超聲檢測(cè)原理ppt課件-文庫吧資料
2025-05-09 18:28本頁面
【正文】 晶片面積和起始聲壓成正比 ， 而與波長和聲程成反比 。 ???44222 DDN ???當(dāng) xN時(shí)稱為遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū) ， 此時(shí)聲壓隨距離增加而下降 ， 但只有聲程大于 3N后 ， 聲壓與聲程才比較符合反比關(guān)系 。 由于近場(chǎng)區(qū)中聲壓的起伏很大 ， 在近聲場(chǎng)中進(jìn)行正確檢測(cè)比較困難 。 最大值出現(xiàn)在聲程相當(dāng)于 N、 N/ N/ N/12…各點(diǎn) ， 而最小值出現(xiàn)在聲程相當(dāng)于 N/ N/N/ N/16… 各點(diǎn) 。 探頭中心軸線上的聲壓分布如用平面波理論分析可得下式 式中 a輻射圓盤半徑 ? ??????? ??? xxapp 220 s i n2 ??檢測(cè)時(shí)測(cè)得的信號(hào)高度與聲壓成正比 ， 中心軸上的聲壓分布如圖所示 。 離探頭很近的地方可認(rèn)為是平面波 ， 遠(yuǎn)離探頭的地方則視為球面波 。 超聲波的頻率很高 ， 其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般聲音 ， 這就是超聲波能夠用于檢測(cè)的前提 。 在聲場(chǎng)中的某點(diǎn) ， 在與指定方向垂直的單位面積上 ， 單位時(shí)間內(nèi)通過的平均聲能 ， 稱為聲強(qiáng)度 ， 以 I表示 。 vcp ?? 超聲檢測(cè)中 ， 可以到觀察熒光屏上出現(xiàn)的反射波高度 ， 該高度與聲壓 p 成正比 。 聲壓 (p)是指聲傳播時(shí) ， 造成介質(zhì)中某點(diǎn)的壓強(qiáng) ， 單位為帕斯卡 (Pa)， 1Pa=1N/m2 聲波在介質(zhì)中傳播時(shí) ， 介質(zhì)中每一點(diǎn)的聲壓將隨時(shí)間和距離的變化而改變 。 當(dāng)棒的直徑d≤ (波長 )時(shí) ， 棒波的速度與泊松比無關(guān) ，可表示為 總之 ， 介質(zhì)彈性能越好 (E和 G越大 )、 密度 ρ 越小 ， 則聲波在介質(zhì)中的傳播速度越高 。 表面波聲速 ???? Ec L ?????))21(1(1???GEc S ????)1(21??? Gc B???1 縱波速度在氣體中每秒為幾百米 ， 在液體中為 1～ 2km/s， 固體中為 3～ 6km/s。 (3)聲速 、 波長和頻率 聲速是聲波在介質(zhì)中傳播的速度 (c)， 波長是指聲波每振動(dòng)一次所走過的距離 (λ )， 頻率是指每秒鐘聲波振動(dòng)的次數(shù) (f)， 三者之間的關(guān)系 fc ??聲速由介質(zhì)決定 ， 在各向同性的無限大彈性固體中 ， 聲速可用下式表示 式中 E介質(zhì)的正彈性模量 ， ρ 介質(zhì)的密度 ，K常數(shù)與波型有關(guān) 。 惠更斯原理在超聲檢測(cè)中獲得了廣泛應(yīng)用 ， 不僅適用于機(jī)械波 ，同樣也適用于電磁波 。 這說明可以把狹縫看作新的波源 。 (2)波的衍射 波在彈性介質(zhì)中傳播時(shí) ， 如果遇到障礙物或其它不連續(xù)的情況 ， 而使波陣面發(fā)生畸變的現(xiàn)象稱為波的衍射 。 當(dāng)在聲波傳播方向上的介質(zhì)厚度恰為半波長的整數(shù)倍時(shí)就會(huì)產(chǎn)生駐波現(xiàn)象 。 疊加波 ， 若符合相干條件 (頻率相同 ， 傳播方向一致和有一定的相位關(guān)系 )， 則在空間某些地方振動(dòng)始終加強(qiáng) ， 而在另一些地方則始終減弱或完全消失 ， 這種現(xiàn)象稱為波的干涉 。 為合成某一脈沖 ， 脈沖寬度愈窄 ， 需要數(shù)量愈多的正弦子波 ， 子波具有與中心頻率不同的頻率 。 脈沖波由若干正弦波疊加而成 ， 1MHz的脈沖波是由 、 1MHz和 成的 。 212 聲波的波動(dòng)特性 聲波的波動(dòng)特性 ， 主要是指幾個(gè)波相遇時(shí)出現(xiàn)的干涉 、 疊加以及衍射現(xiàn)象 。 對(duì)稱型板波在傳播中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)以板厚為中心面對(duì)稱，上下表面上質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位相反，中心面上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方式類似于縱波。這種波稱為板波，也稱蘭姆波。 表面波常用符號(hào) R 表示，圖中表示的是瞬時(shí)的質(zhì)點(diǎn)位移狀態(tài)。 由于液體和氣體介質(zhì)沒有剪切彈性，因此不能傳播橫波。 橫波用符號(hào) T或 S表示。任何彈性介質(zhì) (固體、液體和氣體 )中都能傳播縱波。 211 波動(dòng)的種類與波型 波的種類是根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波動(dòng)傳播方向的關(guān)系來區(qū)分 ， 可分為 縱波 、 橫波 、 表面波和 板波 ， 如圖所示 。 研究超聲波傳播時(shí) ， 可以將彈性介質(zhì)看成是相互間由彈性力聯(lián)系著的無數(shù)質(zhì)點(diǎn)所組成 。 質(zhì)點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為振動(dòng) ， 振動(dòng)是波動(dòng)的產(chǎn)生根源 ， 波動(dòng)是振動(dòng)的傳播過程 。 而超聲檢測(cè)則著重描述介質(zhì)中超聲傳播特性的物理量 (如聲速、聲衰減、聲阻抗等 )的測(cè)定。 超聲檢測(cè)和超聲加工處理之間的區(qū)別明顯，超聲加工往
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