什么叫复频超声波

⑴ 什么叫超声波，什么叫次声波

频率很高叫超声波,频率很低的叫次声波.

⑵ 超声波是什么

声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。 超声波是指振动频率大于20000Hz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超声成象所用的频率范围在 2∽5兆Hz之间，常用为3∽3.5兆Hz（每秒振动1次为1Hz，1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次，可闻波的频率在16－20，000HZ 之间）。超声波是声波大家族中的一员。
声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。
超声波是指振动频率大于20KHz以上的，人在自然环境下无法听到和感受到的声波。
频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性——超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
频率高于2×104赫的声波。研究超声波的产生、传播、接收，以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学。产生超声波的装置有机械型超声发生器（例如气哨、汽笛和液哨等）、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。

⑶ 什么是次声波和超声波

人生活在声波的世界里。说话声、唱歌声、音乐声、行车声、嘈杂声……其实，人能听到的仅是声波的一部分。实验表明，人仅能听到频率在20～20000赫以内的声波。这个范围内的声波叫可闻声波。低于20赫的叫次声波，高于20000赫的叫超声波。次声波和超声波是人听不见的。可闻声主要应用于语言交流和音乐等。次声波波长长，绕射能力强，不易被水、空气和一般障碍阻挡吸收。地震、核爆炸产生的次声可绕地球传播两三周。因此次声可用来探测高空气象、侦察核爆炸、预测地震等。超声波波长短，对液体和固体有较强的穿透能力，可用来对机械零件探伤，诊断人体内脏器官病变、粉碎肾结石。还可用来清洗机械、仪器零件等。

19世纪时，德国科学家克拉尼通过实验得出：2万赫是人耳所能听到的声波的上限。后来人们就把这种超过2万赫的人耳不能听到的声波叫做超声波。

神奇的超声与次声超声波有两个很重要的特性：第一是它的定向性。由于超声波的频率很高，所以波长很短，因此它可以像光那样沿直线传播，而不像那些波长较长的声波会绕过物体前进。超声波碰到障碍物就会反射回来，通过接收和分析反射波，就可以测定障碍物的方向和距离。在自然界里，蝙蝠就是用口器发出超声波，用耳朵接收反射波来辨别障碍物的，因此它在漆黑的岩洞里能够飞翔自如，还能准确无误地捕捉到小飞虫呢！

超声波的第二个特点是它在水里能传播很远的距离。在空气中，3万赫的超声波前进24米，强度就减弱过半；而在水里，它前进44千米强度才减弱一半，是空气中传播距离的1800倍左右。由于光和其他电磁波在水里步履维艰，走不了多远，因此超声波便成了探测水中物体的首选工具了。

第一次世界大战的时候，德国潜水艇凭借浩瀚的海洋做掩护，频频袭击英国和法国的巡洋舰。此时，法国科学家朗之万心急如焚，他经过苦心钻研，发明了一种叫声呐的仪器。声呐由超声波发生器和接收器两部分组成。发声器主动发出超声波，接收器接收并测量各种回声，通过计算发出和收到信号的时间间隔来发现各种目标。精密的主动声呐不仅能够确定目标的位置、形状，甚至还能分析出敌潜艇的许多性能呢。

在和平的年代里，声呐还被用来探测鱼群、测定暗礁、港口导航等。用现代的侧扫声呐来考察海底的情况，它能清晰地把海底地貌描绘到图纸上，画出精确的“地貌声图”，误差不超过20厘米。

同样的道理，把超声波送入人体，产生的反射波经过电子设备的处理，会在荧光屏上显示出清晰的图像，把人体内脏的大小、位置、彼此间的关系和生理状况反映得清清楚楚。大家熟悉的医院里常做的B超检查，就是用B型超声波来检查肝、胆、胰以及子宫、盆腔、卵巢等重要内脏器官，及时发现其中的结石、肿瘤等病变。利用超声波，医生还能对怀孕妇女腹中的胎儿进行检查。

超声波检测的原理应用到工程上，就是超声探伤。只要向工件发射一束超声波，遇到工件内隐藏的裂纹、砂眼、气泡等，超声波就会发生不正常的反射波，再小的缺陷也逃不过它的检测。超声波成了工程师明亮的“眼睛”。

