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超聲波擴散衰減與什麼有關

發布時間:2023-09-20 11:24:54

① 引起超聲波衰減的主要因素有哪些

超聲波在介質中傳播時,隨著距離 增加 ,其能量逐漸減弱的現象稱為超聲波的衰減。引起超聲波衰減的主要因素有:擴散衰減、散射衰減和吸收衰減。通常所說的介質衰減是指散射衰減和吸收衰減。

② 超聲波的波速和衰減各有哪些特色在工作過程中有哪些原理和作用

(1) 波速。超聲波在不同的介質中(氣體、液體、固體)的傳播速度是不同的,傳播速度與介質密度和彈性系數以及聲阻抗有關。不同波形超聲波的傳播速度也不相同:在固體中,縱波、橫波及其表面波三者的聲速有一定的關系,通常可認橫波的聲速為縱波的一半,表面波的聲速為橫波聲速的90%;氣體中的縱波聲速為344m/s,液體中的縱波聲速為900 ~1 900m/s。
(2) 超聲波的衰減。超聲波在介質中傳播時,隨著距離的增加,能量逐漸衰減,衰減的程度與超聲波的擴散、散射及吸收等因素有關。可用來測距、測液位或料位、金屬探傷以及測厚等。

③ 什麼叫超聲波衰減產生衰減的原因是什麼

超聲波在介質中傳播時,隨著距離的增加,能量逐漸減小的現象叫做超聲波的衰減。超聲波衰減的原因主要有三個:①
擴散衰減:超聲波在傳播中,由於聲束的擴散,使能量逐漸分散,從而使單位面積內超聲波的能量隨著傳播距離的增加而減小,導致聲壓和聲強的減小。②
散射衰減:當聲波在傳播過程中,遇到不同聲阻抗的介質組成的界面時,將發生散亂反射(即散射),從而損耗聲波能量,這種衰減叫散射衰減。散射主要在粗大晶粒(與波長相比)的界面上產生。由於晶粒排列不規則,聲波在斜傾的界面上發生反射、折射及波型轉換(統稱散射),導致聲波能量的損耗。③
粘滯衰減:聲波在介質中傳播時,由於介質的粘滯性而造成質點之間的內壁摩擦,從而使一部分聲能變為熱能。同時,由於介質的熱傳導,介質的疏、密部分之間進行的熱交換,也導致聲能的損耗,這就是介質的吸收現象。由介質吸收引起的衰減叫做粘滯衰減。

④ 超聲波在水中傳播時,它的衰減跟哪些因素有關

在水中,要測量距離,測量流速,一般情況下都會用到超聲波。通過各種超聲波換能器發射出超聲波來,在水中傳播。

超聲波在水中傳播的距離跟本身的頻率、發射電壓、水是靜止的還是波動的、水中的固體懸浮物含量、水中的粘度有關。

水聲換能器
為了簡化問題,安布雷拉的工程師先把超聲波發射電壓這個條件設定為同樣的,都是24VPP發射。

超聲波在水中傳播的時候, 第1個影響衰減的因素是超聲波的頻率 。

在靜止的水中,都用24VPP的發射電壓,頻率越低的,傳播的越遠。

理論值:超聲波在水中傳播,它的衰減跟距離兩次方成反比。

以DYW-50/200-NA為例,24VPP發射,在水庫做實驗,

200KHz頻率發射,自己發射自己接收,可以測量到30米 40米距離,收到的沒有經過放大的信號在30 100mV之間。

50KHz頻率發射,自己發射自己接收,可以測量到150米 200米距離,收到的沒有經過放大的信號在50 120mV之間。

第2個影響衰減的因素是水中的懸浮物,包括懸浮物、粉末狀物體、藻類等。

超聲波在水中傳播,它遇到懸浮物,比如說像河水,它如果稍微有點渾濁就意味著中間有懸浮物,當然如果渾濁更厲害,那就意味著懸浮物更多,這些懸浮物的顆粒度是不一樣的,有很細的粉末狀的,有的是真正的是顆粒,那麼超聲波的傳播過程中遇到這些東西,就會有一部分被懸浮物反射到其他方向,懸浮物越大對超聲波的散射作用越強,,也就是說懸浮物體積相對越大就越容易把超聲波反射到其他方向。

