超声波检测的物理基础
超声检测-物理基础
机械振动
机械波
机械振动——谐振动
振动：质点不停地在平衡位置附近往复运动的状态。 谐振动：质点受到跟位移成正比、方向总是指向平衡位置的回 复力作用下的振动。
振动方程：
y A cos t A : 振幅
＝2 f ：角频率 ：初始相位
机械振动——谐振动
特点： 位移随时间的变化符合余弦规律； 振幅和频率始终保持不变、自由、周期的振 动——最基本、最简单的理想的振动； 固有频率由系统本身决定； 只有弹力或重力做功，机械能守恒。
频谱分析在超声检测中的应用 ——提高超声无损检测分辨率的方法 （《无损检测》 1997（4），P91 ）
远场分辨率：两相距2mm反射体
c d 2f 测得：f 1.4MHz d 2.1mm
频谱分析在超声检测中的应用 ——提高超声无损检测分辨率的方法 （《无损检测》 1997（4），P91 ）
机械波——产生与传播
机械波 机械振动在介质中传播形成机械波。 弹性介质 由以弹性力保持平衡的各个质点所构成。
机械波——产生与传播
产生机械波的条件 机械振动源、弹性介质。 特点： 机械振动是机械波的根源、机械波是机械振动状态的 传播。 机械波的传播不是物质的传播，而是振动状态和能量 的传播。
超声检测的历史
1964年，焊缝超声检测技术。
70’，裂纹高度测量，结合断裂力学，评估结 构强度和寿命预测。 80’，随着电子技术和计算机的发展，超声检 测自动化和成像技术发展迅速。
超声波的特点
超声波能量高
超声波穿透力强 超声波方向性好
超声检测第一、二、三章
两列频率相同、振动方向相同、相位相同或相位差恒 定的波相遇时，介质中某些地方的振动互相加强。而 另一些地方的振动互相减弱或完全抵消的现象。产生 干涉的波叫相干波，其波源叫相干源。
31
当两列波的波程差等于波长的整数倍时， 二者互相加强，合成幅度达最大值。
当两列波的波程差等于半波长的奇数倍时， 二者互相抵消，合成幅度达最小值。 二、驻波
换； 4）穿透能力强。
12
第二节 波的类型
一、根据质点的振动方向分类 1、纵波L（压缩波、疏密波） 质点振动方向与波的传播方向相互平行的波。
纵波传播时，质点受交变拉伸应力作用，质 点之间发生相应伸缩形变，质点疏密相间。
纵波可在固体、气体和液体中传播。 固体介质能承受拉伸或压缩应力,因此固体介 质可以传播纵波;液体和气体虽不能承受
波动与振动是相互关联的，振动是波动的根 源，波动是振动形式和振动能量的传播。这种 传播是通过质点的连续位移变化来实现的，质 点并不发生迁移。
8
2、波长、频率和波速 波长λ—同一波线上相位相同的相邻两质点 间的距离。或简单地说：介质任一质点完成一 次全振动波的传播距离。 频率f—波动过程中，任一给定点在1秒钟内 所通过的完整波的个数。与质点振动频率相等。 波速C—波在单位时间内所传播的距离。 λ、f、C之间的关系：
弹性模量和密度有关。
C B
2、声速与温度的关系 除水以外，液体中的声速随温度升高而降低； 水中声速随温度升高而升高。
28
三、声速测量 1、超声波探伤仪 a.比较法测量：（已知水中声速） 将探头置于待测试件上，使底波对准某一刻
度，试件中传播时间为： t=2d/C1
将探头置于水中，调节探头位置使水层底面 回波对准同一位置。则水中传播时间为：
超声波检测
超声波检测(船舶教材)（幻灯片稿本编写：孟传亨）§1超声波检测物理基础1 机械振动和机械波1.1 机械振动：一个物理量的值在观测时间内不停地经过极大值和极小值的周期变化，这种变化状态称为振动。
如果振动量是个力学量，如位移、角位移等，所作的振动称之为机械振动。
图1－1(教材中的图2－1和图2－2)表示了机械振动的两个示例。
1.1.1两个表征振动的参数：周期T：完成一次全振动所需的时间，常用单位秒(s)。
频率f：单位时间内完成全振动的次数，单位为赫芝(Hz)。
1Hz＝1次/秒＝秒－1；1MHz＝106Hz。
1.1.2振动方程：最简单最基本的直线振动称为谐振动，任何复杂的振动都可视为多个谐振动的合成。
