第2章 超聲波檢測物理基礎

1、1 主講教師：王秋萍主講教師：王秋萍 Xi an Polytechnic University 第第2 2章章 超聲檢測物理基礎超聲檢測物理基礎 2 2.1 2.1 機械振動與機械波機械振動與機械波 2.2 2.2 超聲波的分類超聲波的分類 2.3 2.3 波的疊加、干涉和衍射波的疊加、干涉和衍射 2.4 2.4 超聲波的傳播速度超聲波的傳播速度 2.5 2.5 超聲場的特征值超聲場的特征值 2.6 2.6 超聲波垂直入射到平界面上的反射和折射超聲波垂直入射到平界面上的反射和折射 2.7 2.7 超聲波傾斜入射到平界面上的反射和折射超聲波傾斜入射到平界面上的反射和折射 2.8 2.8 超聲波的

2、聚焦與發(fā)散超聲波的聚焦與發(fā)散 2.9 2.9 超聲波的衰減超聲波的衰減 Xi an Polytechnic University 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 3 u 機械振動機械振動 u 機械波機械波 2.1 2.1 機械振動與機械波機械振動與機械波 Xi an Polytechnic University 4 一一. .機械振動機械振動 1.1.定義：定義：物體（或質(zhì)點）在某一平衡位置附近作來回往復物體（或質(zhì)點）在某一平衡位置附近作來回往復 的運動，稱為機械振動?？捎弥芷诤皖l率表示。的運動，稱為機械振動?？捎弥芷诤皖l率表示。 f T 1 2.2.分類：分類：諧振動、阻尼振動、受迫振動諧振動、阻尼振動、

3、受迫振動 Xi an Polytechnic University 5 (1) (1) 諧振動諧振動 KxF胡克定律：tAycos諧振動方程： Xi an Polytechnic University tAycos諧振動方程： 6 諧振動物體的能量遵守機械能守恒定律（動能與勢能相互轉換）諧振動物體的能量遵守機械能守恒定律（動能與勢能相互轉換） Xi an Polytechnic University 7 (2) (2) 阻尼振動阻尼振動 阻尼振動物體的能量不遵守阻尼振動物體的能量不遵守 機械能守恒定律。機械能守恒定律。 振幅或能量隨時間不斷減小的振動稱為阻尼振動。振幅或能量隨時間不斷減小的振動

4、稱為阻尼振動。 22 0 00 cose 阻尼振動圓頻率： 阻尼振動方程：tAy t Xi an Polytechnic University 8 (3) (3) 受迫振動受迫振動 物體在周期性的外力的作用下產(chǎn)生的振動。物體在周期性的外力的作用下產(chǎn)生的振動。 PtAycos受迫振動方程： 受迫振動物體的能量不遵守機械能守恒定律。受迫振動物體的能量不遵守機械能守恒定律。 Xi an Polytechnic University 9 1.1.定義：定義：機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程。機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程。 2.2.產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件： (1)(1)要有作機械振動的波源；要有作機械振動的

5、波源； (2)(2)要有能夠傳遞機械振動的介質(zhì)要有能夠傳遞機械振動的介質(zhì)( (即彈性介質(zhì)即彈性介質(zhì)) )。 兩者缺一不可。兩者缺一不可。 3.3.主要物理參量：主要物理參量：、c、f、T ccT f c 2 二二. .機械波機械波 Xi an Polytechnic University 10 4.4.波動方程：波動方程：機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程。機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程。 tAyOcos點振動： kxtA c x tAyB coscos點振動： Xi an Polytechnic University 11 u 按波型分類按波型分類 u 按波面形狀分類按波面形狀分類 u 按波持續(xù)

