超聲波檢測(cè)-超聲波探傷基礎(chǔ)（無(wú)損檢測(cè)課件）

超聲波探傷基礎(chǔ)——超聲波垂直入射異質(zhì)界面時(shí)的反射和透射目錄超聲波垂直入射異質(zhì)界面時(shí)的反射和透射定義1超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射2超聲波垂直入射雙層界面時(shí)的反射和透射3超聲波垂直入射異質(zhì)界面時(shí)的反射和透射定義011定義超聲波垂直入射異質(zhì)界面時(shí)的反射和透射超聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的分界面上，部分能量反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱(chēng)為反射。另有一部分能量透過(guò)界面進(jìn)入另一種介質(zhì)的現(xiàn)象稱(chēng)為透射。超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射022.1超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射公式設(shè)入射波的聲壓為P0（聲強(qiáng)為Ｉ0），反射波的聲壓為Pr（聲強(qiáng)為Ir，透射波的聲壓為Pt（聲強(qiáng)為It），如圖所示：PePr12Z1=ρ1·C13Z2=ρ2·C2（1—入射波，2—反射波，3—透射波，Z—聲阻抗）入射波的另一部分透過(guò)界面進(jìn)入第二介質(zhì)形成透射波，其方向與入射波相同，波型不變，但聲速隨著第二介質(zhì)性質(zhì)的不同發(fā)生變化。2.1超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射公式當(dāng)超聲波從聲阻抗為Z1介質(zhì)垂直入射到聲阻抗為Z2的介質(zhì)，由于二種介質(zhì)的聲阻抗不同，在其界面上入射的一部分按原來(lái)的途徑被反射回來(lái)形成反射波，反射波的方向與入射波相反，聲速不變。透射波聲壓Pt與入射波聲壓Pe之比稱(chēng)為聲壓透射率D。2.1超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射公式聲壓反射率：超聲波垂直入射異質(zhì)界面，反射波聲壓Pr與入射波聲壓Pe之比稱(chēng)為聲壓反射率R。

2.1超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射公式超聲波從第一介質(zhì)垂直入射到第二介質(zhì)并在第二介質(zhì)底面由空氣界面完全反射后返回穿過(guò)第一、二介質(zhì)的界面時(shí)的返回聲壓與入射聲壓之比稱(chēng)為聲壓往復(fù)透過(guò)率T。

Z2=ρ2·C2Z≈0PrPe

PtZ1=ρ1·C12.2超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射的幾種情況超聲波垂直入射到平介面上時(shí)，聲壓或聲強(qiáng)的分配比例僅與介面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗有關(guān)。1Z2>Z1時(shí)，反射波聲壓與入射波聲壓同相位。例如超聲波平面波垂直入射到水/鋼界面。按計(jì)算反射率為93.5%，透射率為193.5%。介面上反射波與入射波疊加類(lèi)似駐波,合成聲壓振幅增大。2Z1>Z2時(shí)，即反射波聲壓與入射波聲壓相位相反，反射波與入射波合成聲壓振幅減小，例如超聲波平面波垂直入射到鋼/水界面。聲壓透射率很低，聲壓反射率很高，反射率為93.5%，透射率為6.5%。2.2超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射的幾種情況超聲波垂直入射到平介面上時(shí)，聲壓或聲強(qiáng)的分配比例僅與介面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗有關(guān)。3Z當(dāng)Z1>>Z2

