《超声波概念及特性》PPT课件

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1、超声波概念及特性超声波概念及特性教学目的：了解超声波基础及一般概念，掌握超声波在介质中的传播特性。超声波概念及特性一、振动1、振动现象物体在一定位置附近作来回往复运动称为振动。高频电压下晶体运动。钟表摆的运动；汽缸活塞运动；弹簧振子运动；固体分子热运动;一切发声物体运动(喇叭、音叉、振动棒)；超声波概念及特性一、振动2、基本振动：在周期性直线振动中最基本最重要的是简谐振动。3、振动规律：质点离开平衡位置的位移随时间的变化规律遵循余弦（或正弦）函数规律。超声波概念及特性一、振动X－质点离开平衡位置的距离；A－质点离开平衡位置的

2、最大位移绝对值，即振幅；－角频率，＝2f；（t＋）－简谐振动的相位；－t＝0时初始相位。振幅A、周期T、频率f、相位（t＋）是描述简谐振动物理量超声波概念及特性二、波动水波；声波；电磁波；1、波动现象：振动在介质中传播过程就称为波动，简称波。波动传播过程只有能量的传递，而没有质量的传输，波动并不引起介质本身作总体运动。在波动过程中，质点始终在平衡位置附近作往复运动并不随波前进。如：漂浮在水中的木块。超声波概念及特性二、波动2、波动方程C－波速；X－波线上某任意位置点离开原点0距离；描述在时间t，距离原点0为X

3、的某点(B点)的位移。超声波概念及特性二、波动3、波的类型：连续波：指持续时间不断，具有许多单独的等幅波峰的波。脉冲波：指持续时间有限的波，持续时间通常为微秒数量级。通常超声波探伤使用的是窄频带脉冲波。连续波、脉冲波超声波概念及特性二、波动4、波的描述波速：在弹性介质中，波在单位时间内所传播的距离，称为波速。常用C表示。在同一种介质中，不同的波，其波速不同；同一种波在不同介质中，波速也不同。超声波概念及特性二、波动4、波的描述波长：一个完整波的距离（波峰与波峰或波谷与波谷之间的距离）称为波长。用表示。超声波概念及特性二、波

4、动4、波的描述周期：波向前移动一个波长所需的时间，如波由一个波峰传到另一个波峰的时间叫波的周期。频率：任一给定点在单位时间里所通过完整波的个数叫波的频率。频率在数值上等于周期的倒数。超声波概念及特性三、超声波振动频率超过20KHz的机械波即为超声波。超声波探伤常用频率范围：0.5MHz～10MHz。振动波介质传播20Hz20KHz频率次声波超声波可闻声波超声波概念及特性三、超声波超声波特性：1、超声波在介质中传播遇到不同介质的界面会发生反射。超声波在材料中传播遇到缺陷（即不同介质），当缺陷尺寸大于或等于超声波波长时，超声波在

5、缺陷面上反射回来，探伤仪显示出反射波；当缺陷尺寸小于波长时，超声波则绕射而过，不发生反射。超声波概念及特性三、超声波超声波特性：2、超声波方向性好。超声波频率愈高，方向性愈好。在实际探伤中一般采用很窄的超声波波束在材料中传播，很容易确定出缺陷的位置。超声波概念及特性三、超声波超声波特性：3、超声波在介质中传播能量大。如：频率为1MHz的超声波所传播的能量，相当于振幅相同，频率为1KHz的声波的100万倍。超声波在很多材料中能够入射，因此，超声波在探伤中得到广泛应用。超声波概念及特性三、超声波超声波特性：4、超声波在介质中传播

6、散射程度与材料的晶粒度密切相关。超声波的散射程度取决于入射材料晶粒度大小与超声波波长之比。当晶粒度比波长小得多时，即细晶粒材料，超声波几乎没有散射。超声波概念及特性三、超声波超声波特性：1、超声波在介质中传播遇到不同介质的界面会发生反射。2、超声波方向性好。超声波频率愈高，方向性愈好。3、超声波在介质中传播能量大。4、超声波在介质中传播散射程度与材料的晶粒度密切相关。超声波概念及特性本课小结：振动是波动的基础。波动是振动在介质中的传播。振动频率超过20KHz的机械波即为超声波。探伤常用超声波频率为：0.5MHz～10MHz。

7、超声波的传播特性为超声波在探伤领域的应用奠定客观基础。思考题：如何理解超声波与振动和波动关系？