什麼叫復頻超聲波

⑴ 什麼叫超聲波，什麼叫次聲波

頻率很高叫超聲波,頻率很低的叫次聲波.

⑵ 超聲波是什麼

聲波是物體機械振動狀態（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如，鼓面經敲擊後，它就上下振動，這種振動狀態通過空氣媒質向四面八方傳播，這便是聲波。 超聲波是指振動頻率大於20000Hz以上的,其每秒的振動次數（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質上是一致的，它們的共同點都是一種機械振動，通常以縱波的方式在彈性介質內會傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點是超聲頻率高，波長短，在一定距離內沿直線傳播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超聲成象所用的頻率范圍在 2∽5兆Hz之間，常用為3∽3.5兆Hz（每秒振動1次為1Hz，1兆Hz=10^6Hz,即每秒振動100萬次，可聞波的頻率在16－20，000HZ 之間）。超聲波是聲波大家族中的一員。
聲波是物體機械振動狀態（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如，鼓面經敲擊後，它就上下振動，這種振動狀態通過空氣媒質向四面八方傳播，這便是聲波。
超聲波是指振動頻率大於20KHz以上的，人在自然環境下無法聽到和感受到的聲波。
頻率高於人的聽覺上限（約為20000赫）的聲波，稱為超聲波，或稱為超聲。
超聲波在媒質中的反射、折射、衍射、散射等傳播規律，與可聽聲波的規律並沒有本質上的區別。但是超聲波的波長很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較，超聲波具有許多奇異特性：傳播特性——超聲波的波長很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍，因此超聲波的衍射本領很差，它在均勻介質中能夠定向直線傳播，超聲波的波長越短，這一特性就越顯著。功率特性——當聲音在空氣中傳播時，推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。由於超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的。空化作用——當超聲波在液體中傳播時，由於液體微粒的劇烈振動，會在液體內部產生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會使液體微粒之間發生猛烈的撞擊作用，從而產生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用，會使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）發生乳化，並且加速溶質的溶解，加速化學反應。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應稱為超聲波的空化作用。
頻率高於2×104赫的聲波。研究超聲波的產生、傳播、接收，以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產生超聲波的裝置有機械型超聲發生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應和電磁作用原理製成的電動超聲發生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質的磁致伸縮效應製成的電聲換能器等。

⑶ 什麼是次聲波和超聲波

人生活在聲波的世界裡。說話聲、唱歌聲、音樂聲、行車聲、嘈雜聲……其實，人能聽到的僅是聲波的一部分。實驗表明，人僅能聽到頻率在20～20000赫以內的聲波。這個范圍內的聲波叫可聞聲波。低於20赫的叫次聲波，高於20000赫的叫超聲波。次聲波和超聲波是人聽不見的。可聞聲主要應用於語言交流和音樂等。次聲波波長長，繞射能力強，不易被水、空氣和一般障礙阻擋吸收。地震、核爆炸產生的次聲可繞地球傳播兩三周。因此次聲可用來探測高空氣象、偵察核爆炸、預測地震等。超聲波波長短，對液體和固體有較強的穿透能力，可用來對機械零件探傷，診斷人體內臟器官病變、粉碎腎結石。還可用來清洗機械、儀器零件等。

19世紀時，德國科學家克拉尼通過實驗得出：2萬赫是人耳所能聽到的聲波的上限。後來人們就把這種超過2萬赫的人耳不能聽到的聲波叫做超聲波。

神奇的超聲與次聲超聲波有兩個很重要的特性：第一是它的定向性。由於超聲波的頻率很高，所以波長很短，因此它可以像光那樣沿直線傳播，而不像那些波長較長的聲波會繞過物體前進。超聲波碰到障礙物就會反射回來，通過接收和分析反射波，就可以測定障礙物的方向和距離。在自然界里，蝙蝠就是用口器發出超聲波，用耳朵接收反射波來辨別障礙物的，因此它在漆黑的岩洞里能夠飛翔自如，還能准確無誤地捕捉到小飛蟲呢！

超聲波的第二個特點是它在水裡能傳播很遠的距離。在空氣中，3萬赫的超聲波前進24米，強度就減弱過半；而在水裡，它前進44千米強度才減弱一半，是空氣中傳播距離的1800倍左右。由於光和其他電磁波在水裡步履維艱，走不了多遠，因此超聲波便成了探測水中物體的首選工具了。