超声技术

自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。

1922年，德国出现了首例超声波治疗的发明专利。40年代末期超声治疗在欧美兴起，1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上，才有了超声治疗方面的论文交流，为超声治疗学的发展奠定了基础。1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表，超声治疗进入了实用成熟阶段。

国内在超声治疗领域起步稍晚，1950年首先在北京开始用800KHz频率的超声治疗机治疗多种疾病，至50年代开始逐步推广，并有了国产仪器。到了70年代有了各型国产超声治疗仪，超声疗法普及到全国各大型医院。

⑷ 什么是超声波

声波、超声波，都是机械波。
人耳能听到的声波的频率范围是 20Hz 到 20kHz。
超声波与声波相比较，其频率高于20kHz。
因为超声波的频率超过人耳闻域的频率上限，称为超声波。
另外，频率低于20Hz的机械波，称为次声波。
人耳听不到超声波，也听不到次声波。

⑸ 什么叫超声波

声波的频率范围很大（从零以上到几百万以上），而人的听力灵敏度却有限，故科学家们将听力灵敏度很低的20Hz以下的声波定义为次声波，将20KHz以上的声波定义为超声波；将听力灵敏度还可以的声波范围（20Hz－－20KHz）定义为音频声波（听力灵敏度最高的频率是1KHz）。超声波的指向性很强（频率越高，越接近光波），故人们利用超声波这一特性发明了超声探伤、B超等应用。

⑹ 什么叫超声波，什么叫次声波

一、超声波

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。

二、次声波

频率小于20Hz（赫兹）的声波叫做次声波。次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收。而次声波的波长往往很长，因此能绕开某些大型障碍物发生衍射。某些次声波能绕地球2至3周。某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近甚至相同，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性，危险时可致人死亡。

(6)什么叫复频超声波扩展阅读

特点：

（一）、超声波

（1）、超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。

（2）、超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。

（3）、超声波与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息诊断或对传声媒质产生效用及治疗。

（4）、超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。

（5）、超声波可传递很强的能量。

（6）、超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。

（二）、次声波

次声波的特点是来源广、传播远、能够绕过障碍物传得很远。次声的声波频率很低，在20Hz以下，波长却很长，传播距离也很远。它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。

次声波的传播速度和可闻声波相同，由于次声波频率很低。大气对其吸收甚小，当次声波传播几千千米时，其吸收还不到万分之几，所以它传播的距离较远，能传到几千米至十几万千米以外。

⑺ 什么叫超声波，什么叫次声波

声波是属于声音的类别之一，属于机械波，声波是指人耳能感受到的一种纵波，其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波，高于20KHz则称为超声波。
）
超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
2）
超声波可传递很强的能量。
3）
超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。
4）
超声波在液体介质中传播时，
可在界面上产生强烈的冲击和空化现象

