотраслевая научно-техническая лаборатория "Диагностика" - Товарищество с ограниченной ответственностью Method of acoustic matching of mediums
US7075215B2 (en) * 2003-07-03 2006-07-11 Pathfinder Energy Services, Inc. Matching layer assembly for a downhole acoustic sensor
RU2413212C1 (en) * 2009-08-26 2011-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method for one-sided acoustic matching of media
RU2415412C1 (en) * 2009-08-26 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method of matching media with flat contact boundary

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036469C1 (en) * 1992-03-26 1995-05-27 Межотраслевая научно-техническая лаборатория "Диагностика" - Товарищество с ограниченной ответственностью Method of acoustic matching of mediums
US7075215B2 (en) * 2003-07-03 2006-07-11 Pathfinder Energy Services, Inc. Matching layer assembly for a downhole acoustic sensor
RU2413212C1 (en) * 2009-08-26 2011-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method for one-sided acoustic matching of media
RU2415412C1 (en) * 2009-08-26 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method of matching media with flat contact boundary

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107636425B (en) Method and device for determining a characteristic variable for evaluating a measuring arrangement comprising a clamped ultrasonic flow meter and a measuring tube
Lee et al. Calibration of sound forces in acoustic traps
Meylan et al. Mode matching analysis for wave scattering in triple and pentafurcated spaced ducts
Li et al. Interaction of wave with a body submerged below an ice sheet with multiple arbitrarily spaced cracks
Li et al. Wave diffraction by a circular crack in an ice sheet floating on water of finite depth
RU2465578C1 (en) Method for one-way transmission of sound
Djerir et al. Characterization of the critically refracted longitudinal (LCR) waves and their use in defect detection
US9546949B2 (en) Parallel optical thin film measurement system for analyzing multianalytes
RU2465579C1 (en) Method for one-way transmission of sound
Yuan et al. Absolute measurement of ultrasonic non-linearity parameter at contact interface
FR3035218A1 (en)
Catarino et al. Numerical prediction of acoustic streaming in a microcuvette
RU2360227C2 (en) Model for assessing strength of material in combined stress state
Maurya et al. Wave scattering on lattice structures involving an array of cracks
Pradeep et al. Determination of thickness, refractive index, and spectral scattering of an inhomogeneous thin film with rough interfaces
RU2415412C1 (en) Method of matching media with flat contact boundary
Weston Advanced ultrasonic digital imaging and signal processing for applications in the field of non-destructive testing
Trinh et al. Rate-based approach to cleaning-in-place
RU2413212C1 (en) Method for one-sided acoustic matching of media
RU2649421C1 (en) Ultrasonic flowmeter with metal sensor
Kashchenko et al. Rapidly oscillating spatially inhomogeneous structures in coherent nonlinear optical systems.
Guild et al. Acoustic scattering cancellation of irregular objects surrounded by spherical layers in the resonant regime
Kenderian Phase and dispersion of cylindrical surface waves
RU172103U1 (en) ULTRASONIC FLOW METER WITH METAL SENSOR
JP2005069782A (en) Surface state measuring method of surface processed product

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 30-2012

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130621