充滿香蕉視頻app連接:超聲波的空間或超聲振動所波及的部分介質稱為超聲場。描述超聲場的常用物理量主要有聲壓、聲阻抗、聲強等。


1. 聲壓


 假設某一(yi)點(dian)(dian)在(zai)沒有超聲(sheng)(sheng)波存(cun)在(zai)時(shi)的靜態壓(ya)強(qiang)為(wei)(wei)P0,存(cun)在(zai)超聲(sheng)(sheng)波時(shi)某一(yi)時(shi)刻所具有的壓(ya)強(qiang)P1,兩者之差即為(wei)(wei)該點(dian)(dian)的瞬時(shi)聲(sheng)(sheng)壓(ya)P。聲(sheng)(sheng)壓(ya)單(dan)位(wei)與壓(ya)強(qiang)單(dan)位(wei)相同,均(jun)為(wei)(wei)Pa(帕)。


有(you)效(xiao)聲壓(ya)是指在一定(ding)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)內,瞬(shun)時(shi)聲壓(ya)對時(shi)間(jian)取均(jun)方根值,即


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超聲波在介質中(zhong)傳播(bo)時(shi),介質每一點的聲壓隨(sui)時(shi)間(jian)和(he)(he)振動(dong)位移量的不同而變化,所(suo)以(yi)瞬時(shi)聲壓P是時(shi)間(jian)和(he)(he)位移的函(han)數,可由下式表達:


式 1.jpg



 由(you)式(2.1)可知,超(chao)(chao)聲(sheng)場中(zhong)某一(yi)點(dian)的(de)(de)(de)聲(sheng)壓(ya)按余(yu)弦函數周期性(xing)變化。聲(sheng)壓(ya)的(de)(de)(de)幅值與介(jie)質的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)、波速、質點(dian)振(zhen)動速度(du)(du)成(cheng)正比。通常固體介(jie)質由(you)于(yu)密(mi)度(du)(du)大、聲(sheng)速高(gao)(gao)和質點(dian)振(zhen)速高(gao)(gao),導(dao)致置于(yu)同一(yi)超(chao)(chao)聲(sheng)場中(zhong)的(de)(de)(de)介(jie)質(離(li)(li)聲(sheng)源距離(li)(li)相同),以固體介(jie)質中(zhong)的(de)(de)(de)聲(sheng)壓(ya)最高(gao)(gao),液體中(zhong)聲(sheng)壓(ya)次之,氣體中(zhong)聲(sheng)壓(ya)最小。當然,對于(yu)不同固體介(jie)質而(er)言,因材料性(xing)質、密(mi)度(du)(du)、聲(sheng)速等因素的(de)(de)(de)差異(yi),對應的(de)(de)(de)聲(sheng)壓(ya)也(ye)會(hui)有所區別(bie)。一(yi)般(ban)認為,探傷(shang)儀(yi)顯示(shi)屏上的(de)(de)(de)信號(hao)高(gao)(gao)度(du)(du)與聲(sheng)壓(ya)成(cheng)正比。



2. 聲阻抗


 超聲場中任(ren)一點的聲壓與(yu)該處質(zhi)點振動(dong)速度之(zhi)比稱為聲阻抗,也稱特(te)性(xing)阻抗,常用符號Z表示,單位為kg/(m2·s)[千克/(平方米·秒(miao))]:


式 2.jpg


 由式(2.2)可知,聲(sheng)阻(zu)抗的(de)大小等于(yu)介質(zhi)的(de)密度與波(bo)速的(de)乘積。不(bu)難看出,在同(tong)一聲(sheng)壓(ya)下(xia)(xia),Z增加(jia),質(zhi)點的(de)振動速度下(xia)(xia)降。因(yin)此(ci)聲(sheng)阻(zu)抗Z可理解為介質(zhi)對質(zhi)點振動的(de)阻(zu)礙作(zuo)用。類似于(yu)電(dian)(dian)學中的(de)歐姆定(ding)(ding)律 I=U/R,電(dian)(dian)壓(ya)定(ding)(ding),電(dian)(dian)阻(zu)增加(jia),電(dian)(dian)流減少。