6、時間分類按波持續(xù)時間分類 2.2 2.2 超聲波的分類超聲波的分類 Xi an Polytechnic University 12 1.1.縱波縱波( (壓縮波、疏密波壓縮波、疏密波) ) 傳播介質(zhì)：固體、液體、氣體傳播介質(zhì)：固體、液體、氣體 一一. .按波型分類按波型分類 Xi an Polytechnic University 13 2.2.橫波橫波( (剪切波或切變波剪切波或切變波) ) 傳播介質(zhì)：固體傳播介質(zhì)：固體 Xi an Polytechnic University 14 3.3.表面波表面波( (瑞利波瑞利波) ) 傳播介質(zhì)：固體傳播介質(zhì)：固體 Xi an Polytechni

7、c University 15 4.4.板波板波( (蘭姆波蘭姆波) ) 傳播介質(zhì)：固體傳播介質(zhì)：固體 Xi an Polytechnic University 16 c x tAycos c x t x A ycos c x t x A ycos 二二. .按波面形狀分類按波面形狀分類 Xi an Polytechnic University 17 三三. .按波持續(xù)時間分類按波持續(xù)時間分類 Xi an Polytechnic University 18 p f:峰值頻率 dB6)2/1lg(20)/lg(2001 1 帶寬頻帶寬度：HHfff u 2/ 1uc fff中心頻率： 頻譜分析圖

8、頻譜分析圖 Xi an Polytechnic University 19 u 波的疊加波的疊加 u 波的干涉波的干涉 u 共振駐波共振駐波 u 惠更斯原理惠更斯原理 u 超聲波衍射現(xiàn)象超聲波衍射現(xiàn)象 2.3 2.3 波的疊加、干涉和衍射波的疊加、干涉和衍射 Xi an Polytechnic University 20 一一. .波的疊加波的疊加 當幾列波在同一介質(zhì)中傳播時，如果在空間某處相遇，當幾列波在同一介質(zhì)中傳播時，如果在空間某處相遇， 則相遇處質(zhì)點的振動是各列波引起振動的合成，在任意時刻該則相遇處質(zhì)點的振動是各列波引起振動的合成，在任意時刻該 質(zhì)點的位移是各列波引起的位移的矢量和。幾

9、列波相遇后仍保質(zhì)點的位移是各列波引起的位移的矢量和。幾列波相遇后仍保 持各自原有的頻率、波長、振動方向等特性并按原來的傳播方持各自原有的頻率、波長、振動方向等特性并按原來的傳播方 向繼續(xù)前進，好像在各自的途中沒有遇到其它波一樣，這就是向繼續(xù)前進，好像在各自的途中沒有遇到其它波一樣，這就是 波的疊加原理，又稱波的獨立性原理。波的疊加原理，又稱波的獨立性原理。 Xi an Polytechnic University 21 兩列頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恒定的兩列頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恒定的 波相遇時，介質(zhì)中某些地方振動加強，而另一些地方的振動互波相遇時，介質(zhì)中某些

10、地方振動加強，而另一些地方的振動互 相減弱的現(xiàn)象稱為波的干涉現(xiàn)象。相減弱的現(xiàn)象稱為波的干涉現(xiàn)象。 二二. .波的干涉波的干涉 Xi an Polytechnic University 22 三三. .共振與駐波共振與駐波 兩列振幅相同的相干波在同一直線上沿相反方向傳播時疊兩列振幅相同的相干波在同一直線上沿相反方向傳播時疊 加而形成駐波，兩列波產(chǎn)生共振。加而形成駐波，兩列波產(chǎn)生共振。 Xi an Polytechnic University 23 假如物體的兩個表面相互平行，則垂直假如物體的兩個表面相互平行，則垂直 入射于表面的聲波將在兩表面之間多次反射。入射于表面的聲波將在兩表面之間多次反射。