時(shí)，如鋼和空氣界面，反射率為100%，透射率為0%。超聲波從鋼進(jìn)入空氣界面時(shí)將有100%的反射，即聲壓幾乎全反射，無(wú)透射，具有對(duì)缺陷檢測(cè)的良好效果，只是反射波聲壓與入射波聲壓有180°相位的變化，探傷中，探頭直接放在工件上，形成固體/氣體介面,超聲波將無(wú)法射到工件。所以探頭與工件之間施加一層透聲介質(zhì)，稱(chēng)為耦合劑。耦合劑的作用在于排除探頭與探測(cè)面之間的空氣。2.2超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射的幾種情況耦合劑一般應(yīng)滿(mǎn)足以下要求①能潤(rùn)濕工件和探頭表面，流動(dòng)性、黏度和附著力適當(dāng)，不難清洗。②聲阻抗高，透聲性能好。③來(lái)源廣，價(jià)格便宜。④對(duì)工件無(wú)腐蝕，對(duì)人體無(wú)害，不污染環(huán)境。⑤性能穩(wěn)定，不易變質(zhì)，能長(zhǎng)期保存。2.2超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射的幾種情況超聲波中常用的耦合劑有機(jī)油、變壓器油、甘油、水、水玻璃等耦合劑聲阻抗Z〔X106kg/㎡·s〕優(yōu)劣勢(shì)機(jī)油1.28機(jī)油和變壓器油黏度、流動(dòng)性、附著力適當(dāng)，對(duì)工件無(wú)腐蝕，價(jià)格也不貴，目前應(yīng)用最廣。水1.5水的來(lái)源廣，價(jià)格低，常用于水浸探傷和現(xiàn)場(chǎng)中的鋼軌探傷。水玻璃2.17水玻璃聲阻抗較高，但清洗不太方便且對(duì)工件有腐蝕作用。甘油2.43甘油聲阻抗高，耦合性能好，但價(jià)格較高且對(duì)工件有腐蝕作用。2.2超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射的幾種情況近年來(lái)化學(xué)糨糊也常用來(lái)作耦合劑，耦合效果比較好。在我國(guó)北方，有時(shí)在水中加入鹽或者酒精，以降低耦合劑的冰點(diǎn)。2.2超聲波垂直入射單層介面時(shí)的反射和透射的幾種情況超聲波垂直入射到平介面上時(shí)，聲壓或聲強(qiáng)的分配比例僅與介面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗有關(guān)。4當(dāng)Z1≈Z2時(shí)，聲壓反射率近似為零，入射波幾乎全部透射入第二介質(zhì)。例如：鋼軌接頭的淬火部分和非淬火部分，焊縫母材與焊接金屬之間阻抗很小，在探傷中無(wú)異常反射回波。超聲波垂直入射雙層界面時(shí)的反射和透射03超聲波垂直入射雙層界面時(shí)的反射和透射如復(fù)合板的探傷、工件中片狀缺陷的檢測(cè)、探頭與保護(hù)膜間的耦合，以及鋼軌擦傷引起表面剝離層等，由于薄層中聲波的疊加，使反射和透射規(guī)律更加復(fù)雜。超聲波垂直入射雙層界面時(shí)的反射和透射1