描述谐振动质点M位移y与时间t关系的谐振动方程如下：y＝Acos(ωt＋φ) （1－1）式中：y——为振动幅度在任一瞬间时t的数值；A——为振幅，是y的最大值；ω——角频率(角速度)，ω＝2πf；φ——初始相位角，即t＝0时质点M的相位；(ωt＋φ)——质点M在t时刻的相位。
可用图1－2（教材中的图2－6）来进一步说明物体谐振动时，位移是时间的正弦或余弦函数。
1.2 机械波和声波：1.2.1机械波的形成机械振动在介质中的传播称为机械波，机械振动在弹性体中的传播称之为弹性波（声波）。
图1—3（教材中的图2－3）是弹性体的模型，可用来说明机械波的形成。
1.2.2产生机械波的两个条件：1.作机械振动的波源；2.传播振动的介质。
1.2.3超声波如果以频率f来表征声波，并以人的可闻频率为分界线，则可把声波划分为次声波（f＜20Hz）、可闻声波（20Hz≤f≤20kHz）和超声波（f＞20kHz）。
在超声波检测中最常用的频率范围为0.5～10MHz。
1.2.4三个表征波动的参数：频率f：波在单位时间内通过给定点的完整波的个数称为波的波动频率；波长λ：波在一个周期内传播的距离称为波长；波速c：声波在单位时间所传播的距离称为波速。
超声基础知识部分
第一单元超声波检测的物理基础1、机械振动：有些物体在某一固定的位置（即平衡位置）附近作周期性的往复运动，这种运动形式被称为机械振动，简称振动。
2、自由振动：做振动的系统在外力的作用下物体离开平衡位置以后就能自行按其固有频率振动，而不再需要外力的作用，这种不在外力作用下的振动称为自由振动。
3、无阻尼自由振动：理想情况下的自由振动叫无阻尼自由振动。
自由振动时的周期叫固有周期，自由振动时的频率叫固有频率，它们由振动系统自身条件所决定，与振幅无关。
4、简谐振动：最简单最基本的直线无阻尼自由振动称为简谐振动，简称谐振。
5、在周期性外力的作用下产生的振动称为受迫振动，这个周期性的外力称为策动力。
6、机械波：机械振动在弹性介质中的传播过程，称为机械波。
机械波产生的条件：有机械振动振源和传播振动的弹性介质。
7、波长：在同一波线上两个相邻的振动相位相同的质点之间的距离，称为波长（即一个“波”的长度），用符号λ表示。
波长的常用单位是毫米（mm）或米（m）。
8、频率：单位时间内波动通过某一位置的完整波的数目，称为波动频率，也是质点在单位时间内的振动次数，用符号f表示。
频率的常用单位是赫兹（Hz），即（次）/秒。
波的频率是波源的振动频率，与介质无关。
9、周期：周期在数值上等于频率的倒数，它是波动前进一个波长的距离所需要的时间，用符号T表示。
周期的常用单位有秒（s）。
10、波速：在波动过程中，某一振动状态（即振动相位）在单位时间内所传播的距离叫做波速，用c表示，其常用单位为米/秒（m/s）。
波速的影响因素有：（1）介质的弹性模量和密度；（2）波的类型；（3）传播过程中的温度。
11、惠更斯原理：媒质中波动传到的各点，都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包迹就决定新的波阵面。
惠更斯原理对任何波动过程都适用，不论是机械波或电磁波，不论这些波动经过的媒质是均匀的或非均匀的。
利用惠更斯原理可以确定波前的几何形状和波的传播方向。
超声基础-物理基础
物理基础第一节声波的定义及分类一、定义物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中的传播现象称为波动，而引起听觉器官有声音感觉的波动则称为声波。
根据声波的传导方向与介质的的振动方向的关系，声波有纵波和横波之分。
二、横波所谓横波是指介质中的质点都垂直于传播方向运动的波。
人体的骨骼中，不但传播纵波，还传播横波。
三、纵波即介质中质点沿传播方向运动的波。
在纵波通过的区域内，介质各点发生周期性的疏密变化，因此纵波是胀缩波。
理想流体(气体和液体)中声振动传播方向与质点振动方向是平行的，只存在于纵波。
人体中含水70—80％，故除骨路、肺部以外软组织中的声速和密度均接近于水。
