物體機械振動主要以超聲波形式傳播,不同於普通聲波的是其(qí)振動頻率較高,大於20kHz,人耳聽覺無(wú)法感知到(dào)這一頻段(duàn)。按聲源、聲波在介質中振動(dòng)方向、傳(chuán)播方向的關係,超聲波可以被分為兩種(zhǒng)類型:橫波和縱波。橫波,僅能存在於固體介質中,其振動方向垂直於傳播方向;縱波,能存在於氣、固、液體介(jiè)質中,其振動方向與傳播方向一(yī)致。
在介質中,聲音(yīn)的形式傳(chuán)播為機械波。介質為液體(tǐ)時(shí),這一局(jú)部幹擾現象(xiàng)會導致液體介質出現(xiàn)局部的膨(péng)脹和壓縮現象(xiàng),介質的局(jú)部壓力發生變化。這種(zhǒng)現象將導致分子的位移(yí)和介質不同部位的密度發生(shēng)改變。
在物理學中,對於聲波的(de)運動有著更為正式的描述(shù):

氣體的狀(zhuàng)態方程決定聲在其中的傳播速度;對於液體,速度是由該液(yè)體(tǐ)的彈性(xìng)決定的;對於固體,則是由胡克定律決定的(de)。圖中顯示了作用在(zài)一(yī)小滴液體上的力。合成作用力(lì)使(shǐ)該顆粒以速度V移動。對於平麵波,聲的壓強和顆粒的速度的比例(lì)被稱為聲阻抗:
Z=P/v

聲阻抗和電阻抗類似,並且當壓強和速度異相(xiàng)的時候也可以是複數。然而,在平麵波中,聲阻抗(kàng)是一標量值(zhí),被(bèi)稱為介質特征阻抗。
當聲波傳輸通過物體時,聲波的強度將會隨著與聲源距離的增(zēng)加而衰(shuāi)減。導致這個現象的因素包括聲波的幾何空間傳播過程(chéng)、聲波(bō)的吸收(聲波機械能轉(zhuǎn)為內能的過程)以及波陣麵的散射。這(zhè)些現象都導致了聲波的強度隨(suí)著與聲源間距離的不斷增大(dà)而不斷減(jiǎn)小。
在理想介質中,圓柱波強度、球麵波強度分別與相對於(yú)聲(shēng)源的距離、球麵波陣麵麵積(jī)成反比,此類(lèi)衰減(jiǎn)被稱(chēng)為空間衰減。因(yīn)為此類衰減僅與波形傳(chuán)播(bō)的空間幾何參數有(yǒu)關。
當聲波(bō)在(zài)兩種不同的媒介中傳播時,能量發生衰減,因其會產生反射等現象。當波以一定的相對角(jiǎo)度傾斜(xié)入射(shè)時(shí),就會產生折(shé)射現象。Snell定律(lǜ)很好地定(dìng)量地描述了折射現象。與其它所有的波一樣,聲波在遇到拐角或障礙物時也會發生衍(yǎn)射現象(xiàng)。當波長與障礙物尺寸相差不大或(huò)遠大於障礙物尺寸時,衍(yǎn)射(shè)效果非常明顯;但是當障礙物尺寸與波(bō)長相比十分巨大時,衍射現象幾(jǐ)乎不會出現。
聲(shēng)音及衝擊振動在局放現象產生於電力(lì)設備中時出現。超聲波傳感器安裝在設備腔體外側用以獲取局部(bù)放電信號。這類方法(fǎ)的顯著特點是傳感器獨(dú)立於電力設備的電氣回路,不存在電氣幹擾,但在實際環境(jìng)使(shǐ)用時易受外界因素的影響。超聲信號由於在電氣絕緣材料中傳(chuán)播時(shí)強度衰減較大而具有較高的定位準確度,與此對應的是超聲波檢測法的範圍減小和靈敏度的降低。
局部放電實際是氣隙的擊(jī)穿過程,放電區域很小,放電通(tōng)道半(bàn)徑約為0.1mm,因而局放源可看成點聲源(yuán)。超聲波(bō)局(jú)部放電檢測的原理如下(xià)圖(tú):

超聲波檢測局部放電基本原理
