超声波传播的衰减
声波在介质中传播时会被吸收而减弱,气体吸收最强而衰减最大,液体其次,固体吸收最小而衰减最小,因此对于一给定强度的声波,在气体中传播的距离会明显比在液体和固体传播的距离短。声波在介质中传播时,其声压和声强的衰减规律。
声波能量的衰减决定于声波的扩散、散射和吸收。在理想的介质中声波的衰减仅仅来自于声波的扩散,即随着声波传播距离的增加,在单位面积内声能会减弱。散射衰减是指声波在固体介质中颗粒界面上的散射,或在流体介质中有悬浮粒子的散射。而声波的吸收是介质的导热性、粘滞性及弹性滞后等因素造成的,如介质吸收声能并装换为热能,吸收随声波频率的升高而增高。另外声波在介质中传播时衰减的程度还与声波的频率有关,频率越高,声波的衰减也越大,因此超声波比其他声波在传播时的衰减更明显。
衰减的大小用衰减系数表示,工程应用时多将其单位即为等表示。衰减系数与介质特性、介质中粒子的颗粒大小等因素有关。显然晶粒越粗、频率越高,衰减愈大,衰减系数往往会限制最大探测距离。 |