11、 若兩表面間距等于半個波長的整數(shù)倍時，則若兩表面間距等于半個波長的整數(shù)倍時，則 多次反射波互相疊加形成強烈的駐波，稱該多次反射波互相疊加形成強烈的駐波，稱該 物體發(fā)生了共振。物體發(fā)生了共振。 當連續(xù)波在界面上發(fā)生全反射時形成駐當連續(xù)波在界面上發(fā)生全反射時形成駐 波，脈沖波在薄板中的反射也會形成駐波。波，脈沖波在薄板中的反射也會形成駐波。 在探頭設計中，若晶片的厚度等于半波在探頭設計中，若晶片的厚度等于半波 長的整數(shù)倍時，該波長對應的頻率是該晶片長的整數(shù)倍時，該波長對應的頻率是該晶片 的固有頻率，該頻率下晶片振動的幅度最大。的固有頻率，該頻率下晶片振動的幅度最大。 Xi an Polytechn

12、ic University 24 惠更斯原理：惠更斯原理：16901690年，惠更斯引入年，惠更斯引入“ “ 次波次波”的概念提出了惠的概念提出了惠 更斯原理，即：行進中的波陣面上任一點都可以看作是新的次更斯原理，即：行進中的波陣面上任一點都可以看作是新的次 波源，這些次波源各自向前發(fā)射球面子波，而某時刻這些子波波源，這些次波源各自向前發(fā)射球面子波，而某時刻這些子波 的包絡面就是該時刻新的波陣面。的包絡面就是該時刻新的波陣面。 四四. .惠更斯原理惠更斯原理 Xi an Polytechnic University 25 五五. .超聲波的衍射超聲波的衍射 衍射：衍射：聲波繞過障礙物的邊緣并進

13、入其幾何陰影向后傳播的現(xiàn)象。聲波繞過障礙物的邊緣并進入其幾何陰影向后傳播的現(xiàn)象。 波陣面發(fā)生畸變。波陣面發(fā)生畸變。 Xi an Polytechnic University 26 u 固體介質(zhì)的聲速固體介質(zhì)的聲速 u 液體、氣體介質(zhì)中的聲速液體、氣體介質(zhì)中的聲速 2.4 2.4 超聲波的傳播速度超聲波的傳播速度 Xi an Polytechnic University 27 一一. .固體介質(zhì)的聲速固體介質(zhì)的聲速 1.1.細棒中的縱波聲速細棒中的縱波聲速Ec Ld 2.2.無限大固體介質(zhì)中的聲速無限大固體介質(zhì)中的聲速 1) 1) 縱波速度縱波速度 211 1 L E c 2) 2) 橫波速度橫

14、波速度 G c E 12 s 11 之比，即與縱波相對伸長 短等于就介質(zhì)橫向相對縮介質(zhì)的泊泊松比松比， LLdd Xi an Polytechnic University 28 4) 4) 聲速比聲速比 RSL RS S R SL S L 1 1 12. 187. 0 1 21 12 ccc cc c c cc c c 即 即 Xi an Polytechnic University 3) 3) 表面波速度表面波速度 t c G c 1 12. 187. 0 1 12. 187. 0 R 29 3.3.聲速與溫度、應力、均勻性的關系聲速與溫度、應力、均勻性的關系 4.4.蘭姆波蘭姆波 純鐵中的

15、聲速與溫度的關系 T ( oC )26100200300 cS ( m/s )3229318531543077 ),(ftcc Xi an Polytechnic University 30 Bc 2.2.液體介質(zhì)中的聲速與溫度的關系液體介質(zhì)中的聲速與溫度的關系 二二. .液體、氣體介質(zhì)中的聲速液體、氣體介質(zhì)中的聲速 1.1.液體、氣體中的聲速公式液體、氣體中的聲速公式 除水以外的所有液體，隨著溫度的升高其聲速降低。除水以外的所有液體，隨著溫度的升高其聲速降低。 2740245. 01557tcL ：水中聲速與溫度的關系 Xi an Polytechnic University 不同溫度下水中