⑻ 什么是超声波什么是次声波

声波频率在20000Hz以上的是超声波，在20Hz以下的是次声波，这两种声波我们人都是听不到的

⑼ 超声波用于哪儿

1.超声波简介
声波是一种机械波。声的发生是由于发声体的机械振动，引起周围弹性介质中质点的振动由近及远的传播，这就是声波。人耳所能听闻的声波其频率在20～20000Hz之间，频率在20～20000Hz以外的声波不能引起声音的感觉。频率超过20000Hz的叫做超声波，频率低于20Hz的叫做次声波。超声波的频率可以高达911Hz，而次声波的频率可以低达9-8Hz。
2.超声波传感器
一般超声波传感器运用压电效应原理。
（1）发生器：压电式超声波发生器是利用压电晶体的电致伸缩现象制成的。常用的压电材料为石英晶体、压电陶瓷锆钛酸铅等。在压电材料切片上施加交变电压，使它产生电致伸缩振动，而产生超声波。
（1）接收器： 当超声波作用到压电晶体片上时，使晶片伸缩，则在晶片的两个界面上产生交变电荷。这种电荷先被转换成电压，经过放大后送到测量电路，最后记录或显示出结果。它的结构和超声波发生器基本相同，有时就用同一个超声波发生器兼做超声波接收器。
3.应用于弹性模量测量
在各向同性的固体材料中，根据应力和应变满足的虎克定律，可以求得超声波传播的特征方程。（当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时，称为纵波；当介质中质点振动方向与超声波的传播方向垂直时，称为横波。在气体介质中，声波只是纵波。在固体介质内部，超声波可以按纵波或横波两种波型传播。）
对于同一种材料，其纵波波速和横波波速的大小一般不同，但它们都由弹性介质的密度、杨氏模量和泊松比等弹性参数决定。相反，利用超声波速度可以测量材料有关的弹性常数。（固体在外力作用下，其长度沿力的方向产生变形，变形时的应力与应变之比就定义为杨氏模量，一般用E表示。 固体在应力作用下，沿纵向有一正应变（伸长），沿横向就将有一个负应变（缩短），横向应变与纵向应变之比被定义为泊松比。）
4.超声波探伤
对高频超声波，由于它的波长短，不易产生绕射，碰到杂质或分界面就会有明显的反射，而且方向性好，能成为射线而定向传播；在液体、固体中衰减小，穿透本领大。这些特性使得超声波成为无损探伤方面的重要工具。
(1)穿透法探伤 穿透法探伤是根据超声波穿透工件后的能量变化状况，来判别工件内部质量的方法。穿透法用两个探头，置于工件相对面，一个发射超声波，一个接收超声波。发射波可以是连续波，也可以是脉冲。在探测中，当工件内无缺陷时，接收能量大，仪表指示值大；当工件内有缺陷时，因部分能量被反射，接收能量小，仪表指示值小。根据这个变化，就可以把工件内部缺陷检测出来。
(2) 反射法探伤 反射法探伤是以超声波在工件中反射情况的不同，来探测缺陷的方法。以一次底波为依据进行探伤的方法。高频脉冲发生器产生的脉冲(发射波)加在探头上，激励压电晶体振荡，使之产生超声波。超声波以一定的速度向工件内部传播。一部分超声波遇到缺陷F时反射回来；另一部分超声波继续传至工件底面，也反射回来。由缺陷及底面反射回来的超声波被探头接收时，又变为电脉冲。 通过分析计算得到损伤情况。
5.超声波测液位
超声波测液位是利用回声原理进行工作的，当超声波探头向液面发射短促的超声脉冲，探头接收到从液面反射回来的回音脉冲。只要知道超声波的速度，通过精确测量时间的方法，就可以测量出距离。
超声波速度在各种不同的液体中是不同的；即使在同一种液体中，由于温度和压力的不同，其值也是不同的。因为液体中有其他成分的存在及温度的不均匀都会使超声波速度发生变化，引起测量的误差，故在精密测量时，要考虑采取补偿措施。利用这种方法也可以测量料位。
6.超声波测厚度
在超声波测厚技术中，应用较为广泛的是脉冲回波法。
脉冲回波法测量工件厚度原理，主要是测量超声波脉冲通过工件所需的时间间隔，然后根据超声波脉冲在工件中传播的速度求出工件的厚度。超声波发生器产生的超声脉冲进入工件后，被底面反射回来，并由一个超声波发生器接收。测出发射脉冲和接受脉冲的时间间隔，已知波速的情况下可以算出试件的厚度。

