超声波探伤理论基础
第一章 超声波探伤的物理基础
第一节 波的一般概念
1.波
介质的一切质点,是以弹性力互相联系着的,某质点在介质内振动,能激起周围的质点振动。振动是一种很普遍的运动形式,物体在一定位置附近作周期性的往复运动叫作机械振动。例如:钟摆的来回摆动,活塞的往复运动都是机械振动。
振动在弹性介质内的传播过程称为波动,简称“波”。(有机械波和电磁波) 波是传递能量的一种方式,波在传播振动的同时,也将波源的能量传播出去,即产生新的波源。例如:超声波探伤就是将探头晶片(波源)振动的能量传递到钢材中去。
2.声波
声波是一种机械波,可在气体、液体、固体中传播;根据频率不同,它可分为次声波、可闻波、超声波和特超声波。
(1).次声波. 频率 ( f ) 低于 20 Hz/秒叫作次声波。 (2).声波. 频率 ( f ) 大于 20Hz/秒,小于20000Hz /秒 叫作声波(可闻波)。
(3).超声波: 频率 ( f ) 大于 20000Hz
/秒; 小于 10000MHz/秒叫作超声波。
(4).特超声波. 频率 ( f ) 大于10000MHz/秒 叫作特超声波。
我们用来探伤的频率在 0.5MHz/秒~15MHz/秒。 声波的频率越高,越与光学的某些特征(如反射、折射定律)相似。
超声波比可闻波的波长短得多,有相似于光的直线传播的性质,因为它的波长短,就是小缺陷引起的反射也比较大,很容易被发现。 3. 超声波的发射和接收
某些材料,如:石英(Sio),硫酸锂(LiSo); 锆钛酸铅(PzT-5)等
由于它们具有压电性,即在一定方向上施加一定电压时,在其厚
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