内容发布更新时间 : 2025/7/20 13:55:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第二章超声波发射声场与规则
反射体的回波声压
超声波探头(波源)发射的超声场，具有特殊的结构。只有当缺陷位于超声场内时，才有有可能被发现。
由于液体介质中的声压可以进行线性叠加，并且测试比较方便。因此对声场的理论分析研究常常从液体介质入手，然后在一定条件下过渡到固体介质。
又由于实际探伤中广泛应用反射法，因此本章在讨论了超声波发射声场以后，还讨论了各种规则反射体的回波声压。
第一节 纵波发射声场
一、圆盘波源辐射的纵波声场 1.波源轴线上声压分布
在不考虑介质衰减的条件下，图2.1所示的液体介质中圆盘源上一点波源ds辐射的球面波在波源轴线上Q点引起的声压为
式中 Po——波源的起始声压； ds——点波源的面积； λ——波长；
r——点波源至Q点的距离； κ———波数，κ=ω/c=2π/λ； ω——圆频率，ω=2πf； ‘ t——时间。
根据波的迭加原理，作活塞振动的圆盘波
源各点波源在轴线上Q点引起的声压可以线性迭加，所以对整个波源面积积分就可以得到波源轴线上的任意一点声压为
其声压幅值为
式中 Rs—波源半径；
χ——轴线上Q点至波源的距离。
上述声压公式比较复杂，使用不便，特作如下简化。
(2.1)
当χ≥2R，时，根据牛顿二项式 简化为
将(2.1)式
根据sinθ≈θ(θ很小时)上式可简化为
(2.2)
式中 Fs——波源面积，
(2.3)
(2.3)式表明，当χ≥3R；/A时，圆盘源轴线上的声压与距离成反比，与波源面积成正比。 波源轴线上的声压随距离变化的情况如图2.2所示。
(1)近场区：波源附近由于波的干涉而出现一系列声压极大极小值的区域，称为超声场的近场区，又叫菲涅耳区。近场区声压分布不均，是由于波源各点至轴线上某点的距离不同，存在波程差，互相迭加时存在位相差而互相干涉，使某些地方声压互相加强，另一些地方互相减弱，于是就出现声压极大极小值的点。
波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度，用N表示。
声压P有极大值，化简得极大值对应的距
离为
式中n=O、1、2、3、??<(Ds-一x)/2λ的正整数，共有n+1个极大值，其中n=0为最后一个极大值。因此近场长度为
(2.4)
声压P有极小值，化简得极小值对应的距离为
式中，n=0、1、2、3、??
近场区探伤定量是