超声波检测技术在混凝土结构检测中的应用

前 言
超声法测强采用单一声速参数推定混凝土强度。当影响因素控制不严时，精度不如多因素综合法，但在某些无法测量回弹值及其他参数的结构或构件（如基桩、钢管混凝土等）中，超声法仍有其特殊的适应性。
1 超声波检测技术分析
声波的指向性比较好，其频率越高，指向性越好。超声波传播能量大，对各种材料的穿透力较强。超声波的声速、衰减、阻抗和散射等特性，为超声波的应用提供了丰富的信息。 超声检测具有适应性强、检测灵敏度高、对人体无害、设备轻巧、成本低廉，可即时得到探伤结果，适合在实验室及野外等各种环境下工作，并能对正在运行的装置和设备实行在线检查。超声法检测过程无损于材料、结构的组织和使用性能；直接在构筑物上测试验并推定其实际的强度；重复或复核检测方便，重复性良好[1]；超声法具有检测混凝土质地均匀性的功能，有利于测强测缺的结合，保证检测混凝土强度建立在无缺陷、均匀的基础上合理地评定混凝土的强度。
应用超声来进行无损检测也有其相应的缺点[2]。对于平面状的缺陷，例如裂纹，只要波束与裂纹平面垂直，就可以获得很高的缺陷回波信号。但是对于球面状的缺陷，例如空洞，假如空洞不是很大或分布不是较密集的话，就难以得到足够的回波信号或是其时间变化不明显；另外，对于各向非同性的材料，例如混凝土，相应会存在材料的离析，使得材料密度不均匀，这使得人们把离析误判为是内部的空洞而导致决策上的失误；对于表面缺陷的检测，超声波法的灵敏度要低得多，但超声无损检测方法可以较为精确的确定混凝土表面的裂缝深度。
2 测量参数
混凝土超声检测目前主要是采用所谓“穿透法”，即用发射换能器重复发射超声脉冲波，让超声波在所检测的混凝土中传播，然后由接收换能器接收。被接收到的超声波转化为电信号后再经超声仪放大显示在示波屏上，用超声仪测量直接收到的超声信号的声学参数。当超声波经混凝土中传播后，它将携带有关混凝土材料性能、内部结构及其组成的信息。准确测定这些声学参数的大小及变化,可以推断混凝土的性能内部结构及其组成情况。
2.1声速
声速即超声波在混凝土中传播的速度。它是混凝土超声检测中一个主要参数。混凝土的声速与混凝土的弹性性质有关，也与混凝土内部结构（孔隙、材料组成）有关。不同组成的混凝土，其声速各不相同。一般说来，弹性模量越高，内部越是致密，其声速也越高。而混凝土的强度也与它的弹性模量、它的孔隙率（密实性）有密切关系。因此，对于同种材料与配合比的混凝土，强度越高，其声速也越高。若混凝土内部有缺陷（孔洞、蜂窝体），则该处混凝土的声速将比正常部位低。当超声波穿过裂缝而传播时，所测得的声速也将比无裂缝处声速有所降低。总之，混凝土声速值能反映混凝土的性能及其内部情况。
2.2振幅
接收波振幅通常指首波，即第一个波前半周的幅值，接收波的振幅与接收换能器处被测介质超声声压成正比，所以接收波振幅值反映了接收到的声波的强弱。在发射出的超声波强度一定的情况下，振幅值的大小反映了超声波在混凝土中衰弱的情况。而超声波的衰减情况又反映了混凝土粘塑性能。混凝土是弹粘塑性体，其强度不仅和弹性性能有关，也和其粘塑性能有关，因此，衰减大小，即振幅高低也能在一定程度反映混凝土的强度。对于内部有缺陷或裂缝的混凝土，由于缺陷、裂缝使超声波反向或绕射，振幅也将明显减小，因此，振幅值也是判断缺陷与裂缝的重要指标。由于振幅值的大小还取决于仪器设备性能、所处的状态，耦合状况以及测距的大小，所以很难有统一的度量标准，目前只是作为同条件（同一仪器、同一状态、同一测距）下相对比较用[3]。
2.3频率
如前所述，在超声检测中，由电脉冲激发出的声脉冲信号是复频超声脉冲波。它包含了一系列不同频率成分的余弦波分量。这种含有各种频率成分的超声波在传播过程中，高频成分首先衰减（被吸收、散射）。因此，可以把混凝土看作是一种类似高频滤器的介质。超声波愈往前传播，其所包含的高频分量愈少，则主频率也逐渐下降。这已为不同测距的试验及频谱分析结果充分证实。主频率下降的多少除与传播距离有关外，主要取决于混凝土本身的性质（质量、强度）和内部是否存在缺陷、裂缝等。因此，测量超声波通过混凝土后频率的变化可以判断混凝土质量和内部缺陷、裂缝等情况。
