1 混凝土超声检测知识第一章 声学概念一、 波形及其参数波是物质运动的一种运动型式。波动可分为两大类：一类是机械波，它是由机械振动在弹性介质中引起的波动过程，如水波、 声波等；另一类是电磁波， 它是由电磁振荡所产生的变化电场和变化磁场在空间的传播过程，如无线电波、红外线、可见光等。声波是物体机械振动时迫使周围介质也发生振动并使振动向外传播而形成的一种波动。人们通常听到的声波频率范围是20～20000Hz，叫可闻声波。但声波频率超过 20000Hz时，人耳就听不见了，这种声波叫超声波。频率低于20Hz 的叫次声波，人耳也听不到。各种声波的频率范围见表1-1。表 1-1 各种声波的频率范围（Hz）次声波可闻声波超声波特超声波0～20 20～20000 2×104～1010＞1010在弹性介质中，任何一个质点作机械振动时，因为这个质点与其邻近的质点间有相互作用的弹性力联系着， 所以它的振动将传递给与之相邻的质点，使邻近的质点也同样发生振动然后振动又传递给下一个质点，依次类推。这样振动就由近至远向各个方向以一定速度传播出去， 从而形成机械波。 从上述可知， 机械波的产生必须要有产生机械振动的振源和传播振动的介质。将接收换能器置于某点接收由声源传过来的声波，实际上就是接收该点在声波作用下的振动过程。 振动大小和方向随时间而变化的过程曲线就称为波形。超声仪屏幕上的图形就是传播到接收换能器所在位置质点振动位移随时间变化的曲线。由于谐振运动是最简单的振动，所以它产生的余弦波是最简单、最基本的波。 先讨论余弦振动在均匀介质中传播的波动方程。 图 1-1 表示离振源一定距离处的质点位移随时间的变化曲线，振源为一余弦振动。其振动方程如下：tAyωcos（1-1 ）式中 A ——振幅ω ——角频率 t——时间y——质点在 t 时刻离开平衡位置的位移波形参数：周期 T——相位相同的相邻的波之间所经历的时间称为周期。频率 f——周期的倒数称为频率，单位赫兹或千赫兹（ Hz，kHz）。混凝土超声检测使用频率一般在 20~200kHz 之间，f 与圆频率的关系为 ω ＝2π f 。振幅 A——波动的幅度， 表征波的强弱， 通常以分贝（db）或直接以屏幕上波高度的电压表示。波长 λ ——声波波动一次所传播的距离。T 振幅A 时 间A 图 1-1 波形图2 波速 v——单位时间波传播的距离，以m/s 或 km/s 表示。波长、频率、波速间有如下关系：λ = fv（1-1 ）例如超声波通过混凝土后被接收到，...