第一次世界大戰的時候，德國潛水艇憑借浩瀚的海洋做掩護，頻頻襲擊英國和法國的巡洋艦。此時，法國科學家朗之萬心急如焚，他經過苦心鑽研，發明了一種叫聲吶的儀器。聲吶由超聲波發生器和接收器兩部分組成。發聲器主動發出超聲波，接收器接收並測量各種回聲，通過計算發出和收到信號的時間間隔來發現各種目標。精密的主動聲吶不僅能夠確定目標的位置、形狀，甚至還能分析出敵潛艇的許多性能呢。

在和平的年代裡，聲吶還被用來探測魚群、測定暗礁、港口導航等。用現代的側掃聲吶來考察海底的情況，它能清晰地把海底地貌描繪到圖紙上，畫出精確的「地貌聲圖」，誤差不超過20厘米。

同樣的道理，把超聲波送入人體，產生的反射波經過電子設備的處理，會在熒光屏上顯示出清晰的圖像，把人體內臟的大小、位置、彼此間的關系和生理狀況反映得清清楚楚。大家熟悉的醫院里常做的B超檢查，就是用B型超聲波來檢查肝、膽、胰以及子宮、盆腔、卵巢等重要內臟器官，及時發現其中的結石、腫瘤等病變。利用超聲波，醫生還能對懷孕婦女腹中的胎兒進行檢查。

超聲波檢測的原理應用到工程上，就是超聲探傷。只要向工件發射一束超聲波，遇到工件內隱藏的裂紋、砂眼、氣泡等，超聲波就會發生不正常的反射波，再小的缺陷也逃不過它的檢測。超聲波成了工程師明亮的「眼睛」。

超聲技術

自19世紀末到20世紀初，在物理學上發現了壓電效應與反壓電效應之後，人們解決了利用電子學技術產生超聲波的辦法，從此迅速揭開了發展與推廣超聲技術的歷史篇章。

1922年，德國出現了首例超聲波治療的發明專利。40年代末期超聲治療在歐美興起，1949年召開的第一次國際醫學超聲波學術會議上，才有了超聲治療方面的論文交流，為超聲治療學的發展奠定了基礎。1956年第二屆國際超聲醫學學術會議上已有許多論文發表，超聲治療進入了實用成熟階段。

國內在超聲治療領域起步稍晚，1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲治療機治療多種疾病，至50年代開始逐步推廣，並有了國產儀器。到了70年代有了各型國產超聲治療儀，超聲療法普及到全國各大型醫院。

⑷ 什麼是超聲波

聲波、超聲波，都是機械波。
人耳能聽到的聲波的頻率范圍是 20Hz 到 20kHz。
超聲波與聲波相比較，其頻率高於20kHz。
因為超聲波的頻率超過人耳聞域的頻率上限，稱為超聲波。
另外，頻率低於20Hz的機械波，稱為次聲波。
人耳聽不到超聲波，也聽不到次聲波。

⑸ 什麼叫超聲波

聲波的頻率范圍很大（從零以上到幾百萬以上），而人的聽力靈敏度卻有限，故科學家們將聽力靈敏度很低的20Hz以下的聲波定義為次聲波，將20KHz以上的聲波定義為超聲波；將聽力靈敏度還可以的聲波范圍（20Hz－－20KHz）定義為音頻聲波（聽力靈敏度最高的頻率是1KHz）。超聲波的指向性很強（頻率越高，越接近光波），故人們利用超聲波這一特性發明了超聲探傷、B超等應用。

⑹ 什麼叫超聲波，什麼叫次聲波

一、超聲波

超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易於獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大於人的聽覺上限而得名。

二、次聲波

頻率小於20Hz（赫茲）的聲波叫做次聲波。次聲波不容易衰減，不易被水和空氣吸收。而次聲波的波長往往很長，因此能繞開某些大型障礙物發生衍射。某些次聲波能繞地球2至3周。某些頻率的次聲波由於和人體器官的振動頻率相近甚至相同，容易和人體器官產生共振，對人體有很強的傷害性，危險時可致人死亡。