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超聲波探傷基礎(chǔ)——超聲波的參數(shù)目錄超聲波各參數(shù)的定義1超聲場(chǎng)的特征值2超聲波各參數(shù)的定義011超聲波各參數(shù)的定義振幅（A）指振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大距離。頻率（ｆ）振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間（通常指1秒，以下同）內(nèi)圍繞平衡位置完成全振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為振動(dòng)頻率，其數(shù)值與波動(dòng)頻率相等。波動(dòng)頻率：波動(dòng)過(guò)程中任一給定質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)完整波的個(gè)數(shù)。單位為赫茲（Hz）1超聲波各參數(shù)的定義頻率（ｆ）工作頻率：指探頭發(fā)射的超聲波頻率；重復(fù)頻率：指探頭每秒鐘向試件發(fā)射超聲波的次數(shù)。為提高探傷速度，一般要求重復(fù)頻率越高越好，但過(guò)高的重復(fù)頻率會(huì)導(dǎo)致發(fā)射和接收間的干擾，產(chǎn)生幻象回波，因此，重復(fù)頻率應(yīng)根據(jù)被檢工件的大小，一次聲程所需要的時(shí)間，儀器接收和發(fā)射超聲波的能力，以及探傷速度等多方面因素決定。目前鋼軌探傷儀的重復(fù)頻率為500~1000Hz，大型鋼軌探傷車(chē)的重復(fù)頻率為10~5000Hz。1超聲波各參數(shù)的定義波長(zhǎng)（λ）同一波線(xiàn)上相鄰兩振動(dòng)相位相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離稱(chēng)為波長(zhǎng)。波源或介質(zhì)中任一質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，波正好前進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)的距離。單位為毫米（mm）或米（m）。周期（T）指振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間。單位為秒（ｓ）。周期與頻率成倒數(shù)的關(guān)系。1超聲波各參數(shù)的定義聲速（C）聲波在彈性介質(zhì)中，單位時(shí)間內(nèi)所傳播的距離，也可稱(chēng)為波速。單位為米/秒（m/s）或千米/秒（km/s）。波長(zhǎng)、聲速和頻率之間的關(guān)系式：1超聲波各參數(shù)的定義聲速（C）聲速的大小與介質(zhì)的彈性模量成正比。在同一種固體材料中，縱波聲速（CL）大于橫波聲速（Cs），橫波聲速（CS）又大于表面波聲速（CR）。液體和氣體介質(zhì)只能傳播縱波。1超聲波各參數(shù)的定義聲速（C）探傷常用材料的聲速材料聲速（km/s）縱波波長(zhǎng)（mm）橫波波長(zhǎng)（mm）縱波橫波2MHZ2.5MHZ2MHZ2.5MHZ鋼5.93.232.952.361.6151.292有機(jī)玻璃2.731.431.371.090.7150.572尼龍10102.4——1.20.96————水1.48——0.740.59————油1.4——0.700.56————空氣0.34——0.170.14————超聲場(chǎng)的特征值022.1超聲場(chǎng)的各種指標(biāo)概念聲壓聲阻抗聲強(qiáng)2.1超聲場(chǎng)的各種指標(biāo)概念（1）聲壓a超聲場(chǎng)中某一點(diǎn)某一瞬時(shí)所具有的壓強(qiáng)（P1）與該點(diǎn)沒(méi)有超聲波存在時(shí)的靜態(tài)壓強(qiáng)（P0）之差稱(chēng)為該點(diǎn)的聲壓。b聲壓幅值與介質(zhì)密度、聲速和頻率成正比。c聲壓的幅值與密度、聲速和頻率成正比——超聲波的聲壓很高。d反射聲壓與回波高度成正比,超聲檢測(cè)儀器顯示的信號(hào)幅度的本質(zhì)就是聲壓P。P1/P2=H1/H22.1超聲場(chǎng)的各種指標(biāo)概念（2）聲阻抗a介質(zhì)中某一點(diǎn)的聲壓與該點(diǎn)的振動(dòng)速度之比稱(chēng)為聲阻抗。b聲阻抗等于介質(zhì)密度（ρ）與聲速（C）的乘積。Z=ρCc聲阻抗表示超聲場(chǎng)中介質(zhì)對(duì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的阻礙作用。2.1超聲場(chǎng)的各種指標(biāo)概念（3）聲強(qiáng)b?=10lgI/I?=20lg（P1/P2

）（dB）c通常規(guī)定引起聽(tīng)覺(jué)的最弱聲強(qiáng)為I1=10-16W/cm2作為標(biāo)準(zhǔn)聲強(qiáng)。a單位時(shí)間內(nèi)，垂直通過(guò)單位面積的聲能量稱(chēng)為聲強(qiáng)（Ｉ）。2.2超聲場(chǎng)中的常用單位分貝(dB)在超聲場(chǎng)內(nèi)，由于聲強(qiáng)的變化范圍很大，數(shù)量級(jí)可以相差很多，用通用數(shù)字表示和運(yùn)算很不方便，采用對(duì)數(shù)（貝爾數(shù)，單位B）來(lái)表示兩個(gè)聲波強(qiáng)度之比：貝爾數(shù)=lgI/I?(B)實(shí)際上，貝爾這個(gè)單位太大，通常用其1/10（分貝數(shù)，單位為dB）表示。?=10lgI/I?（dB)2.3示波屏概述示波屏上波高與聲壓成正比，即任意兩波高之比等于相應(yīng)的聲壓之比。兩者的分貝差為：當(dāng)?=0dB時(shí)，說(shuō)明兩波高相等，二者的分貝差為零。當(dāng)?=6dB時(shí)，說(shuō)明兩H2為H1的2倍，H2比H1高6dB。當(dāng)?=-6dB時(shí)，說(shuō)明兩H2為H1的1/2倍，H2比H1低6dB。2.3示波屏數(shù)據(jù)計(jì)算例1示波屏上一波高為80mm，另一波高為20mm，問(wèn)前者比后者高多少dB？解?=201g（H2/H1）