16、聲速不同溫度下水中聲速 溫度溫度(C)102025304050607080 聲速聲速(m/s)1448 1483 1497 1510 1530155415521555 1554 31 Xi an Polytechnic University m/s034 m/s1480 2730m/s m/s030800m/s36 m/s03235900m/s L L L SL SL c c c cc cc 空氣： 水： 有機玻璃： ；鋁： ；鋼： 常用固體、液體、氣體中的聲速常用固體、液體、氣體中的聲速 32 u 聲壓聲壓 u 聲阻抗聲阻抗 u 聲強聲強 u 分貝分貝 2.5 2.5 超聲場的特征值超聲場的

17、特征值 Xi an Polytechnic University 33 01 PPP 2.2.聲壓方程聲壓方程( (對于平面波對于平面波) ) 單位：單位：Pa（1Pa=1N/ /m2） c x tcAcuPsin 1.1. 定義：定義：超聲場中某一點在某一瞬間所具有的壓強超聲場中某一點在某一瞬間所具有的壓強P1，與沒有，與沒有 超聲場存在時同一點的靜態(tài)壓強超聲場存在時同一點的靜態(tài)壓強P0之差叫做該點的瞬之差叫做該點的瞬 時聲壓，常用時聲壓，常用P表示，即：表示，即： 一一. .聲壓聲壓 Xi an Polytechnic University HcAP波高振幅： max 34 推導：推導：設

18、超聲場中面積元上聲壓為設超聲場中面積元上聲壓為P，則面積元上壓力為：，則面積元上壓力為：F=PdS。 以以dx表示超聲波在表示超聲波在dt時間內(nèi)傳播的距離，質(zhì)點振動速度為時間內(nèi)傳播的距離，質(zhì)點振動速度為u，體積元，體積元 質(zhì)為質(zhì)為m=dSdx。 mutF根據(jù)動量守恒： cutxuPxSutSPdddddd0，對上式取微分：設初速為 得：由波動方程 c x tAycos c x tA t y usin質(zhì)點振動速度： c x tcAcuPsin聲壓方程： Xi an Polytechnic University 35 cZ u cu u P 1.1.定義：定義：表示介質(zhì)對質(zhì)點振動的阻礙作用的物理量

19、表示介質(zhì)對質(zhì)點振動的阻礙作用的物理量，常用，常用 Z 表表 示，即：示，即： 單位：單位：g/(cm2s) 或或 kg/(m2s) X 聲阻抗隨溫度的升高而降低。聲阻抗隨溫度的升高而降低。 二二. .聲阻抗聲阻抗 Xi an Polytechnic University 36 222 22 2 1 2 1 2 1 2 1 cAZu c P Z P I 1. .定義：定義：在垂直于超聲波傳播方向上單位面積單位時間內(nèi)通過的在垂直于超聲波傳播方向上單位面積單位時間內(nèi)通過的 聲能量稱為聲強度，簡稱聲強，常用聲能量稱為聲強度，簡稱聲強，常用I表示。表示。 2.2.聲強與聲壓的關系聲強與聲壓的關系 三三.

20、 .聲強聲強 單位：單位：W/ /cm2 或或 J/(cm2s) Xi an Polytechnic University 37 1.1.利用分貝作單位的原因利用分貝作單位的原因 對數(shù)成正比人耳響度感覺與強度的 ；廣泛聲振動的能量范圍及其 2.2.聲強級聲強級 聲閾：聲閾：規(guī)定規(guī)定頻率頻率 f=1 1kHz時時人耳感受聲音的最低強度作為人耳感受聲音的最低強度作為 聲強的標準，在聲學上稱為聲強的標準，在聲學上稱為“聲閾聲閾”，用，用I0 表示，即表示，即 I0=1010-16W/ /cm2。 四四. .分貝分貝 Xi an Polytechnic University 38 (1)(1)聲強級：

