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超聲波的傳播特性

發布時間：2020-05-26 02:36:34人氣：

超聲波（bō）
超聲波是一種廣泛存的機械波，它的傳播（bō）模式包括橫向振蕩及縱向振蕩兩種（zhǒng）不同的形式，縱向振蕩波在工業中應用最為廣泛。與普通聲波相（xiàng）比創自振動頻率（lǜ）要高的多。超聲波能夠在各種形態的介質中傳播，但是對於不同的介質形態具有不同的傳播（bō）速度。超聲波也存在機械波的折射和反射現象（xiàng），超聲波遇到運動物質會發生多普勒效應，並且（qiě）傳播過程中衰減很快。超聲波對液體、固體（tǐ）具有很大的穿透性（xìng），可以在（zài）不透光（guāng）的情況下穿透數十米的深度。電致（zhì）伸縮和（hé）磁致（zhì）伸縮是兩類最（zuì）主要的超聲波傳感器。電致伸縮超聲波傳感器功能上可（kě）以進一步劃分為兩種傳感器一種是發送傳感器，另一種是接收傳感器，從能量轉換的性質上來講他還是是一種可逆的傳感器，可以（yǐ）實現將電能與超聲波的相互轉（zhuǎn）化。超聲波傳感器的檢測性能幾乎不受工作環境影響，而且（qiě）對於被檢測物（wù）質，不（bú）論其形態、材質、色澤、狀態都能（néng）檢測。

超聲波穿過不同介質時，會產生較大的衰減。這是由於聲特性阻（zǔ）抗不匹配，形成反射而造成。反射（shè）係數R既是衰減的大小，如下表（biǎo）所示：

媒介 特性阻抗 空氣      礦物油  聚（jù）苯乙烯 銅（tóng）           鋼          鋁（lǚ）         
鋁 1.71 100 74 51 16 20 0
鋼 4.53 100 89 78 0.5 0 -
銅 3.93 100 88 75 0 - -
聚苯乙烯 0.28 100 14 0 - - -
礦物油 0.13 100 0 - - - -
空氣 0.00004 0 - - - - -
注（zhù）：特性阻抗單位為ρv/10^6g/(s*cm^3)

由表可以看出界麵衰減（jiǎn）的大小取決於特性阻抗的差值，差值越大（dà）界麵衰減也越大。因此超聲波從礦物油傳到銅板內部的衰減要大於從聚苯乙烯中傳到銅板內部的（de）的衰減。一般檢（jiǎn）測人（rén）員通（tōng）過（guò）在變壓器（qì）外殼與傳感器間塗上凡士林縮小接觸（chù）的空氣氣隙（xì）來減小界麵衰（shuāi）減，從而提高檢測（cè）係統的靈敏度。

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