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声峰超声波|“超声波”的横波声场、纵波声场的区别

发布者:     发布时间:2021/7/19 19:36:06
      超声波是一种频率高于人耳能听到的频率(20Hz~20KHz)的声波,超声波是一种波,因此它在传输过程中服从波的传输规律。例如:超声波在材料中保持直线行进;在两种不同材料的界面处发生反射;传播速度服从波的传输定理:ν=λf(ν为波速,λ为波长,f为波的频率)。

      波就是振动的传播,通过介质传播。在同种均匀介质中,振动的传播是匀速直线运动,这种运动,用波速V表征。横波和纵波是波的两种类型,波就是振动的传播,通过介质传播。横波也称“凹凸波”,横波是质点的振动方向与波的传播方向垂直。纵波是质点的振动方向与波的传播方向平行的波。

      纵波声场:
      在不考虑介质衰减的条件下,当离波源较远处轴线上的声压与距离成反比,与波源面积成正比。
      1. 近场区。
      波源附件由于波的干涉而出现一系列声压极大极小值的区域,称为超声场的近场区。近场区声压分布不均,是由于波源各点至轴线上某点的距离不同,存在波程差,互相迭加时存在位相差而互相干涉,使某些地方声压互相加强,另一些地方互相减弱,于是就出现声压极大极小值的点。
      在近场区内,实际声场与理想声场存在明显区别,实际声场轴线上声压虽也存在极大极小值,但波动幅度小,极值点的数量也明显减少。

      2.远场区。

      波源轴线上至波源的距离x >N的区域称为远场区。远场区轴线上的声压随距离增加单调减少。当 x >3N时,声压与距离成反比,近似球面波的规律。因为距离x足够大时,波源各点至轴线上某一点的波程差很小,引起的相位差也很小,这样干涉现象可以略去不计,所以远场区不会出现声压极大极小值。


      横波声场:
      目前常用的横波探头,是使纵波斜入射到界面上,通过波形转换来实现横波探伤的,当入射角在第一、第二临界角之间时,纵波全反射,第二介质中只有折射横波。

      横波声场同纵波声场一样由于波的干涉存在近场区和远场区,当x≥3N时,波束轴线上的声压与波源面积成正比,与至假想波源的距离成反比,类似纵波声场。当横波探头晶片尺寸一定时,K值增大,近场区长度将减小。



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