超聲波用途舉例? 超聲波的傳播特性1. 超聲波的傳播速度,今天小編就來說說關于超聲波用途舉例?下面更多詳細答案一起來看看吧!
超聲波的傳播特性
1. 超聲波的傳播速度
超聲波在介質中的傳播速度大小取決與波的振動模式(波形)和介質的密度、彈性模量、泊松比以及溫度等,即波形與材料特性相關。因此當波形确定後,聲速是一個表征介質聲學特性的參數
利用超聲檢測儀測出超聲波從入射點發射到接收反射回波的傳播時間以及聲速,就能很方便的由于測厚和缺陷的定位,因此超聲特性在工業超聲檢測中得到廣泛應用
2. 波的疊加、幹涉和衍射
①疊加:當兩個或兩個以上的聲源發出的超聲波同時在一個介質中傳播時,如果在某些點相遇,則相遇點的質點振動是各列波在該點所引起的振動的合成,合成聲場的聲壓等于各個超聲波聲壓的矢量和,這就是聲波的疊加原理。波的傳播是獨立進行的,不會影響其他超聲波的傳播
②幹涉:如發生疊加的超聲波波列頻率相同、波形相同、相位相同或相位差恒定,則合成聲壓的頻率與各列相同,但是幅度不等于各列聲波聲壓幅度之和,而與聲波波列的相位差有關,在疊加區的不同地點将出現加強或減弱的現象,某些位置上的振動始終加強,而在另一些地方的振動始終減弱或完全抵消,這種現象稱為幹涉波。把能夠産生幹涉現象的波稱為相幹波
波的疊加原理是波幹涉的基礎,波的幹涉是波動的重要特性。在超聲檢測中,由于幹涉現象的存在,使超聲場呈現十分複雜的聲壓分布
③駐波:兩個振幅相同的相幹波在同一直線上沿相反反向彼此相向傳播時疊加而成的波形稱為駐波。他是波幹涉現象的特例
在工業檢測中,超聲縱波垂直入射到傳聲介質中時,如果反射波與入射波以相反方向相遇,并且傳聲介質厚度等于半波長的整數倍時,就會形成駐波。因此主要利用駐波現象作測厚、測硬度以及膠接結構的檢測等
④衍射和繞射:在均勻介質中傳播的超聲波遇到與基體聲阻抗不同的異質界面的障礙物(例如缺陷)時,該異質界面上的每一個點都可以看作是發射子波的波源,産生球面子波,其後任意時刻這些子波波前相切的包絡面就是新的波陣面,這種現象稱為波的衍射。從表觀上看,能使原來的超聲波繞過障礙物的邊緣繼續前進,因此又稱為波的繞射
一個作厚度振動的壓電晶片,振動面上各質點在同一時刻向另一介質輻射超聲波,每一個質點都作為點源輻射球面波,連接各個相同時刻的衆多球面波波前的包迹面,就示出了向前傳播的波陣面,這就是平面壓電晶體超聲波探頭發射超聲波的原理
常規脈沖反射法超聲檢測可以利用缺陷兩端點的衍射波作端部峰值法測長。最新的超聲檢測技術即衍射時差法超聲檢測(TOFD)就是利用檢測到的缺陷上下邊緣衍射波衍射波并通過計算得到缺陷在被檢工件(例如焊縫)中的垂直高度。在相控陣超聲檢測技術中,則利用不同時序激發壓電晶片陣列獲得波陣面可控的超聲波。因此,惠更斯-菲涅爾原理在超聲檢測中得到了廣泛應用
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