目前医用超声的研究和应用主要是纵波传播方式。
第二节超声显像物理基础一、超声波基本物理量1、超声波是声源振动的频率大于20000 Hz的声波。
2、超声波有三个基本物理量，即频率（f），波长（λ），声速（c），它们的关系是：c=f·λ或λ=c/f，传播超声波的媒介物质叫做介质，不同频率的超声波在相同介质中传播时，声速基本相同。
3、相同频率的超声波在不同介质中传播，声速不相同，人体软组织中超声波速度总体差异约为5％。
因此目前医用超声仪一般将软组织声速的平均值定为1541m/s。
通过该声速可测量软组织的厚度，由于目前超声仪所采用的是脉冲回声法，故该回声测距的公式是：t组织厚度=Ｃ·───2利用超声方法进行测距的误差也是5％左右。
4、声阻抗是用来表示介质传播超声波能力的一个重要的物理量，其数值的大小由介质密度ρ与声波在该介质中的传播速度c的乘积所决定，即：Z=ρ·c单位为Kg／m2·s。
5．临床常用的超声频率在2～10 MHz之间。
二、超声波的物理性能l、超声波在介质中传播时，遇到不同声阻的分界面且界面厚度远大于波长，会产生反射，反射的能量由反射系数R I=〔（Z2-Z1）/（Z2+Z1）〕2决定。
Z1、Z2为两种介质的特性声阻抗，Z=ρ·c (密度·声速）当Z1=Z2，为均匀介质，则RI＝0，无反射。
超声波检测主要公式
超声波检测主要公式Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】超声波检测主要公式1.物理基础部分:设B为波线上任意一点,距原点O的距离为x.因为振动从O点传播到B点所需的时间为x/c,所以B点处质点在时间t的位移等于O点上质点在时间(t-x/c)的位移,即:1.13衰减系数的测定和计算(1)试件厚度:2N<T≤200㎜(2)试件厚度>200㎜(3)薄试件(试件中多次底波的声程在未扩散区内)1.14声压公式(1)活塞波声压公式(2)球面波声压公式(3)近场区公式(a)第二介质剩余近场区长度N’(b)横波在第二介质中的近场区长度N’(c)非扩散区长度b≈1.64N(4)指向角公式(5)大平底面回波公式(6)平底孔回波公式(7)长横孔回波公式(8)短横孔回波公式(9) 球孔回波公式(10) 圆柱曲底面回波公式(11) 不同距离处的大平底与平底孔回波声压dB 差:(12) 考虑衰减系数时,不同距离处的大平底与平底孔回波声压dB 差(即与探伤仪实测情况对应):(13) 考虑衰减系数时,不同距离不同孔径两平底孔回波声压dB 差(即与探伤仪实测情况对应):2. 缺陷位置2.1平面检测2.1.1声程定位(a)缺陷水平距离(c) 缺陷深度2.1.2水平定位(a)缺陷水平距离(b)缺陷深度k n d ff τ=(当缺陷分别是二次波、三次波或四次波发现时,按2.1.1方法计算缺陷深度)2.1.3深度定位(a)缺陷水平距离(b)缺陷深度f f n d τ=(当缺陷分别是二次波、三次波或四次波发现时,按2.1.1方法计算缺陷深度)2.2曲面检测2.2.1圆柱曲面外圆检测(a)缺陷深度R-试件外半径;k-探头k值;d-平板试件中的缺陷深度(b)缺陷水平弧长2.2.2圆柱曲面内孔检测(a)缺陷深度r-试件内半径.(b)缺陷水平弧长2.2.3横波外圆周向探测圆柱形筒体试件时的最大探测厚度T m3.迟到波、三角形回波和61°波3.1纵波迟到波在钢中迟到距离3.2圆柱体试件径向检测时的三角形回波3.2.1纵波-纵波-纵波的三角形回波声程3.2.2纵波-横波-纵波的三角形回波声程3.361°反射波(在IIW试块上的声程)3.445°反射波(在IIW试块上的声程)4钢板水浸检测水层厚度公式5小径管水浸检测5.1偏心距x5.2焦距F5.3声透镜的曲率半径6复合层检测6.1复合良好时,底面回波与复合界面回波的dB差(底面与空气接触,超声波在底面全反射)6.2复合良好时,底面回波与复合界面回波的dB差(超声在底面不是全反射,底面反射率为r’)。
超声波检测总复习
λ=C/f 波长与频率成反比，与波速成正比。
3
⑸、声波、次声波和超声波