21、聲強級： Bellg 0 IIIL dBlg10 12 IIIL (2)(2)聲壓級：聲壓級：dBlg20 12 PPPL (3)(3)波高比波高比 dBlg20lg20 1212 HHPP Xi an Polytechnic University HcAP波高 max 39 3.3.分貝應用舉例分貝應用舉例 1 1. 示波屏上一波高為示波屏上一波高為80mm，另一波高為，另一波高為20mm，則前，則前 者比后者高多少者比后者高多少dB？ ， dB12lg20lg202080 21 HH 2 2. 示波屏上有示波屏上有A、B兩個波，其中兩個波，其中A波比波比B波高波高3dB。 已知已知B波高為

22、波高為50mm，則，則A波高為多少？波高為多少？ dB3lg20lg2050ABAAB mm70 20/3 1050A Xi an Polytechnic University 40 dB2105020lg20 dB1410lg20)2(5080 BCBC BABA dB082050lg20 dB48lg20)3(2080 CCBB CACA 3.3.已知超聲檢測儀示波屏上有已知超聲檢測儀示波屏上有A、B、C三個波，其中三個波，其中A波高波高為為滿刻滿刻 度的度的 80%，B波高為波高為50%，C波高為滿刻度的波高為滿刻度的20%。 (1)(1)設設A波為基準波為基準( (0dB) )，則，則

23、B波和波和C波高各為多少波高各為多少dB？ (2)(2)設設B波為基準波為基準( (10dB) )，則，則A波和波和C波高各為多少波高各為多少dB？ (3)(3)設設C波為基準波為基準( (-8dB) )，則，則A波和波和B波高各為多少波高各為多少dB？， dB1208020lg20 dB40lg20 18050 ACAC ABAB ）（ Xi an Polytechnic University 41 u 單一平界面的反射率和透射率單一平界面的反射率和透射率 u 薄層界面的反射率和透射率薄層界面的反射率和透射率 2.6 2.6 超聲波垂直入射到平超聲波垂直入射到平 界面上的反射和折射界面上的反

24、射和折射 Xi an Polytechnic University 42 1.1.聲學邊界條件聲學邊界條件 一一. .單一平界面的反射率和透射率單一平界面的反射率和透射率 (1)(1)界面兩側的聲壓連續(xù)，否則兩側受力不等，界面發(fā)生運動，界面兩側的聲壓連續(xù)，否則兩側受力不等，界面發(fā)生運動， 即即 tr PPP 0 (2)(2)界面兩側的質(zhì)點速度振幅保持連續(xù)，也就是界面兩側質(zhì)點振界面兩側的質(zhì)點速度振幅保持連續(xù)，也就是界面兩側質(zhì)點振 動速度振幅相等，即動速度振幅相等，即 2100 ZPZPPuuu trtr Xi an Polytechnic University 43 2.2.單一平界面的反射率和

25、透射率單一平界面的反射率和透射率 12 2 0 12 12 0 2 ZZ Z P P t ZZ ZZ P P r t r 聲壓透射率： 聲壓反射率： 2 12 21 0 2 12 12 0 4 ZZ ZZ I I T ZZ ZZ I I R t r 聲強透射率： 聲強反射率： Xi an Polytechnic University 44 Xi an Polytechnic University 12 2 0 12 12 0 2 ZZ Z P P t ZZ ZZ P P r t r 聲壓透射率： 聲壓反射率： 全透射 聲壓同相疊加而增強 聲壓反相抵消而減弱 討論 1, 0:)3 1, 0:)2

26、 10 , 0:) 1 21 21 21 trZZ trZZ trZZ 45 Xi an Polytechnic University 46 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 sin 1 4 1 1 1 2 sin 1 4 1 1 2 sin 1 4 1 d m m t d m m d m m r 1.1. 均勻介質(zhì)中的異質(zhì)薄層（均勻介質(zhì)中的異質(zhì)薄層（Z1=Z3Z Z2 2） 。，時，為整數(shù) 。半波透聲層時，為整數(shù) 討論 minmax 2 2 2 2 4 ) 12()2 )( 1, 0 2 ) 1 ttrrnnd trnnd 用來分析工件中存用來分析工件中存 在缺陷時超聲波的