=201g80/20=12（dB）答：前者比后者高12dB

2.3示波屏數(shù)據(jù)計(jì)算例2示波屏上有A，B，C三個(gè)波，其中A波比B波高3dB，C波比B波低3dB，已知B波高為50mm，求A，C的波高各為多少？解2.3示波屏數(shù)據(jù)計(jì)算6dB法測(cè)長(zhǎng)由于波高降低6dB后正好為原來(lái)的一半，因此6dB法又稱(chēng)半波高度法。具體做法：移動(dòng)探頭找出缺陷的最大反射波后，調(diào)節(jié)增益，使缺陷波高降至80％，然后用衰減器將儀器增益值提高6dB，沿缺陷方向左右移動(dòng)探頭，當(dāng)缺陷波高降至80％時(shí)，探頭中心線(xiàn)之間的距離就是缺陷的指示長(zhǎng)度。超聲波探傷基礎(chǔ)——超聲波的傳播特性目錄超聲場(chǎng)的聲壓分布規(guī)律1波束指向性與指向角2超聲波的疊加、干涉、散射、繞射3超聲波的衰減4超聲場(chǎng)的聲壓分布規(guī)律011.1超聲場(chǎng)的概述超聲場(chǎng)：充滿(mǎn)超聲波的空間由圖可知，波源附近的軸線(xiàn)聲壓上下起伏變化，存在若干個(gè)極大極小值。距波源的距離愈近，聲壓極大極小值的點(diǎn)就愈密。聲學(xué)上把由子波的干涉在波源附近的軸線(xiàn)上產(chǎn)生的一系列聲壓極大極小值的區(qū)域稱(chēng)為超聲場(chǎng)的近場(chǎng)區(qū)。1.2圓盤(pán)聲源聲束軸線(xiàn)上的聲壓分布1.2圓盤(pán)聲源聲束軸線(xiàn)上的聲壓分布波源軸線(xiàn)上最后一個(gè)聲壓極大值至波源的距離稱(chēng)為近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度，用N表示直探頭的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度：式中D——為圓形壓電晶片的直徑

λ——為超聲波波長(zhǎng)

A——方晶片（或矩形晶片）面積1.2圓盤(pán)聲源聲束軸線(xiàn)上的聲壓分布波源軸線(xiàn)上最后一個(gè)聲壓極大值至波源的距離稱(chēng)為近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度，用N表示由于近場(chǎng)區(qū)存在聲壓極大極小值，處于聲壓極大值的較小缺陷可能回波較高，而處于聲壓極小值的較大缺陷可能回波較低，引起漏檢，所以超聲波探傷中總是盡量避開(kāi)這一區(qū)域。在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)中，軸線(xiàn)上的聲壓隨距離增加而單調(diào)減少，在距離>3N時(shí)，圓盤(pán)源聲束上的聲壓與球面波的聲壓相差甚小。波束指向性與指向角022.1波束指向性晶片發(fā)出的超聲波束看作是筆直的傳播，經(jīng)過(guò)一段距離后，按一定角度擴(kuò)展輻射，非擴(kuò)散區(qū)域?yàn)榻鼒?chǎng)長(zhǎng)度（N）的1.67倍，大于1.67N為擴(kuò)散區(qū)，其優(yōu)劣常用指向角（θ?）表示。晶片發(fā)出的超聲波束與手電筒發(fā)出的光柱類(lèi)似，在靠近晶片較短的范圍2.1波束指向性探頭發(fā)出的超聲波束波束指向性：探頭發(fā)出的超聲波能量集中在一定區(qū)域并向一個(gè)方向輻射的現(xiàn)象。探頭發(fā)出的超聲波能量集中在一定區(qū)域并向一個(gè)方向輻射的現(xiàn)象稱(chēng)為波束指向性。超聲波的能量主要集中在2θ?以?xún)?nèi)的錐形區(qū)域內(nèi)，此區(qū)域稱(chēng)為主聲束，主聲束邊緣聲壓為零。主聲束旁側(cè)的波束為副聲束，副聲束能量低，傳播距離小。2.2波束指向角指向角θ0與λ比值有關(guān)，相同條件下，若晶片直徑（D）愈大或波長(zhǎng)（λ）愈短（頻率愈高），則指向角（θ0