①次声波：频率＜20Hz的机械波；
②声波：频率=20～20000Hz的机械波；
T往(1r2)r'
16
声压反射率、透射率和声压往复透射 率计算： Ⅱ(458)例题1：不锈钢与碳钢的声阻抗差 约为1%，试计算复合界面上的声压反射 率？ 解：设碳钢的声阻抗Z钢=1，则不锈钢的 声阻抗Z不=1-1%=0.99
rZ 钢 Z 不 10 .9 90 .0 1 0 .00 0 .5 5 % Z 钢 Z 不10 .991 .99
阻抗不同的界面时产生散乱反射引起超声波的衰 减，同时在示波屏上形成草状回波。
③吸收衰减：超声波在介质中传播时，由于介 质中质点间内磨擦（即粘滞性）和热传导引起超 声波的衰减。
通常所说衰减指吸收和散射衰减，不包括扩散 衰减。
27
⑵、影响衰减的因素
介质的衰减程度与介质的晶粒尺寸、各向 异性系数和超声波的频率有关。晶粒尺寸越 大、各向异性越强、超声波频率越高，衰减 越大。
10
5、波的衍射 波在传播过程中遇到与波长相当的障碍物时，
能绕过障碍物边缘改变方向继续前进的现象， 称波的衍射或绕射。
波的绕射和障碍物尺寸Df及波长λ的相对大 小有关。当Df＜＜λ时，波的绕射强，当Df＞ ＞λ时，反射强，绕射弱，声波几乎全反射。 6、超声场的特征值
⑴、声压P 超声场中某点在某一时刻所具有的压强P1与 没有超声波存在时的静压强P0之比称为该点的 声压。
超声检测物理基础第二章5
c0
2
t
2
第四节
声波的传播规律
结论： 叠加性：当几列波同时在介质中传播时， 相遇处质点的振动是各列波引起的振动的合 成，在任意时刻该质点的位移是各列波引起 位移的矢量和。 独立性：几列波相遇后仍保持自己原有的 频率、波长、振动方向等特性并按原来的传 播方向继续前进。
第四节
声波的传播规律
二. 波的干涉
声学检测技术
第二章
超声检测的物理基础
2.4 波的叠加、干涉、衍射和惠更斯原理 一.波的叠加原理
第四节
声波的传播规律
当两列波同时在介质中传播时， 波列1：
p1
2
1 p1
2
波列2：
p2
2
c0
2
t
2
2
1 p2 c0
2
t
2
叠加：
( p1 p 2 )
2
1 ( p1 p 2 )
2 π r1
2
2 π r1
) )
A
A1 A 2 2 A1 A 2 cos
2
2 1 2π
r2 r1
常量
第四节
振幅
声波的传播规律
A
2 2
A1 A 2 2 A1 A 2 cos r2 r1 相位 2 1 2 π 叠加结果
A1 A 2 A A1 A 2
第四节
声波的传播规律
驻波：波干涉的特例
两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向 传播时相互叠加而成的波
波列1： 波列2：
p i p ia e
j ( t kx )
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周期、频率、波长、波速为四个特征量。
令波在一个周期T内所传播的路程为波长，用λ 表示。根据频率f和波速C的 定义，四者关系如下：
C=fλ =λ /T
(1-4)
波动每传播一个波长，波的相位就变化ω λ /C=2π，也即相隔整数倍波
长的各点是作同相位振动的。令k=ω /c=2π/λ ，k称为波数，描述波动的常
2 t T
弹簧振子受力振动后，振子Q离开平衡位置位移量X随时间 t的变化规律可由下列余弦函数（或正弦函数）描述：
X=Acos（2πt/T+φ）
或 X=Acos (ωt+φ)=Asin (ωt+φ+ π/2)
（1-2）
式中，X为t时刻振子Q离开平衡位置的距离；
A为振幅，表示振子Q在振动过程中的最大位移量；
钢板、锻件探伤
横波 振动方向垂直于播向 固体介质
焊缝、钢管探伤
表面波 质点椭圆运动，
长轴垂直播向
固体介质
钢管、薄板探伤
短轴平行播向
板波 对称(S)型
上下表面：椭圆运动
中心：纵向振动
固体介质(波长薄板)薄板薄壁管探伤
非对称(A)型上下表面：椭圆运动 中心：横向振动
主要特征量