(6)什麼叫復頻超聲波擴展閱讀

特點：

（一）、超聲波

（1）、超聲波在傳播時，方向性強，能量易於集中。

（2）、超聲波能在各種不同媒質中傳播，且可傳播足夠遠的距離。

（3）、超聲波與傳聲媒質的相互作用適中，易於攜帶有關傳聲媒質狀態的信息診斷或對傳聲媒質產生效用及治療。

（4）、超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。

（5）、超聲波可傳遞很強的能量。

（6）、超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。

（二）、次聲波

次聲波的特點是來源廣、傳播遠、能夠繞過障礙物傳得很遠。次聲的聲波頻率很低，在20Hz以下，波長卻很長，傳播距離也很遠。它比一般的聲波、光波和無線電波都要傳得遠。次聲波具有極強的穿透力，不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅固的鋼筋水泥構成的建築物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機都不在話下。

次聲波的傳播速度和可聞聲波相同，由於次聲波頻率很低。大氣對其吸收甚小，當次聲波傳播幾千千米時，其吸收還不到萬分之幾，所以它傳播的距離較遠，能傳到幾千米至十幾萬千米以外。

⑺ 什麼叫超聲波，什麼叫次聲波

聲波是屬於聲音的類別之一，屬於機械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當聲波的頻率低於16Hz時就叫做次聲波，高於20KHz則稱為超聲波。
）
超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。
2）
超聲波可傳遞很強的能量。
3）
超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。
4）
超聲波在液體介質中傳播時，
可在界面上產生強烈的沖擊和空化現象

⑻ 什麼是超聲波什麼是次聲波

聲波頻率在20000Hz以上的是超聲波，在20Hz以下的是次聲波，這兩種聲波我們人都是聽不到的

⑼ 超聲波用於哪兒

1.超聲波簡介
聲波是一種機械波。聲的發生是由於發聲體的機械振動，引起周圍彈性介質中質點的振動由近及遠的傳播，這就是聲波。人耳所能聽聞的聲波其頻率在20～20000Hz之間，頻率在20～20000Hz以外的聲波不能引起聲音的感覺。頻率超過20000Hz的叫做超聲波，頻率低於20Hz的叫做次聲波。超聲波的頻率可以高達911Hz，而次聲波的頻率可以低達9-8Hz。
2.超聲波感測器
一般超聲波感測器運用壓電效應原理。
（1）發生器：壓電式超聲波發生器是利用壓電晶體的電致伸縮現象製成的。常用的壓電材料為石英晶體、壓電陶瓷鋯鈦酸鉛等。在壓電材料切片上施加交變電壓，使它產生電致伸縮振動，而產生超聲波。
（1）接收器： 當超聲波作用到壓電晶體片上時，使晶片伸縮，則在晶片的兩個界面上產生交變電荷。這種電荷先被轉換成電壓，經過放大後送到測量電路，最後記錄或顯示出結果。它的結構和超聲波發生器基本相同，有時就用同一個超聲波發生器兼做超聲波接收器。
3.應用於彈性模量測量
在各向同性的固體材料中，根據應力和應變滿足的虎克定律，可以求得超聲波傳播的特徵方程。（當介質中質點振動方向與超聲波的傳播方向一致時，稱為縱波；當介質中質點振動方向與超聲波的傳播方向垂直時，稱為橫波。在氣體介質中，聲波只是縱波。在固體介質內部，超聲波可以按縱波或橫波兩種波型傳播。）
對於同一種材料，其縱波波速和橫波波速的大小一般不同，但它們都由彈性介質的密度、楊氏模量和泊松比等彈性參數決定。相反，利用超聲波速度可以測量材料有關的彈性常數。（固體在外力作用下，其長度沿力的方向產生變形，變形時的應力與應變之比就定義為楊氏模量，一般用E表示。 固體在應力作用下，沿縱向有一正應變（伸長），沿橫向就將有一個負應變（縮短），橫向應變與縱向應變之比被定義為泊松比。）
4.超聲波探傷
對高頻超聲波，由於它的波長短，不易產生繞射，碰到雜質或分界面就會有明顯的反射，而且方向性好，能成為射線而定向傳播；在液體、固體中衰減小，穿透本領大。這些特性使得超聲波成為無損探傷方面的重要工具。
(1)穿透法探傷 穿透法探傷是根據超聲波穿透工件後的能量變化狀況，來判別工件內部質量的方法。穿透法用兩個探頭，置於工件相對面，一個發射超聲波，一個接收超聲波。發射波可以是連續波，也可以是脈沖。在探測中，當工件內無缺陷時，接收能量大，儀表指示值大；當工件內有缺陷時，因部分能量被反射，接收能量小，儀表指示值小。根據這個變化，就可以把工件內部缺陷檢測出來。
(2) 反射法探傷 反射法探傷是以超聲波在工件中反射情況的不同，來探測缺陷的方法。以一次底波為依據進行探傷的方法。高頻脈沖發生器產生的脈沖(發射波)加在探頭上，激勵壓電晶體振盪，使之產生超聲波。超聲波以一定的速度向工件內部傳播。一部分超聲波遇到缺陷F時反射回來；另一部分超聲波繼續傳至工件底面，也反射回來。由缺陷及底面反射回來的超聲波被探頭接收時，又變為電脈沖。 通過分析計算得到損傷情況。
5.超聲波測液位
超聲波測液位是利用回聲原理進行工作的，當超聲波探頭向液面發射短促的超聲脈沖，探頭接收到從液面反射回來的迴音脈沖。只要知道超聲波的速度，通過精確測量時間的方法，就可以測量出距離。
超聲波速度在各種不同的液體中是不同的；即使在同一種液體中，由於溫度和壓力的不同，其值也是不同的。因為液體中有其他成分的存在及溫度的不均勻都會使超聲波速度發生變化，引起測量的誤差，故在精密測量時，要考慮採取補償措施。利用這種方法也可以測量料位。
6.超聲波測厚度
在超聲波測厚技術中，應用較為廣泛的是脈沖回波法。
脈沖回波法測量工件厚度原理，主要是測量超聲波脈沖通過工件所需的時間間隔，然後根據超聲波脈沖在工件中傳播的速度求出工件的厚度。超聲波發生器產生的超聲脈沖進入工件後，被底面反射回來，並由一個超聲波發生器接收。測出發射脈沖和接受脈沖的時間間隔，已知波速的情況下可以算出試件的厚度。