要准确细致地测量和分析接收波各频率成分变化，须采用频谱分析的途径，这需要对波形采样后送入计算机，进行快速傅利叶变换（FFT），获得频谱图。目前的数字式超声仪具有这一功能。下面将提出用超声仪直接测量接收波主频率的简易有效的方法。
和振幅一样，接收波主频率的绝对值大小不仅取决于被测混凝土的性质的内部情况，也和所用仪器设备、传播距离有关，目前也只能用同于同条件下的相对比较用。
2.4波形
这里指的波形第指在显示屏上显示的接收波波形。当超声波在传播过程中碰到混凝土内部缺陷、裂缝或异物时，由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂化，直达波、反射波、绕射波等各类波相继到达接收换能器，它们的频率和相位各不相同。这些波的叠加有时会使波形畸变。因此，对接收波波形的分析、研究有助于对混凝土内部质量及缺陷的判断。鉴于波形的变化受各种因素的影响，目前对波形的研究只能作一般的观察，记录。
这里还要说明的是，通常所用的纵波换能器所发射的超声脉冲波不仅有纵波成分也有横波成分，即便是较纯的纵波，在通过混凝土内各声学界面后也有部分转化为横波。因此，接收到的一串波形中，既有纵波也有横波。若邻近表面测量时，还有表面波。但是由于横波与表面波传播速度较纵波慢，所以在首波之后一定时刻才出现并和纵波的后续波叠加在一起。如果波形分析与研究也包括了这一部分，那么情况将更为复杂，所以，通常的波形分析与研究大多集中于波前部的纵波，而且最好是不受边界影响的直达纵波。
3 超声检测混凝土强度的主要影响因素
超声法检测混凝土强度，主要是通过测量在测距内超声传播的平均声速来推定混凝土的强度。可见，“测强”精度 高低与超声声速读取值的准确与否是密切相关的，换句话说，正确运用超声声速推定混凝土强度和评价混凝土质量， 从事检测工作的技术人员必须熟悉影响声速测量的因素，在检测中自觉地排除这些影响。
3.1横向尺寸效应
关于试件横向尺寸的影响，在测量声速时必须注意。通常，纵波速度是指在无限大介质中测得，随着试件横向尺寸减小，纵波速度可能向杆、板的声速或表面波速度转变，即声速比无限大介质中纵波声速为小。
当横向最小尺寸d≥2λ（λ为波长）时，传播速度与大块体中纵波速度值相当。
当λ＜d＜2λ时，可使传播速度降低2.5%～3%
当0.2＜λd＜λ时，传播速度变化较大，约降低6%～7%，在这个区间里测量时，估计强度的误差可能达30%～40%，这是不允许的。
3.2温度和湿度的影响
混凝土处于环境温度为5℃～30℃情况下，因温度升高引起的速度减小值不大；当环境在40℃～60℃范围内，脉冲速度值约降低5%，这可能是由于混凝土内部的微裂缝增多所致。
温度在0℃以下时，由于混凝土中的自由水结冰，使脉冲速度增加（自由水的V=1.45㎞/s,冰的 V=3.50km/s）。
混凝土的抗压强度随其含水率的增加而降低，而超声波传播速度v随孔隙被水填满面逐渐增高。饱水混凝土的含水率增高4%，传播速度V相应增大6%。速度的变化特性取决于混凝土的结构，随着混凝土孔隙率的增大，干混凝土中超声波传播速度的差异也增大。水中养护的混凝土具有较高的水化度并形成大量的水化产物，超声波传播速度对此产物的反映大于空气中硬化的混凝土；水中养护的混凝土，水分渗透并填充了混凝土的孔隙，由于超声在水里传播速度为1.45km/s，在空气中仅0.34km/s，因此，水中养护的混凝土具有比在空气中养护的混凝土大得多的超声波传播速度，甚至掩盖了随着混凝土强度增长而提高的声速的影响。
3.3构混凝土中钢筋的影响
钢筋中超声传播速度比普通混凝土的高1.2～1.9倍。因此测量钢筋混凝土的声速，在超声波通过的路径上存在钢筋，测读的“声时”可能是部分或全部通过钢筋的传播“声时”，使混凝土声速计算偏高，这在推算混凝土的实际强度时可能出现较大的偏差。