质点振动方向与波动传播方向相互垂直的波型称为横波。当固体弹性介质 受到交变的剪切应力作用时，产生剪切变形，介质质点就会产生相应的横 向振动，质点的振动方向与波动的传播方向垂直，这种波型称为横波。因 横波是在剪切应力作用下产生的，故也称剪切波或切变波，用S表示。
横波S
图2.2.2
质 点 振 动 方 向
球面波
(三)柱面波
具有同轴圆柱面状的波阵面的超声波称为柱面波。柱面波可以看成是由具有 类似无限长细长柱体的形状的线源，在各向同性无限大介质中传播所致。
理想的柱面波是不存在的，当线源长度远远大于波长、而其径向尺寸又比波 长小得多时，此柱形源产生的波动可看成柱面波。
柱面波
小结一
1、物理基础
1.1波动方程与超声特点
T为周期，振子Q在平衡位置附近振动一次所需要的时间；
f为频率，单位时间内振子Q振动次数，与周期互为倒数， 即f=1/T。赫兹（Hz）单位为每秒振动一次1兆赫为1MHz；
（ωt+φ)为相位角，振子Q在振动过程中某一瞬间（t时刻） 所处的位置。在t=0时刻的相位角，称为初始相位；
ω为圆频率，表示在秒内的振动周期数? (每振动一次时间为360度)。
振幅A、周期T、频率f和相位角（ωt+φ）是描述简谐 振动的基本物理参数。
(二)波动
波动简称波，它是振动或振荡在物体或空间中的传播；振动是产生波动的 根源。
波动是振动的结果，是物质的基本运动形式之一。 波动可分称两大类，一类是机械波，另一类是电磁波。 两者有很大的本质区别，不可混淆。
超声波的特性之三
3、传播特性 超声波在弹性介质中传播时，质点振动位移小、振速高，强度与频率的
平方成正比，因此，其声压和声强远大于声波，使得超声检测具有很强 的穿透能力。在大多数介质中传输能量损失小，传播距离大，在一些金 属材料中检测范围可达数米；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 超声波的特性之四
4、波型转换特性 超声波斜入射在两个声速不同的异质界面上容易实现波型转换。纵波、
用物理量。
四、波形
波阵面的形状即波形。波阵面是指波动传播过程中某一瞬时振动相位相同 的所有质点联成的面。某一时刻，最前面的波阵面，也即该时刻波动到达 的空间所有的点的集合称为“波前”，这是波阵面的特例。波动传播方向 称为“波线”。 若按波阵面的形状来区分可把不同波源激发的超声波分为 平面波、活塞波、球面波和柱面波等。
质受到交替变化的拉伸、压缩应力作用时，就会产生交替变化的伸长和压 缩形变，质点产生疏密相间的纵向振动，振动又作用于相邻的质点而在介 质中传播，受力质点的间距也会相应产生交替的疏密变化，产生纵波。纵 波也称为“压缩波”或“疏密波”，用L表示。
纵波L
图2.2.1
波动传播方向
质点振动方向
(二)横波S
2.2回波声压和分贝差
条件 公式 例示—计算法；试块法 不同规则反射体回波分贝差公式
小结三
2.3超声波探伤仪
模拟式 数字式 测厚仪
2.4换能器与试块
划分
横波、纵波探头（直探头、斜探头） 标准和对比试块（设计、制造和应用） DAC曲线制作和使用 （适用性、可靠性、比较性等方面）
思考
为什么超声波会在工件中衰减？什么是第一、第二、第三临界角？什么时候纵 波入射会产生横波全反射现象？超声检测底波高度法调节仪器应满足的条件是 什么？为什么超声纵波直探头在钢中近场长度比水中的短？
超声波检测的物理基础
第一章 超声波检测的物理基础
一、波动 (一)振动与波 物体或质点在某一平衡位置附近作往复运动，这种运动状态就叫做机械振
动，简称振动。如果物体或质点作周期性直线振动，它离开平衡位置的距 离与时间可以用正弦或余弦函数表示，称为简谐振动。 这是最基本最重要的周期性直线振动。
Y=ACOS(2пt/T+ φ)=ACOS(ωt+ φ)
束射性 反射性 传播性 波型转换
1.2超声波传播
波阵面和波形
连续波和脉冲波
驻波 波型 声速 声强 声阻抗
1.3超声波衰减
扩散 散射 吸收
小结二
2.1超声场
圆盘源纵波声场 指向性 (半扩散角，近场长度，非扩散区) 声压反射系数 (斜入射反射/折射—临界角) 入射角等于反射角；纵波反射角大于横波反射角；液体气体无横波