超聲波檢測技術在混凝土結構檢測中的應用

前 言
超聲法測強採用單一聲速參數推定混凝土強度。當影響因素控制不嚴時，精度不如多因素綜合法，但在某些無法測量回彈值及其他參數的結構或構件（如基樁、鋼管混凝土等）中，超聲法仍有其特殊的適應性。
1 超聲波檢測技術分析
聲波的指向性比較好，其頻率越高，指向性越好。超聲波傳播能量大，對各種材料的穿透力較強。超聲波的聲速、衰減、阻抗和散射等特性，為超聲波的應用提供了豐富的信息。 超聲檢測具有適應性強、檢測靈敏度高、對人體無害、設備輕巧、成本低廉，可即時得到探傷結果，適合在實驗室及野外等各種環境下工作，並能對正在運行的裝置和設備實行在線檢查。超聲法檢測過程無損於材料、結構的組織和使用性能；直接在構築物上測試驗並推定其實際的強度；重復或復核檢測方便，重復性良好[1]；超聲法具有檢測混凝土質地均勻性的功能，有利於測強測缺的結合，保證檢測混凝土強度建立在無缺陷、均勻的基礎上合理地評定混凝土的強度。
應用超聲來進行無損檢測也有其相應的缺點[2]。對於平面狀的缺陷，例如裂紋，只要波束與裂紋平面垂直，就可以獲得很高的缺陷回波信號。但是對於球面狀的缺陷，例如空洞，假如空洞不是很大或分布不是較密集的話，就難以得到足夠的回波信號或是其時間變化不明顯；另外，對於各向非同性的材料，例如混凝土，相應會存在材料的離析，使得材料密度不均勻，這使得人們把離析誤判為是內部的空洞而導致決策上的失誤；對於表面缺陷的檢測，超聲波法的靈敏度要低得多，但超聲無損檢測方法可以較為精確的確定混凝土表面的裂縫深度。
2 測量參數
混凝土超聲檢測目前主要是採用所謂「穿透法」，即用發射換能器重復發射超聲脈沖波，讓超聲波在所檢測的混凝土中傳播，然後由接收換能器接收。被接收到的超聲波轉化為電信號後再經超聲儀放大顯示在示波屏上，用超聲儀測量直接收到的超聲信號的聲學參數。當超聲波經混凝土中傳播後，它將攜帶有關混凝土材料性能、內部結構及其組成的信息。准確測定這些聲學參數的大小及變化,可以推斷混凝土的性能內部結構及其組成情況。
2.1聲速
聲速即超聲波在混凝土中傳播的速度。它是混凝土超聲檢測中一個主要參數。混凝土的聲速與混凝土的彈性性質有關，也與混凝土內部結構（孔隙、材料組成）有關。不同組成的混凝土，其聲速各不相同。一般說來，彈性模量越高，內部越是緻密，其聲速也越高。而混凝土的強度也與它的彈性模量、它的孔隙率（密實性）有密切關系。因此，對於同種材料與配合比的混凝土，強度越高，其聲速也越高。若混凝土內部有缺陷（孔洞、蜂窩體），則該處混凝土的聲速將比正常部位低。當超聲波穿過裂縫而傳播時，所測得的聲速也將比無裂縫處聲速有所降低。總之，混凝土聲速值能反映混凝土的性能及其內部情況。
2.2振幅
接收波振幅通常指首波，即第一個波前半周的幅值，接收波的振幅與接收換能器處被測介質超聲聲壓成正比，所以接收波振幅值反映了接收到的聲波的強弱。在發射出的超聲波強度一定的情況下，振幅值的大小反映了超聲波在混凝土中衰弱的情況。而超聲波的衰減情況又反映了混凝土粘塑性能。混凝土是彈粘塑性體，其強度不僅和彈性性能有關，也和其粘塑性能有關，因此，衰減大小，即振幅高低也能在一定程度反映混凝土的強度。對於內部有缺陷或裂縫的混凝土，由於缺陷、裂縫使超聲波反向或繞射，振幅也將明顯減小，因此，振幅值也是判斷缺陷與裂縫的重要指標。由於振幅值的大小還取決於儀器設備性能、所處的狀態，耦合狀況以及測距的大小，所以很難有統一的度量標准，目前只是作為同條件（同一儀器、同一狀態、同一測距）下相對比較用[3]。
2.3頻率