）就愈小，波束指向性就愈好，超聲波能量集中，探傷靈敏度高，分辨率好，定位精確，不過(guò)近場(chǎng)長(zhǎng)度（N）也將愈大。對(duì)圓盤(pán)聲源輻射的縱波聲場(chǎng)，其聲束指向角（θ0）計(jì)算公式如下：D——為晶片的直徑λ——為超聲波波長(zhǎng)邊長(zhǎng)為a的方晶片聲束指向角計(jì)算式：超聲波的疊加、干涉、散射、繞射033.1波的疊加當(dāng)幾列波同時(shí)在一個(gè)介質(zhì)中傳播時(shí)，如果在某些點(diǎn)相遇，則相遇處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是各列波所引起的振動(dòng)的合成。合成聲場(chǎng)的聲壓等于每列聲波聲壓的矢量和，這就是聲波的疊加原理。3.1波的疊加相遇后各列聲波仍保持它們各自原有的特性（頻率、波長(zhǎng)、幅度、傳播方向等）不變繼續(xù)前進(jìn)，好像在各自的傳播過(guò)程中沒(méi)有遇到其他波一樣。比如樂(lè)隊(duì)，各自樂(lè)器發(fā)出來(lái)的聲波，我們最終聽(tīng)到的這個(gè)效果是各種樂(lè)器都有，和單獨(dú)聽(tīng)到某一個(gè)樂(lè)器的效果是一樣的，這種現(xiàn)象就充分證明波的疊加原理它的正確性。再比如水波，單獨(dú)觀察一個(gè)波紋時(shí)，仍然是原來(lái)單個(gè)波的狀態(tài)。3.2波的干涉兩列頻率相同，波型相同，相位相同或相位差恒定的波相遇時(shí)，由于波的疊加作用，在某些位置上振動(dòng)始終加強(qiáng)，而在另一些地方振動(dòng)始終減弱或完全抵消，這種現(xiàn)象稱(chēng)為波的干涉。3.2波的干涉波的疊加原理是波的干涉的基礎(chǔ)，疊加包括干涉；波的干涉是波的疊加的一部份。在超聲檢測(cè)中，由于波的干涉，使超聲波波源附近出現(xiàn)聲壓極大、極小值。從微觀上來(lái)講，要把晶片分解成各個(gè)質(zhì)點(diǎn)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)作為振源它發(fā)射出來(lái)的這個(gè)超聲波，就符合相干波源的條件，它產(chǎn)生的超聲波在探頭的附近就會(huì)產(chǎn)生干涉，干涉就會(huì)造成某個(gè)地方加強(qiáng)，某個(gè)地方減弱，就會(huì)造成屏幕上看到的在始波的附近，右側(cè)較小的區(qū)域內(nèi)雜波較多的現(xiàn)象。3.2波的干涉3.3波的散射超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)遇到小于超聲波的波長(zhǎng)的障礙物或其他不連續(xù)，而使超聲波向各個(gè)不同方向產(chǎn)生無(wú)規(guī)則反射、折射或衍射的現(xiàn)象稱(chēng)為散射。散射的結(jié)果是聲能分散、穿透力降低和引起不規(guī)則的草狀雜波，導(dǎo)致信噪比和靈敏度下降。3.3波的散射當(dāng)被檢工件為鑄件、探測(cè)面或反射面不平整、工件內(nèi)存在與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)臍饪缀蛫A雜時(shí)，散射現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。波在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)繞過(guò)其邊緣并繼續(xù)前進(jìn)的現(xiàn)象稱(chēng)為波的衍射或繞射。3.4波的衍射（繞射）3.4波的衍射（繞射）繞射現(xiàn)象取決于障礙物的尺寸（D）和波長(zhǎng)（λ）之比，當(dāng)D?λ時(shí)，聲波只有繞射；當(dāng)D≈λ時(shí)，有繞射和反射，且產(chǎn)生陰影區(qū)；當(dāng)D>λ時(shí)，以反射為主。超聲波發(fā)現(xiàn)的最小缺陷約為λ/2；缺陷小于λ/2,超聲波遇到缺陷發(fā)生繞射；缺陷大于λ/2，超聲波遇到該缺陷以反射為主，產(chǎn)生回波信號(hào)。超聲波的衰減044.1超聲波的衰減定義超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，超聲波的能量逐漸減弱的現(xiàn)象稱(chēng)為超聲波的衰減。4.2超聲波的擴(kuò)散衰減超聲波在傳播過(guò)程中，由于波束的擴(kuò)散使超聲波的能量隨距離增加而逐漸減弱的現(xiàn)象稱(chēng)為擴(kuò)散衰減。1平面波波陣面為平面，波束不擴(kuò)散，不存在擴(kuò)散衰減。2柱面波波陣面為柱面，波束向四周擴(kuò)散，存在擴(kuò)散衰減，聲壓與距離的平方根成反比。