27、在缺陷時超聲波的 反射問題反射問題 二二. .薄層界面的反射率和透射率薄層界面的反射率和透射率 Xi an Polytechnic University 47 結論：結論：1.1. 檢測氣體介質(zhì)靈敏度很高。檢測氣體介質(zhì)靈敏度很高。 2.2. f檢測靈敏度檢測靈敏度。 (1)(1) 當當f=1MHz時，鋼中厚度為時，鋼中厚度為d=10-5mm的氣隙幾乎能的氣隙幾乎能100%反射。反射。 (2)(2)鋼中氣隙鋼中氣隙d=10-7mm時，時， f=1MHz，r=20%；f=5MHz，r=60%。 Xi an Polytechnic University 48 2 2 2 2 2 31 2 2 2 2

28、 2 31 31 2 sin 2 cos 4 d Z ZZ Z d ZZ ZZ T 2.2.薄層兩側介質(zhì)不同的雙界面（薄層兩側介質(zhì)不同的雙界面（Z1 Z3Z Z2 2） 討論：討論： 這對于直探頭保護的設計具有重要指導意義。這對于直探頭保護的設計具有重要指導意義。 Xi an Polytechnic University 49 空氣空氣( (Z=0) ) Po PtPt PaPr Z1 Z2 2 21 21 00 4PPP ZZ ZZ PPP T t ata 往 3.3.聲壓往復透射率聲壓往復透射率 結論：結論：1.1.界面兩側介質(zhì)聲阻抗相差越小，界面兩側介質(zhì)聲阻抗相差越小，Ta越高。越高。

29、2.2. Ta越高越高檢測靈敏度檢測靈敏度 Xi an Polytechnic University 50 Xi an Polytechnic University 51 u 單一平界面的反射率和透射率單一平界面的反射率和透射率 u 薄層界面的反射率和透射率薄層界面的反射率和透射率 2.7 2.7 超聲波傾斜入射到平超聲波傾斜入射到平 界面上的反射和折射界面上的反射和折射 Xi an Polytechnic University 52 一一. .波型轉換與反射、折射定律波型轉換與反射、折射定律 Xi an Polytechnic University 53 臨界角臨界角 Xi an Polyt

30、echnic University 54 2 .33 5900 3230 arcsinarcsin 7 .57 3230 2730 arcsinarcsin 6 .27 5900 2730 arcsinarcsin L1 S1 III 2 1 II 2 1 I c c c c c c S L L L 第一介質(zhì)為有機玻璃：第一介質(zhì)為有機玻璃：cL=2730m/s； 第二介質(zhì)為鋼：縱波速度第二介質(zhì)為鋼：縱波速度cL2=5900m/s， 橫波速度橫波速度cS2=3230m/s。 求第一、第二臨界角各是多少。求第一、第二臨界角各是多少。 對于鋼，第三臨界角是多少。對于鋼，第三臨界角是多少。 Xi an

31、 Polytechnic University 55 當當L=60時，縱波聲壓反射率時，縱波聲壓反射率 rLL 很低，橫波很低，橫波 聲壓反射率聲壓反射率 rLS 較高。因為縱波斜入射時，較高。因為縱波斜入射時，當當 L=60左右時產(chǎn)生一個較強變型反射橫波。左右時產(chǎn)生一個較強變型反射橫波。 當當S=30左右時，橫波聲壓反射率左右時，橫波聲壓反射率rSS很低，很低， 縱波聲壓反射率縱波聲壓反射率rSL較高。較高。S 32.2 ( )時， 時， rSS=100%，即鋼中橫波全反射。，即鋼中橫波全反射。 Xi an Polytechnic University 二二. .聲壓反射率聲壓反射率 56

