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超聲波在介質中衰減的原因

2021-08-07 17:22:38 admin 338

引起超聲波衰減的主要原因是波束擴散、晶粒散射和介質吸收。

  1. 擴散衰減

       超聲波在傳播過程中,由于波束的擴散,使超聲波的能量隨距離增加而逐漸減弱的現象稱為擴散衰減。超聲波的擴散衰減僅取決于波陣面的形狀,與介質的性質無關。平面波波陣面為平面,波束不擴散,不存在擴散衰減。柱面波波陣面為同軸圓柱面。波束向四周擴散,存在擴散衰減,聲壓與距離的平方根成反比。球面波波陣面為同心球面,波束向四面八方擴散,存在擴散衰減,聲壓與距離成反比。

2.散射衰減

       超聲波在介質中傳播時,遇到聲阻抗不同的界面產生散亂反射引起衰減的現象,稱為散射衰減。散射衰減與材質的晶粒密切相關,當材質晶粒粗大時,散射衰減嚴重,被散射的超聲波沿著復雜的路徑傳播到探頭,在示波屏上引起草狀回波(又叫草波),使信噪比下降,嚴重時噪聲會淹沒缺陷波,如圖所示。

圖片關鍵詞

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3.吸收衰減

       超聲波在介質中傳播時,由于介質中質點間內摩擦(即黏滯性)和熱傳導引起超聲波的衰減,稱為吸收衰減或黏滯衰減。

       除了以上三種衰減外,還有位錯引起的衰減,磁疇壁引起的衰減和殘余應力引起的衰減等。

       通常所說的介質衰減是指吸收衰減與散射衰減,不包括擴散衰減。


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