钢筋的影响分两种情况：一是钢筋配置的轴向垂直于超声传播方向；二是钢筋轴向平等于超声传播的方向。对第一种情况央一般配筋的钢筋混凝土构件中，钢筋断面所占整个声通路径的比例较小，所以影响较小(对于高标号混凝土影响更小)。钢筋轴向平行超声传播的方向，在作超声“声时”测量时，可能影响较大，应设法加以避免或修正。
3.4粗骨料品种、粒径和含量的影响
表1：粗骨料与回归方程
粗集料种类 回归方程 Sr %
卵石 R=2.671×10-5V10.827 1.8
碎石 R=4.039×10-2V8.033 26.1
表2：细骨料与回归方程
细集料种类 回归方程 Sr %
中砂 R=1.422×10-5V11.1093 24.0
特细砂 R=1.022×10-5V11.838 16.7
每立方米混凝土中骨料用量的变化、颗粒组成的改变对混凝土强度的影响要比水灰比、水泥用量及标号的影响小得多，但是，粗骨料的数量、品种及颗粒组成对超声波传播速度的影响却十分显著，甚至稍微增加一些碎石的用量或采用较高弹性模量的骨料，敏感性最强的是超声脉冲的声速。比较水泥石、砂浆和混凝土三种试体的超声检测，在强度值相同的情况下，混凝土的超声脉冲声速最高，砂浆次之，水泥石最低。差异的原因主要是超声脉冲在骨料中传播的速度比混凝土中传播速度快。声通路上粗骨料多，声速则高；反之，通路上粗骨料少，声速则低。
4 超声波在混凝土结构无损检测中的应用
房屋和桥梁等建筑物的质量无论是对人民的生命财产，还是对国民经济来说，都是十分重要的。对建筑物的所有要求中，安全性是第一位的。近年来，一系列灾难性的桥梁倒塌事故主要也是由于在设计施工中出了问题，加上对成桥的维修保养不力，出现了诸如混凝土内部空洞、离析，钢筋锈蚀，预应力钢筋失效，梁体受力部位开裂等病害，无损检测是防止这类恶性事件发生的重要手段。另一方面，对现有旧建筑物的维修和保养要耗费大量资金。无损检测技术的应用可使维修保养大大减少盲目性，从而可大大节约这项开支。土木工程无损检测技术有助于评估新旧建筑物的稳定性和整体性，能够对新旧建筑物整体或部分作质量状态监视，能够用来估计建筑材料和结构的性质和性能[4]。
4.1 超声波对混凝土裂缝深度的检测
由于施工不慎混凝土未捣实、施工中因温度变形和干燥收缩、早期施工过载以及混凝土承载后产生的受力损伤等都会形成裂缝，利用超声仪可以检测出上述裂缝的开展深度及以后的开展情况，其所用的方法主要包括双面检测法和单面检测法。
4.1.1 双面检测法
双面检测法是当构件截面不大，而构件的两个侧面都能安放探头(发射探头、接收探头)时，直接探测裂缝的一种方法。如图1所示，探头分别置于1、2、3
4、5、6各对跨缝点。当发射、接收探头在构件两侧面相对位置移动时，测出不同位置的声波传播时间，量得声路的长度(各测点到裂缝截面边缘的水平距离)，从b-t关系曲线的突然转折处，即时间从变化转为平稳的过渡点，就是所要测的裂缝深度A。然而在通常的工程结构中很少有满足上述条件的，因而此种方法虽简单，但具体操作时却不一定可行。
图1：双面检测示意图
4.1.2 单面检测法
单面检测法是当构件的截面很大或只有开裂的一个表面能够安放探头时沿面检测裂缝的一种方法。公路桥梁上的主梁裂缝由于条件的限制，其探测基本上也以单面法为多。对于单面检测法，最常用的方法要算tc—to法和BS4408标准方法，另外的方法还包括表面波的传播声时测量裂缝深度、利用超声波首波相位变化的方法检测裂缝深度、冲击回波法检测裂缝深度等，这里主要介绍一下tc—to法。如图2所示，首先在裂缝附近完好的表面，选择一定的长度工作为校准距离，设这段距离为2a，在这段距离的两端安放探头，测出声波通过2a的时间为tc，再将发射与接收探头安放在裂缝两侧，并使两个探头至裂缝的距离都为a,测得通过裂缝处声波的传播时间：tc，如果裂缝与表面正交，以声波通过前后两处混凝土所传播的速度相等为条件，很容易推导出混凝土裂缝深度的计算公式：
d = a[(tc/to)2–1 ]0.5
图2：单面检测示意图
