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锅炉管屏焊口超声波检测;知识准备 波？ 机械波 机械振动在介质中的传播称为机械波 常见机械波：水波、声波、机械波 声波 声源体发生振动会引起四周空气振荡，这种振荡方式就是声波; 超声波？ 物体振动时会发出声音 每秒钟振动的次数称为声音的频率，单位是赫兹 人类耳朵能听到的声波频率为20～20000赫兹（可听声波） 当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时，人类便听不见了。因此，把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波” ; 理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比 超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大 超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远等特点。 应用：可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。 ;在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气湿度。这就是超声波加湿器的原理 超声波在医学方面应用：通常用于医学的超声波频率为1～5兆赫兹 利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎，从而减缓病痛，达到治愈的目的。碎石（例如胆结石、肾结石之类） 彩超、B超等 在船舶领域的应用：超声波测板厚、超声波探伤 ;概 述、超声场及介质的声参量介绍;第四章 超声波检测;4.1 超声波检测的特点与应用;介质传播特性;4.2 超声场及介质的声参量简介;?描述介质的声参量 声波在介质中的传播是由其声学参量决定的 ?声阻抗Z √超声波在介质中传播时，任一点的声压p与该点速度V之比 √表示声场中介质对质点振动的阻碍作用 √同是固体介质，介质不同其声阻抗不同 √同一介质中，若波形不同则Z值不同 √当超声波由一种介质，或是从介质的界面上反射时，主要取决于两种介质的声阻抗 √Z气体： Z液体： Z金属=1：3000：8000;?描述介质的声参量 ?声速 √声波在介质中传播的速度 √同一种介质，超声波的波形不同，其传播速度也不相同 √声速与介质的特性（密度、弹性模量）有关;?描述介质的声参量 ?声速 √分为相速度和群速度 相速度：声波传播到介质的某一选定的相位点时，在传播方向上的速度 群速度 传播声波的包络上，具有某种特性点上，声波在传播方向上的速度。能量传播速度;4.3 超声波的传播;?横波 质点振动方向垂直于传播方向的波。只能在固中传播 ;?表面波 质点振动介于纵波和横波之间，沿着固体表面传播，振幅随深度增加而迅速衰减的波。又称瑞利波。 特点：质点振动的轨迹是椭圆，质点位移的长轴垂直于传播方向，短轴平行于传播方向。;?兰姆波(板波) 只产生在有一定厚度的薄板内，在板的两表面和中部都有质点的振动，声场遍及整个板的厚度，沿着板的两表面及中部传播。板波 特点：可检测材料的晶粒度和复合材料的粘合质量等。 ;?波速：取决于介质的弹性模量和密度 ;?波速 ;4.3 超声波的传播; 光的传播？ 直线传播 反射 折射;概 述、超声场及介质的声参量介绍;4.4 超声波在介质中的传播特性;?超声波垂直入射到平界面上的反射和透射 ?单一界面 √超声波垂直入射到平界面上时，反射波和透射波的声压和声强的分配按一定比例，且与界面两侧介质的声阻抗有关。 √分配比例由声压反射率(或声强反射率)和声压透射率(或声强透射率)来表示。 ; 界面的声压反射率r：界面上反射波声压pr与入射波声压p0之比 界面的声压透射率t：界面上反射波声压pt与入射波声压p0之比 Z1、2介质1、2的声阻抗;声压：反射波声压、入射波声压与透射波声压关系 ;?超声波垂直入射到平界面上的反射和透射 ?单一界面;?超声波垂直入射到平界面上的反射和透射 ?单一界面 界面的声强反射率R：反射波声强Ir与入射波声强I0之比 界面的声强透射率T：透射波声压It与入射波声压I0之比; 声强：反射波声强、入射波声强与透射波声强关系 ;?声阻抗 √如当超声波行进到水－空气界面时，由于空气密度远小于水，因此声阻抗率也相差较远，所以此时声波主要发生反射；同样超声波行进到水－钢铁界面时，由于两种媒质之间声阻抗率相差很大，所以主要也发生反射。 当超声波行进到水－塑料界面时，由于两种媒质之间声阻抗率相近，超声波主要发生透射。 ;缺陷为气体时，超声波由钢－气体中 Z1=8000,Z2=1 声强反射率R： ; 异质界面上反射严重，尤其固—气界面上。由于气体声阻抗很小，可