声波的衰减

[2018-10-30]


声波的衰减(attenuation)
    衰减(attenuation)因素(factor),声波在介质(起决定作用的物质)中传播(spread)时,能量(energy)的衰减(损失(loss)),决定于声波的扩散、散射(或漫射)及吸收。
    
  (一)声波的扩散
    在理想的介质(起决定作用的物质)中,声波的衰减(attenuation),仅来之于声波的扩散。所谓扩散衰减,就是声波随着传播(spread)距离的增加(increase),在单位(unit)面积内声能的减弱。在探测中,由于所用的探头(Probe)的直径及频率(frequency)的不同,超声(Ultrasonic)波束的扩散也不同。
    
  (二)声波的散射(漫散或散乱)
  所谓散射(漫散或散乱)衰减(attenuation),就是声波在各向异性的金属(Metal)结晶组织的不均匀(jūn yún)性,或在晶粒粗大的界面上散射,使超声(Ultrasonic)能量(energy)衰减。声波的散射,主要是在粗大晶粒(与波长相比)的界面上产生,由于晶粒排列不规则(rule),声波在倾斜的界面上将发生反射及折射并同时变换波型,透过去的声波在第二个晶界面上又发生反射及折射,这样声波能量逐渐衰减。当晶粒与波长的比值(两数相比所得的值)为0.01~0.1时,散射很小,可以忽略不计,当比值(两数相比所得的值)大于0.1时,散射逐渐增大,以致于不能探测。
    
  (三)声波的吸收
    声波的吸收是由介质(起决定作用的物质)的导热(Heat conduction)性、粘滞性及弹性滞后造成的。超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器,它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷(裂纹、疏松、气孔、夹杂等)的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室,也可以用于工程现场。广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。 探伤器材大全是一个探测成品及原料中隐藏着的疵病或缺陷的各种方法的综合器。这种疵病及缺陷很难或根本不能由肉眼来发现。 磁粉标准试片一种硬磁性的单畴颗粒。它与粘合剂、溶剂等制成磁浆,涂布在塑料或金属片基(支持体)的表面,就可制成磁带、磁盘、磁性卡片等磁记录材料。磁粉是磁性涂料的核心组成,是决定磁记录介质磁特性的主要因素。磁粉对磁记录材料的性质影响极大。声波的吸收将声能直接转换为热量。吸收随频率(frequency)的升高而增加(increase)。
    1.气体(gas)中的吸收
    气体(gas)中的吸收主要是由粘滞系数(内摩擦)及导热(Heat conduction)系数决定。磁粉标准试片一种硬磁性的单畴颗粒。它与粘合剂、溶剂等制成磁浆,涂布在塑料或金属片基(支持体)的表面,就可制成磁带、磁盘、磁性卡片等磁记录材料。磁粉是磁性涂料的核心组成,是决定磁记录介质磁特性的主要因素。磁粉对磁记录材料的性质影响极大。提升力试块用于验证便携式磁粉探伤仪提升力大小测试提升力的根本目的就在于检验磁轭导入工件有效磁通的多少对于混合气体还有由于互相扩散而引起的吸收,吸收与频率(frequency)的平方成正比。
    2.液休中的吸收
    在液体(liquid)中声吸收的关系和在气体(gas)中差不多,但还与体积(volume)粘滞系数y有关,粘滞性液体的吸收主要由一般粘滞系数,决定,而低粘滞性液体的吸收,则由体积粘滞系数y决定。
3,固体中的吸收
固体中声波的吸收与固体结构(有关。在单晶体中,声波的吸收不大,主要由粘滞系数和导热(Heat conduction)系数决定。在多晶体中,声波的吸收由晶粒尺寸(size)D与波长λ之比决定,如图所示。
对于大多数固体和金属(Metal)来说,声吸收系数可由下式决定
            αa=Af+Bf4
式中A及B为常数,B了4项是由瑞利散射引起的,低频(Low frequency)时Af项是由弹性滞后引起的。

 


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