聲(sheng)阻(zu)抗是(shi)表征介質(zhi)聲(sheng)學性質(zhi)的(de)重要(yao)物理(li)量。超聲(sheng)波在異(yi)種介質(zhi)界面(mian)上的(de)反射和透射情(qing)況(kuang)與聲(sheng)阻(zu)抗關系密切。



3. 聲強(qiang)


單位(wei)時(shi)間(jian)內在(zai)垂直于聲(sheng)(sheng)波傳播方向的介質指定面(mian)積(ji)上(shang)所(suo)通過的平(ping)均(jun)(jun)聲(sheng)(sheng)能量,稱為平(ping)均(jun)(jun)聲(sheng)(sheng)功率或平(ping)均(jun)(jun)聲(sheng)(sheng)能量流(liu)。單位(wei)面(mian)積(ji)上(shang)的平(ping)均(jun)(jun)聲(sheng)(sheng)功率稱為聲(sheng)(sheng)強度,簡稱聲(sheng)(sheng)強,通常用符(fu)號I表示,單位(wei)為瓦(wa)/平(ping)方米(W/㎡),可寫(xie)作


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由式(2.3)可(ke)知,在同一(yi)介質中(zhong),聲強與(yu)聲壓的平方成正比。



4. 聲壓級(ji)(ji)、聲強(qiang)級(ji)(ji)


 直接使(shi)(shi)用(yong)聲(sheng)(sheng)壓、聲(sheng)(sheng)強(qiang)等物理量描(miao)述實際生活(huo)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)各(ge)種聲(sheng)(sheng)音(yin),數(shu)(shu)值變化(hua)(hua)范圍會非常寬,涉及的(de)(de)(de)數(shu)(shu)量級也相差(cha)巨大,如果使(shi)(shi)用(yong)對(dui)數(shu)(shu)標(biao)度(du)(du)來(lai)進行比較計算(suan)就能大大簡化(hua)(hua)運(yun)算(suan)。另(ling)一個原因是人耳對(dui)聲(sheng)(sheng)音(yin)的(de)(de)(de)接收(shou)更接近正比于其對(dui)數(shu)(shu)值,并非正比于強(qiang)度(du)(du)。因此,在聲(sheng)(sheng)學中(zhong)(zhong)普遍使(shi)(shi)用(yong)對(dui)數(shu)(shu)標(biao)度(du)(du)對(dui)聲(sheng)(sheng)壓、聲(sheng)(sheng)強(qiang)等參數(shu)(shu)進行度(du)(du)量,對(dui)應(ying)的(de)(de)(de),分別稱為聲(sheng)(sheng)壓級、聲(sheng)(sheng)強(qiang)級,單位用(yong)Bel(貝爾)表示,因為貝爾的(de)(de)(de)單位比較大,工程(cheng)上使(shi)(shi)用(yong)時(shi)將其縮至(zhi)1/10后以dB(分貝)為單位。


 聲壓級的符號通常用Lp表示。定義聲壓級為將待測聲壓的有效值Pe與基準聲壓P0。的比值取以10為底的常用對數,再乘以20,即


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 在空氣中,基準聲壓為P0=2×105Pa,這個數值是正常人聽覺對1kHz聲音稍稍感知到的最低聲壓值,低于此,通常人的聽覺系統就感知不到了,亦即聽閾聲壓級為0dB。人耳的聽覺從可聽閾的2×105Pa的聲壓到痛閾的20 Pa,兩者相差100萬倍,而用聲壓級來表示則變化為0~120dB的范圍,使對聲音的描述大為方便。


聲強級的符號為LI,定義為待測聲強I與基準聲強I0的比值取以10為底的常用對數,再乘以10,即


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在空氣中,基準聲強I0取為1×1012 W/㎡,與空氣中基準聲壓相對應,是能夠引起人耳聽覺的最低聲強。


垂直線性(xing)較好的探傷儀,顯示屏顯示的信號高度與聲壓成(cheng)正(zheng)比,有


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式中,基準聲壓P1和基準聲強H1可任意選取。


常(chang)用聲壓(ya)比(bi)(波高比(bi))對應的分(fen)貝值(zhi)見表2.1.


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