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会计学2第一章超声波检测(jiǎncè)一、超声波的特点(tèdiǎn)二、超声波的分类(fēnlèi)图1-1超声波的分类(fēnlèi)1）超声波的波型
超声波的波型指的是介质质点的振动方向与波的传播方向的关系。按波型可分为纵波、横波、表面波和板波等。
（1）纵波。介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波叫纵波，用L表示(见图1-2)。介质质点在交变拉压应力的作用下，质点之间产生相应(xiāngyīng)的伸缩变形，从而形成了纵波。纵波传播时，介质的质点疏密相间，所以纵波有时又称为压缩波或疏密波。
能在任何介质中传播，气体、液体、固体。（2）横波。介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的波叫横波，用S或T表示(见图1-3)。横波的形成是由于介质质点受到交变切应力作用时，产生了切变形变，所以横波又叫做切变波。液体和气体介质不能承受切应力，只有固体介质能够承受切应力，因而(yīnér)横波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。
（3）表面波（瑞利波）。当超声波在固体介质中传播时，对于有限介质而言，有一种沿介质表面传播的波即表面波(见图1-4)，受表面张力的作用。瑞利首先对这种波给予了理论上的说明，因此表面波又称为瑞利波，常用R表示。（4）板波（兰姆波）。在板厚和波长相当的弹性薄板中传播的超声波叫板波(或兰姆波)。板波传播时声场遍及整个板的厚度。薄板两表面质点的振动为纵波和横波(héngbō)的组合，质点振动的轨迹为一椭圆，在薄板的中间也有超声波传播(见图1-5)。板波按其传播方式又可分为对称型（S型）和非对称型（A型）两种，这是由质点相对于板的中间层作对称型还是非对称型运动来决定的。2)超声波的波形
超声波由声源向周围传播的过程可用波阵面进行描述。如图1-6所示，在无限大且各向同性的介质中，振动向各方向传播，用波线表示(biǎoshì)传播的方向；将同一时刻介质中振动相位相同的所有质点所连成的面称为波阵面；某一时刻振动传播到达的距声源最远的各点所连成的面称为波前。在各向同性介质中波线垂直于波阵面。在任何时刻，波前总是距声源最远的一个波阵面。波前只有一个，而波阵面可以有任意多个。1.2超声场及介质的声参量简介
充满超声波的空间或介质中超声振动所波及的质点占据的范围叫超生场。
一、描述超声场的物理量
1.声压p
当介质中有超声波传播时，由于(yóuyú)介质质点振动，使介质中压强交替变化。超声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P1与没有超声波存在时同一点的静态压强P0之差称为该点的声压，用P表示,即对于(duìyú)平面余弦波，有：2.声阻抗
介质中某一点(yīdiǎn)的声压幅值Pm与该处质点振动速度幅值Vm之比，称为声阻抗，常用Z表示,单位为g/(cm2·s)；kg/(cm2·s)。在同一声压下，声阻抗Z愈大，质点的振动速度就愈小。声阻抗表示超声场中介质对质点振动的阻碍作用。由式(1-3)得3.声强(shēnɡqiánɡ)
单位时间内垂直通过单位面积的声能，称为声强(shēnɡqiánɡ)，用I表示，单位为W/cm2。对于平面纵波，其声强(shēnɡqiánɡ)I为4.分贝的概念
实际探伤中，将声强(shēnɡqiánɡ)I1与I2之比取对数的10倍得到二者相差的数量级，这时单位为分贝，用dB表示，即对于线性良好(liánghǎo)的超声波探伤仪，示波屏上波高与声压成正比，即任意两波高H1、H2之比等于相应的声压Pm1、Pm2之比，即二、介质的声参量
1.声速
声速表示声波在介质中传播的速度，它与超声波的波型有关，但更依赖于传声介质自身的特性。因此，声速又是一个表征介质声学特性的参量。了解受检材料的声速，对于缺陷的定位和定量分析都有重要的意义。
声速又可分为相速度和群速度。相速度是指声波传播到介质的某一选定相位点时在传播方向上的声速。群速度是指传播声波的包络上具有(jùyǒu)某种特征（如幅值最大）的点上沿传播方向上的声速。群速度是波群的能量传播速度。（1）纵波、横波和表面波的声速。纵波、横波和表面波的声速主要是由介质的弹性性质、密度和泊松比决定的，而与频率无关，即它们各自的相速度和群速度相同，因此一般(yībān)说到它们的声速都是指相速度。不同材料声速值有较大的差异。在给定的材料中，频率越高，波长越短。见p16
同一固体介质中，纵波声速c1大于横波声速cs，横波声速cs又大于瑞利波声速cr。对于钢材，c1≈1.8cs，cs≈1.1cr。
（2）板波的声速。板波的声速与其他波型不同，其相速度随频率变化而变化。相速度随频率变化而变化的现象被称为频散。2.声衰减系数
超声波的衰减指的是超声波在材料中传播时，声压或声能随距离的增大逐渐减小的现象。引起衰减的原因主要有三个方面：一是声束的扩散；二是