如前所述，在超聲檢測中，由電脈沖激發出的聲脈沖信號是復頻超聲脈沖波。它包含了一系列不同頻率成分的餘弦波分量。這種含有各種頻率成分的超聲波在傳播過程中，高頻成分首先衰減（被吸收、散射）。因此，可以把混凝土看作是一種類似高頻濾器的介質。超聲波愈往前傳播，其所包含的高頻分量愈少，則主頻率也逐漸下降。這已為不同測距的試驗及頻譜分析結果充分證實。主頻率下降的多少除與傳播距離有關外，主要取決於混凝土本身的性質（質量、強度）和內部是否存在缺陷、裂縫等。因此，測量超聲波通過混凝土後頻率的變化可以判斷混凝土質量和內部缺陷、裂縫等情況。
要准確細致地測量和分析接收波各頻率成分變化，須採用頻譜分析的途徑，這需要對波形采樣後送入計算機，進行快速傅利葉變換（FFT），獲得頻譜圖。目前的數字式超聲儀具有這一功能。下面將提出用超聲儀直接測量接收波主頻率的簡易有效的方法。
和振幅一樣，接收波主頻率的絕對值大小不僅取決於被測混凝土的性質的內部情況，也和所用儀器設備、傳播距離有關，目前也只能用同於同條件下的相對比較用。
2.4波形
這里指的波形第指在顯示屏上顯示的接收波波形。當超聲波在傳播過程中碰到混凝土內部缺陷、裂縫或異物時，由於超聲波的繞射、反射和傳播路徑的復雜化，直達波、反射波、繞射波等各類波相繼到達接收換能器，它們的頻率和相位各不相同。這些波的疊加有時會使波形畸變。因此，對接收波波形的分析、研究有助於對混凝土內部質量及缺陷的判斷。鑒於波形的變化受各種因素的影響，目前對波形的研究只能作一般的觀察，記錄。
這里還要說明的是，通常所用的縱波換能器所發射的超聲脈沖波不僅有縱波成分也有橫波成分，即便是較純的縱波，在通過混凝土內各聲學界面後也有部分轉化為橫波。因此，接收到的一串波形中，既有縱波也有橫波。若鄰近表面測量時，還有表面波。但是由於橫波與表面波傳播速度較縱波慢，所以在首波之後一定時刻才出現並和縱波的後續波疊加在一起。如果波形分析與研究也包括了這一部分，那麼情況將更為復雜，所以，通常的波形分析與研究大多集中於波前部的縱波，而且最好是不受邊界影響的直達縱波。
3 超聲檢測混凝土強度的主要影響因素
超聲法檢測混凝土強度，主要是通過測量在測距內超聲傳播的平均聲速來推定混凝土的強度。可見，「測強」精度 高低與超聲聲速讀取值的准確與否是密切相關的，換句話說，正確運用超聲聲速推定混凝土強度和評價混凝土質量， 從事檢測工作的技術人員必須熟悉影響聲速測量的因素，在檢測中自覺地排除這些影響。
3.1橫向尺寸效應
關於試件橫向尺寸的影響，在測量聲速時必須注意。通常，縱波速度是指在無限大介質中測得，隨著試件橫向尺寸減小，縱波速度可能向桿、板的聲速或表面波速度轉變，即聲速比無限大介質中縱波聲速為小。
當橫向最小尺寸d≥2λ（λ為波長）時，傳播速度與大塊體中縱波速度值相當。
當λ＜d＜2λ時，可使傳播速度降低2.5%～3%
當0.2＜λd＜λ時，傳播速度變化較大，約降低6%～7%，在這個區間里測量時，估計強度的誤差可能達30%～40%，這是不允許的。
3.2溫度和濕度的影響
混凝土處於環境溫度為5℃～30℃情況下，因溫度升高引起的速度減小值不大；當環境在40℃～60℃范圍內，脈沖速度值約降低5%，這可能是由於混凝土內部的微裂縫增多所致。
溫度在0℃以下時，由於混凝土中的自由水結冰，使脈沖速度增加（自由水的V=1.45㎞/s,冰的 V=3.50km/s）。
混凝土的抗壓強度隨其含水率的增加而降低，而超聲波傳播速度v隨孔隙被水填滿面逐漸增高。飽水混凝土的含水率增高4%，傳播速度V相應增大6%。速度的變化特性取決於混凝土的結構，隨著混凝土孔隙率的增大，干混凝土中超聲波傳播速度的差異也增大。水中養護的混凝土具有較高的水化度並形成大量的水化產物，超聲波傳播速度對此產物的反映大於空氣中硬化的混凝土；水中養護的混凝土，水分滲透並填充了混凝土的孔隙，由於超聲在水裡傳播速度為1.45km/s，在空氣中僅0.34km/s，因此，水中養護的混凝土具有比在空氣中養護的混凝土大得多的超聲波傳播速度，甚至掩蓋了隨著混凝土強度增長而提高的聲速的影響。