32、三三. .聲壓往復透射率聲壓往復透射率 0 P P T a 往 1.1.定義定義 超聲波傾斜入射，折射波全反射，探頭接收到的到的回波超聲波傾斜入射，折射波全反射，探頭接收到的到的回波 聲壓聲壓 Pa 與入射波聲壓與入射波聲壓 P0 之比稱為聲壓往復透射率，常用之比稱為聲壓往復透射率，常用 T 表表 示，則示，則 Xi an Polytechnic University 57 當縱波入射角當縱波入射角L14.5( ( ) )時，折射縱波的往復透射率 時，折射縱波的往復透射率TLL不超過不超過13%，折，折 射橫波的往復透射率射橫波的往復透射率TLS小于小于6%。當。當L=14.527.7 ( (

33、 ) ) 時，鋼中沒有折射縱 時，鋼中沒有折射縱 波，只有折射橫波，其折射橫波的往復透射率波，只有折射橫波，其折射橫波的往復透射率TLS最高不到最高不到20%。 2.2. 縱波傾斜入射到水縱波傾斜入射到水/ /鋼界面聲壓往復透射率鋼界面聲壓往復透射率 Xi an Polytechnic University 58 當縱波入射角當縱波入射角L27.6( )時，折射縱波的往復透射率 時，折射縱波的往復透射率TLL不超過不超過25%，折射，折射 橫波的往復透射率橫波的往復透射率TLS小于小于10%。當。當L=27.657.7 ( ( ) )時，鋼中沒有折射縱波， 時，鋼中沒有折射縱波， 只有折射橫波

34、，其折射橫波的往復透射率只有折射橫波，其折射橫波的往復透射率 TLS 最高不超過最高不超過30%，這時對應的，這時對應的L30， S=37。 3. 3. 縱波傾斜入射到有機玻璃縱波傾斜入射到有機玻璃/ /鋼界面聲壓透射率鋼界面聲壓透射率 Xi an Polytechnic University 59 四四. .端角反射端角反射 1. 定義：定義：超聲波在兩個平面構成的直角內(nèi)的反射叫做端角反射。超聲波在兩個平面構成的直角內(nèi)的反射叫做端角反射。 不考慮波形轉換不考慮波形轉換( (L+S=90 ) ) 應用舉例：應用舉例： 橫波探頭檢測薄板橫波探頭檢測薄板 Xi an Polytechnic Uni

35、versity 60 Xi an Polytechnic University 焊縫檢測焊縫檢測 61 0 P P T a 端 2.2. 端角反射率：端角反射率：回波聲壓回波聲壓Pa與入射波聲壓與入射波聲壓P0之比，常用之比，常用 T 端表端表 示，即示，即 (1)(1) 縱波入射時縱波入射時 Xi an Polytechnic University 分析：分析：端角反射率都很端角反射率都很 低，這是因為縱波在端低，這是因為縱波在端 角的兩次反射中都分離角的兩次反射中都分離 出較強的橫波。出較強的橫波。 62 分析：分析：橫波入射時，入射角橫波入射時，入射角 S=30或或60附近時，端附近時，

36、端 角反射率最低。角反射率最低。 S=3555時，端時，端 角反射率達角反射率達100%。 (2)(2) 橫波入射時橫波入射時 Xi an Polytechnic University 63 u 聲壓距離公式聲壓距離公式 u 平面波在曲面上的反射和折射平面波在曲面上的反射和折射 2.8 2.8 超聲波的聚焦與發(fā)散超聲波的聚焦與發(fā)散 Xi an Polytechnic University 64 一一. .聲壓距離公式聲壓距離公式 Xi an Polytechnic University 65 二二. .平面波在曲面上的反射和折射平面波在曲面上的反射和折射 1.1.平面波在曲面上的反射平面波在曲面上的反射 Xi an Polytechnic University 66 2.2.平面波在曲面上的透射平面波在曲面上的透射 12 /1cc r f Xi an Polytechnic University 67 u 衰減的原因衰減的原因 u 衰減方程與衰減系數(shù)衰減方程與衰減系數(shù) u 衰減系數(shù)的測定衰減系數(shù)的測定 2.9 2.9 超聲