超聲波波的類型及波速測量介紹
波的類型及波速測量
一.超聲波的類型
根據(jù)波動傳播時介質質點的振動方向相對于波的傳播方向的不同,可將波動分為縱波、橫波、表面波和板波等。
1. 縱波L
介質中質點的振動方向與波的傳播方向互相平行的波,稱為縱波,用L表示。
當介質質點受到交變拉壓應力作用時,質點之間產生相應的伸縮形變,從而形成縱波;凡能承受拉伸或壓縮應力的介質都能傳播縱波。固體介質能承受位伸或壓縮應力;液體和氣體雖不能承受拉伸應力,但能承受壓應力產生容積變化。因此固體、液體和氣體都能傳播縱波。鋼中縱波聲速一般為5960m/s??v波一般應用于鋼板、鍛件探傷。
2. 橫波S(T)
介質中質點的振動方向與波的傳播方向互相垂直的波,稱為橫波,用S或T表示。
當介質質點受到交變的剪切應力作用時,產生剪切形變,從而形成橫波;只有固體介質才能承受剪切應力,液體和氣體介質不能承受剪切應力,因此橫波只能在固體介質中傳播,不能在液體和氣體介質中傳播。鋼中橫波聲速一般為3230m/s。橫波一般應用于焊縫、鋼管探傷。
3. 表面波R
當介質表面受到交變應力作用時,產生沿介質表面?zhèn)鞑サ牟?,稱為表面波,常用R表示。又稱瑞利波。
表面波在介質表面?zhèn)鞑r,介質表面質點作橢圓運動,橢圓長軸垂直于波的傳播方向,短軸平行于波的傳播方向;橢圓運動可視為縱向振動與橫向振動的合成,即縱波與橫波的合成,因此表面波只能在固體介質中傳播,不能在液體和氣體介質中傳播。
表面波的能量隨深度增加而迅速減弱,當傳播深度超過兩倍波長時,質點的振幅就已經(jīng)很小了,因此,一般認為表面波探傷只能發(fā)現(xiàn)距工件表面兩倍波長深度內的缺陷。表面波一般應用于鋼管探傷。
4. 板波
在板厚與波長相當?shù)谋“逯袀鞑サ牟?,稱為板波。根據(jù)質點的振動方向不同可將板波分為SH波和蘭姆波。板波一般應用于薄板、薄壁鋼管探傷。