3.3構混凝土中鋼筋的影響
鋼筋中超聲傳播速度比普通混凝土的高1.2～1.9倍。因此測量鋼筋混凝土的聲速，在超聲波通過的路徑上存在鋼筋，測讀的「聲時」可能是部分或全部通過鋼筋的傳播「聲時」，使混凝土聲速計算偏高，這在推算混凝土的實際強度時可能出現較大的偏差。
鋼筋的影響分兩種情況：一是鋼筋配置的軸向垂直於超聲傳播方向；二是鋼筋軸向平等於超聲傳播的方向。對第一種情況央一般配筋的鋼筋混凝土構件中，鋼筋斷面所佔整個聲通路徑的比例較小，所以影響較小(對於高標號混凝土影響更小)。鋼筋軸向平行超聲傳播的方向，在作超聲「聲時」測量時，可能影響較大，應設法加以避免或修正。
3.4粗骨料品種、粒徑和含量的影響
表1：粗骨料與回歸方程
粗集料種類 回歸方程 Sr %
卵石 R=2.671×10-5V10.827 1.8
碎石 R=4.039×10-2V8.033 26.1
表2：細骨料與回歸方程
細集料種類 回歸方程 Sr %
中砂 R=1.422×10-5V11.1093 24.0
特細砂 R=1.022×10-5V11.838 16.7
每立方米混凝土中骨料用量的變化、顆粒組成的改變對混凝土強度的影響要比水灰比、水泥用量及標號的影響小得多，但是，粗骨料的數量、品種及顆粒組成對超聲波傳播速度的影響卻十分顯著，甚至稍微增加一些碎石的用量或採用較高彈性模量的骨料，敏感性最強的是超聲脈沖的聲速。比較水泥石、砂漿和混凝土三種試體的超聲檢測，在強度值相同的情況下，混凝土的超聲脈沖聲速最高，砂漿次之，水泥石最低。差異的原因主要是超聲脈沖在骨料中傳播的速度比混凝土中傳播速度快。聲通路上粗骨料多，聲速則高；反之，通路上粗骨料少，聲速則低。
4 超聲波在混凝土結構無損檢測中的應用
房屋和橋梁等建築物的質量無論是對人民的生命財產，還是對國民經濟來說，都是十分重要的。對建築物的所有要求中，安全性是第一位的。近年來，一系列災難性的橋梁倒塌事故主要也是由於在設計施工中出了問題，加上對成橋的維修保養不力，出現了諸如混凝土內部空洞、離析，鋼筋銹蝕，預應力鋼筋失效，梁體受力部位開裂等病害，無損檢測是防止這類惡性事件發生的重要手段。另一方面，對現有舊建築物的維修和保養要耗費大量資金。無損檢測技術的應用可使維修保養大大減少盲目性，從而可大大節約這項開支。土木工程無損檢測技術有助於評估新舊建築物的穩定性和整體性，能夠對新舊建築物整體或部分作質量狀態監視，能夠用來估計建築材料和結構的性質和性能[4]。
4.1 超聲波對混凝土裂縫深度的檢測
由於施工不慎混凝土未搗實、施工中因溫度變形和乾燥收縮、早期施工過載以及混凝土承載後產生的受力損傷等都會形成裂縫，利用超聲儀可以檢測出上述裂縫的開展深度及以後的開展情況，其所用的方法主要包括雙面檢測法和單面檢測法。
4.1.1 雙面檢測法
雙面檢測法是當構件截面不大，而構件的兩個側面都能安放探頭(發射探頭、接收探頭)時，直接探測裂縫的一種方法。如圖1所示，探頭分別置於1、2、3
4、5、6各對跨縫點。當發射、接收探頭在構件兩側面相對位置移動時，測出不同位置的聲波傳播時間，量得聲路的長度(各測點到裂縫截面邊緣的水平距離)，從b-t關系曲線的突然轉折處，即時間從變化轉為平穩的過渡點，就是所要測的裂縫深度A。然而在通常的工程結構中很少有滿足上述條件的，因而此種方法雖簡單，但具體操作時卻不一定可行。
圖1：雙面檢測示意圖
4.1.2 單面檢測法