那這樣超聲波在測距過程中到達目標物體的信號強度就小了很多,超聲波到達目標物體以後再反射回來,反射的過程中也會遇到這些懸浮物,這也會造成它的散射,最終是接收到的信號強度嚴重衰減。
在同一種超聲波頻率發射的前提下,水中的懸浮物越多,那麼它衰減的越厲害。

實驗:在同一個1米深度水池,用DYW-50/200-NA超聲波換能器工作在200Khz頻率,用24VPP發射,使用的是清水,放入粉末狀的泥土和黃沙來做對比。粉末狀的泥土放入後,在泥土沒有沉到水底之前,用示波器查看,接收到的信號會衰減3 10倍。黃沙放入會,在黃沙沒有沉到水底之前,用示波器查看,已經看不到接收到的信號了。

探魚換能器
第3個影響衰減的因素是水的流動性。
超聲波在水中測距的時候,如果在靜止的水中最遠可以測到100米,那麼在超聲波換能器和被測目標之間的水產生了流動,水流速度越快,接收到的超聲波信號衰減就越厲害。

第4個影響衰減的因素是水溫。

其次是水溫,以20 的水溫為標准,高於20 的溫度越高,它的衰減就會越厲害,低於20 ,溫度越低,它的衰減就越小。這個對於信號的衰減的影響比較小。

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⑤ 超生波在介質中傳播時引起衰減的原因是什麼

用超聲波探傷儀時,底波消失可能是這些原因造成的:近表表大缺陷;吸收性缺陷;傾斜大缺陷;氧化皮與鋼板結合不好。簡述超聲波探傷儀中, 超聲波的擴散傳播距離增加,波束截面愈來愈大,單位面積上的能量減少。材質衰減一是介質粘滯性引起的吸收;二是介質界面雜亂反射引起的散射。 CSK-ⅡA試塊的主要作用是校驗靈敏度;校準掃描線性。不受電場和磁場的影響,其實質是不帶電的;能透過可見光所不克不及透過的物質,包羅金屬資料; 能使某些物質起光化學效果,使膠片感光,使某些物質發作熒光效果,能被物質的原子接收和散射,然後在穿透物質的進程時發作衰減景象;射線探傷儀對有機體發生心理效果,損傷及殺死有生命的細胞。

⑥ 聲波探傷發出的超聲波頻率會減小嗎

聲波探傷發出的超聲波頻率會減小。
1、由聲束擴展引起的衰減
擴散衰減是由波源決定的,平面波聲壓是恆量,故無擴散衰減。球面波、柱面波聲壓都隨距離的增加而減小。活塞波近場區有很多極大值和極小值的變化,在遠場,聲壓隨距離的增加而減小。
距離越大,則衰減越大。必須指出,擴散衰減與傳播介質無關。

2、由散射引起的衰減
由於實際材料不可能是絕對均勻,例如材料中有外來雜質、金屬中的第二相析出、晶粒的任意取向等均會導致整個材料聲特性阻抗不均,從而引起聲的散射。被散射的超聲波在介質中沿著復雜的路徑傳播下去,最終變成熱能,這種衰減稱為散射衰減。
晶粒越粗大,衰減越嚴重。頻率越高(波長越小)衰減越嚴重。

3、由介質的吸收引起的衰減
超聲波在介質中傳播時,由於介質的粘滯性而造成質點之間的內摩擦,從而使一部分聲能傳變成熱能。同時,由於介質的熱傳導,介質的稠密和稀疏部分之間進行熱交換,從而導致聲能的損耗,以及由於分子馳豫造成的吸收,這些就是介質的吸收現象,稱為吸收衰減。
對於固體介質,吸收衰減相對於散射衰減可忽略不計,但對液體介質來說,吸收衰減則是主要的。

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