例如钟摆的运动，弹簧振子的运动，以及弦线和一切发声体的运 动等。振动和波动是物质的基本运动状态。振动的类型很多，除 了简谐振动外，还有固有振动、受迫振动、阻尼振动等，这些振 动都是较为复杂的振动，但基础是简谐振动，复杂振动可以通过 傅利叶分析的方法分解为多个简谐振动。所以，在超声检测中， 进行有关振动的分析时，常用弹簧振子Q作为基本分析模型。
二、超声波的特性
(一)声波的种类 超声波是声波的一种，广泛地应用于无损检测中。声波是在弹性介质中传
播的机械波，其种类按频率范围可以分为四类： 次声波频率在20Hz以下，人耳听不到； 声波在20Hz～20KHz之间，人耳可闻； 超声波20KHz～1000MHz，人耳不可闻； 特超声波在1000MHz以上，人耳不可闻。
平面波
（二）球面波 具有同心球面状的波阵面的超声波称为球面波。球面波可以看成是点 状球体源在各向同性弹性介质中以相同的速度向四面传播声波所致。
球面波的波源为一点，它的波阵面为球面，见图2.2.7所示。尺寸远 小于波长的点源在各向同性的介质中传播的波可视为球面波。球面波 波束向四面八方扩散，当不考虑介质衰减时，球面波各质点的振幅与 距离成反比。离源的距离越远，点源的辐射面积也越大，单位面积上 的声能（即声强）就越小。即声强与距离平方成反比。
属及非金属固体工件，自然界中的其他液体和大多数气体等。质点通过相 互间弹性联系，就可将振动能传输到足够远，这就是波动过程。
超声波声波归属于机械振动范畴。因此，产生超声波的条件：(1)要有产生 高频机械振动的声源；
(2)要有传播超声波的弹性介质。
y Acos(t kx)
2、波动方程
描述介质中质点相对于平衡位置的位移随时间变化的方程称为 行波的波动方程。波动方程式也可写成：
y=Acos（ ωt-- kx）
(1-3)
波动方程的物理意义：
(1)当距离x一定时，位移y仅为时间t的函数。这时波动方程表 示x处振动情况；
(2)当时间t一定时，位移y是距离x的函数。这时波动方程表示 某一时刻同一波线上各质点的位移情况；
(3)当t和x都变化时，波动方程表示在任意时刻波线上任意一点 的位移情况，k= ω /c为波数，波速也称相位速度。
横波、板波、表面波都可以通过压电晶片产生的纵波在异质界面实现不 同波型的转换。 横波探伤、表面波探伤就是利用这一转换特性的例示。还有反射和折射横 波等。 因此，波型转换的条件是斜入射。但是在钢/水界面，横波无波型转换。
三、超声波的波型
(一)纵波L 质点振动方向与波动传播方向相同或互相平行的波型称为纵波。当弹性介
区别
机械波是机械振动在弹性介质中引起的波 动过程。例如水波、声波、超声波等。
电磁波则是电磁振荡所产生的变化电场和
变化磁场在物体中或空间(如真空)的传播
过程，如无线电波、红外线、可见光、紫 外线、伦琴射线等。
1、机械波动的条件
机械波的产生除了需要振动波源，还必须有传播波动的弹性介质。弹性介 质是相互间由弹性力连系着的质点所组成的物质，例如超声检测的大量金
定义
超声波从声源向四周围传播扩散的过程用波阵面描述。 波线：在无限大且各向同性的介质中振动向各方向传播，其传播方向用波
线表示。 波阵面：同一时刻介质中振动相位相同的所有质点所连成的面。 波前：某一时刻振动传播到达的距声源最远的各点所连成的面。
(一)平面波
具有相互平行平面状波阵面的超声波为平面波。平面波可以看成为一 个无限大的平面声源，在各向同性的弹性介质中作简谐振动所传播的 波动。平面波的波阵面与声源平面平行，且沿直线传播时具有良好的 方向性。若无吸收，声压不随距离变化。理想的平面波是不存在的， 但如果声源截面尺寸比它所产生的波长大得多时，该声源发射的声波 可近似地看作是指向一个方向的平面波。若不考虑介质的衰减，平面 波声压不随声源距离的变化而变化 。
(四)板波
板波狭义地讲仅指兰姆波。 它是在板厚与波长相当的弹性薄板状固体中传播的声波。 即在板中传播的波既有振动方向与板面垂直的横波(简称SV波)又含有振动