單面檢測法是當構件的截面很大或只有開裂的一個表面能夠安放探頭時沿面檢測裂縫的一種方法。公路橋樑上的主梁裂縫由於條件的限制，其探測基本上也以單面法為多。對於單面檢測法，最常用的方法要算tc—to法和BS4408標准方法，另外的方法還包括表面波的傳播聲時測量裂縫深度、利用超聲波首波相位變化的方法檢測裂縫深度、沖擊回波法檢測裂縫深度等，這里主要介紹一下tc—to法。如圖2所示，首先在裂縫附近完好的表面，選擇一定的長度工作為校準距離，設這段距離為2a，在這段距離的兩端安放探頭，測出聲波通過2a的時間為tc，再將發射與接收探頭安放在裂縫兩側，並使兩個探頭至裂縫的距離都為a,測得通過裂縫處聲波的傳播時間：tc，如果裂縫與表面正交，以聲波通過前後兩處混凝土所傳播的速度相等為條件，很容易推導出混凝土裂縫深度的計算公式：
d = a[(tc/to)2–1 ]0.5
圖2：單面檢測示意圖
在《超聲法檢測混凝土缺陷技術規程》(CECS21：2000)中對上述的tc—to法加以了改進，即在不跨縫進行聲時測量時，將T和R換能器置於裂縫附近同一側，使其內邊距分別等於50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm共6個點，讀取這時的聲時值(to)i，由此可以畫出相應的時－距坐標圖。然後在跨縫進行聲時測量時，取同樣距離的6個點，相應讀出這時的聲時值(t)i，再根據相應的公式求出每個測點所對應的裂縫深度值，最後取其平均值，這樣做主要是因為探頭聲源並不是在探頭中心點位置，通過上述方法可以求出聲源的確切位置。
需要指出的是，如果各測距小於dk和大於3dM應剔除出該組數據，然後取餘下數的平均值，作為該裂縫的深度值dc；另外一點值得注意的是，檢測時裂縫內不得留有水或是其它的異物，這主要是因為在其它材料堵塞裂縫的情況下，聲波就不會從裂縫底端繞過，從而導致所計算出的裂縫深度與實際不符。同時，混凝土表面要有一定的光潔度，以保證聲時讀數的穩定性，這方面也應該重視。此外，對應不同的裂縫其測試方法也應有所不同，在裂縫深度和探頭跨縫寬度相差不多的情況下，計算得到的結果與實際會吻合的更好一些，對於過淺或是過深裂縫，應該對此種方法加以靈活的改進，比如跨縫斜測、跨縫不對稱測量等等。
4．2 超聲波對混凝土的不密實區及其空洞的檢測
超聲波檢測混凝土內部不密實區及其空洞的原理就是當發射探頭發射的超聲波遇到空洞時，聲波就產生反射使一部分能量衰減，另一部分將繞過空洞沿著孔壁傳播，並最終將被安放在另一頭的接收探頭所接收，從而從超聲儀上讀出的時間與同類材料相同距離下的正常溫凝土會有所差別。通過各測點時間讀數的變化情況以及超聲振幅、波形的變化，就可以推測混凝土內部空洞的大致尺寸，通常以該空洞的最大內徑來表示。這里要注意的一點就是首先要用其它方法判斷該混凝土內部是空洞還是缺陷，然後再進行下一步操作。在具體對混凝土空洞檢測過程中需要布置大量的測點，如果該混凝土結構材料有兩對平行測試面，用對測法即可；如果只有一對互相平行的測試面，應在對測的基礎上還要進行交叉斜測，同時對可疑數據點區段內應加密測點。
目前在我國橋梁基樁的低應變檢測中也相應列人了超聲波無損檢測技術，在灌注樁澆築前預先在其兩側預埋聲測管，根據樁的直徑埋置兩到三個聲測管，管的直徑比探頭略大，其下端封閉，測試時在管內注滿清水，使兩探頭水平相對放置，通過探頭在樁身的上下移動讀出各測點的聲時值，從而確定出缺陷異常點的位置和范圍。另外，超聲波無損檢測技術也可以用來檢測鋼管混凝土中鋼管內部的混凝土注漿密實度，以供施工單位及時採取相應的補救措施，將損失減小到最低.
5.結語
用超聲法來評定混凝土結構的缺陷，是一種行之有效的方法，但在有些方面還需要進一步完善和發展，比如檢測方法還需要一定的改進、數據採集精度有待提高、儀器所檢測的聲學參數也應多樣化。可以說用超聲法對混凝土材料進行無損評定是一種非常有潛力的檢測手段，有著廣闊的發展全間，它需要許多的科學工作者去不斷的加以完善和創新，以更好的服務於工程事業。