3球面波波陣面為同心球面，波束向四面八方擴(kuò)散，存在擴(kuò)散衰減，聲壓與距離成反比。4.3超聲波的散射衰減超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到聲阻抗不同的介面產(chǎn)生散亂反射引起衰減的現(xiàn)象，稱(chēng)為散射衰減。1散射衰減與材質(zhì)的晶粒密切相關(guān)，當(dāng)材質(zhì)晶粒粗大時(shí)，散射衰減嚴(yán)重，被散射的超聲波沿著復(fù)雜的路徑傳播到探頭，在示波屏上引起林狀回波（又叫草狀回波），使信噪比下降，嚴(yán)重時(shí)噪聲會(huì)淹沒(méi)缺陷波。4.4超聲波的吸收衰減超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)間內(nèi)摩擦和熱傳導(dǎo)引起超聲波的衰減，稱(chēng)為吸收衰減。1通常所說(shuō)的介質(zhì)衰減是指吸收衰減與散射衰減，不包括擴(kuò)散衰減。2對(duì)于固體介質(zhì)，吸收衰減相對(duì)于散射衰減可忽略不計(jì)，但對(duì)液體介質(zhì)來(lái)說(shuō)，吸收衰減是主要的。超聲波探傷基礎(chǔ)——超聲波傾斜入射時(shí)的反射、折射和波形轉(zhuǎn)換目錄超聲波傾斜入射時(shí)的反射、折射和波形轉(zhuǎn)換概述1超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面的反射2超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面的折射3臨界角4超聲波在特殊部位的反射5超聲波傾斜入射時(shí)的反射、折射和波形轉(zhuǎn)換概述011概述超聲波傾斜入射時(shí)的反射、折射和波形轉(zhuǎn)換當(dāng)超聲波傾斜入射到異質(zhì)界面時(shí)，除產(chǎn)生反射、折射現(xiàn)象以外，還往往伴隨著波型轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，即產(chǎn)生與入射波不同類(lèi)型的反射波和折射波。只發(fā)生在斜入射且介質(zhì)為固體的場(chǎng)合，并與界面兩側(cè)介質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面的反射022超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面的反射超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面的反射有兩束超聲波，其中一束是橫波一束是縱波，這種現(xiàn)象叫波型轉(zhuǎn)換。在反射過(guò)程中遵循反射定律在同一介質(zhì)中反射縱波和入射縱波的速度相同，所以縱波入射角等于縱波反射角；在同一介質(zhì)中反射縱波的速度大于橫波，所以縱波入射角大于橫波反射角。超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面的折射033超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面的折射超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面時(shí)，傳播線(xiàn)路發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫折射，在折射過(guò)程中也發(fā)生了波型轉(zhuǎn)換，即一束超聲波斜入射折射出去又變成兩束超聲波，其中一束是橫波一束是縱波。在折射過(guò)程中遵循折射定律：速度相同角度相等，速度大的角度大。臨界角044.1定義超聲波在斜入射至異質(zhì)界面時(shí)，當(dāng)入射角超過(guò)某一值時(shí)，反射或者折射的某種特定波型不再存在，則相應(yīng)的入射角稱(chēng)為臨界角。14.2第一臨界角在折射過(guò)程中，當(dāng)入射角增大時(shí)折射角也隨之增大，當(dāng)折射縱波的折射角達(dá)到90°時(shí)，稱(chēng)此時(shí)入射縱波入射角為第一臨界角。用αⅠ表示。對(duì)于有機(jī)玻璃與鋼的界面，αⅠ=27.6°。產(chǎn)生第一臨界角的前提是C1<C2，當(dāng)入射角大于第一臨界角時(shí)，第二介質(zhì)不再有折射縱波。24.3第二臨界角在折射過(guò)程中，當(dāng)入射角增大時(shí)折射角也隨之增大，當(dāng)折射橫波的折射角達(dá)到90°時(shí)，稱(chēng)此時(shí)入射縱波入射角為第二臨界角。用αⅡ表示。對(duì)于有機(jī)玻璃與鋼的界面，αⅡ=56.3°。產(chǎn)生第一臨界角的前提是C1<C2，當(dāng)入射角大于