⑽ 超聲波是什麼意思請簡短說。

超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易於獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大於人的聽覺上限而得名。

超聲波的波長相對來說比聲波要短，通常的障礙物都會比超聲波的波長大很多，所以說超聲波的衍射能力不是很強，在介質一定密度不變的情況下，超聲波能夠沿著波的方向一致沿直線傳波，超聲波的波長相對來說越短的話，直射能力就越好。

當聲音在空氣中傳播時，推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。

在相同強度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大，所以說超聲波跟聲波相比呢，超聲波的功率比聲波要大很多的。

(10)什麼叫復頻超聲波擴展閱讀

超聲波在液體中隨著液體的縫隙傳播開時，液體的分子受到超聲波的能量的傳遞，而具有能量，分子相互作用而產生大量的氣泡，這些氣泡構成了空化的前提條件，能量聚集到一定的程度的時候氣泡破裂產生巨大的能量把整個液體破費，空化作用常常用於超聲波清洗機、以及小型超聲波清洗機的與原理應用。

超聲波的波長比一般聲波要短，具有較好的方向性，而且能透過不透明物質，這一特性已被廣泛用於超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。

超聲成像是利用超聲波呈現不透明物內部形象的技術 。把從換能器發出的超聲波經聲透鏡聚焦在不透明試樣上，從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息（如對聲波的反射、吸收和散射的能力）。

經聲透鏡匯聚在壓電接收器上，所得電信號輸入放大器，利用掃描系統可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。

超聲波在，漁業上有很多的應用。可用於測距、測速、測障、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒、檢查金屬產品的缺陷、焊接鋁金屬、洗衣服、在坡璃上鑽孔、以及尋找沉沒了的船隻等。