在《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21：2000)中对上述的tc—to法加以了改进，即在不跨缝进行声时测量时，将T和R换能器置于裂缝附近同一侧，使其内边距分别等于50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm共6个点，读取这时的声时值(to)i，由此可以画出相应的时－距坐标图。然后在跨缝进行声时测量时，取同样距离的6个点，相应读出这时的声时值(t)i，再根据相应的公式求出每个测点所对应的裂缝深度值，最后取其平均值，这样做主要是因为探头声源并不是在探头中心点位置，通过上述方法可以求出声源的确切位置。
需要指出的是，如果各测距小于dk和大于3dM应剔除出该组数据，然后取余下数的平均值，作为该裂缝的深度值dc；另外一点值得注意的是，检测时裂缝内不得留有水或是其它的异物，这主要是因为在其它材料堵塞裂缝的情况下，声波就不会从裂缝底端绕过，从而导致所计算出的裂缝深度与实际不符。同时，混凝土表面要有一定的光洁度，以保证声时读数的稳定性，这方面也应该重视。此外，对应不同的裂缝其测试方法也应有所不同，在裂缝深度和探头跨缝宽度相差不多的情况下，计算得到的结果与实际会吻合的更好一些，对于过浅或是过深裂缝，应该对此种方法加以灵活的改进，比如跨缝斜测、跨缝不对称测量等等。
4．2 超声波对混凝土的不密实区及其空洞的检测
超声波检测混凝土内部不密实区及其空洞的原理就是当发射探头发射的超声波遇到空洞时，声波就产生反射使一部分能量衰减，另一部分将绕过空洞沿着孔壁传播，并最终将被安放在另一头的接收探头所接收，从而从超声仪上读出的时间与同类材料相同距离下的正常温凝土会有所差别。通过各测点时间读数的变化情况以及超声振幅、波形的变化，就可以推测混凝土内部空洞的大致尺寸，通常以该空洞的最大内径来表示。这里要注意的一点就是首先要用其它方法判断该混凝土内部是空洞还是缺陷，然后再进行下一步操作。在具体对混凝土空洞检测过程中需要布置大量的测点，如果该混凝土结构材料有两对平行测试面，用对测法即可；如果只有一对互相平行的测试面，应在对测的基础上还要进行交叉斜测，同时对可疑数据点区段内应加密测点。
目前在我国桥梁基桩的低应变检测中也相应列人了超声波无损检测技术，在灌注桩浇筑前预先在其两侧预埋声测管，根据桩的直径埋置两到三个声测管，管的直径比探头略大，其下端封闭，测试时在管内注满清水，使两探头水平相对放置，通过探头在桩身的上下移动读出各测点的声时值，从而确定出缺陷异常点的位置和范围。另外，超声波无损检测技术也可以用来检测钢管混凝土中钢管内部的混凝土注浆密实度，以供施工单位及时采取相应的补救措施，将损失减小到最低.
5.结语
用超声法来评定混凝土结构的缺陷，是一种行之有效的方法，但在有些方面还需要进一步完善和发展，比如检测方法还需要一定的改进、数据采集精度有待提高、仪器所检测的声学参数也应多样化。可以说用超声法对混凝土材料进行无损评定是一种非常有潜力的检测手段，有着广阔的发展全间，它需要许多的科学工作者去不断的加以完善和创新，以更好的服务于工程事业。

⑽ 超声波是什么意思请简短说。

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。

超声波的波长相对来说比声波要短，通常的障碍物都会比超声波的波长大很多，所以说超声波的衍射能力不是很强，在介质一定密度不变的情况下，超声波能够沿着波的方向一致沿直线传波，超声波的波长相对来说越短的话，直射能力就越好。

当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。

在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大，所以说超声波跟声波相比呢，超声波的功率比声波要大很多的。

(10)什么叫复频超声波扩展阅读

超声波在液体中随着液体的缝隙传播开时，液体的分子受到超声波的能量的传递，而具有能量，分子相互作用而产生大量的气泡，这些气泡构成了空化的前提条件，能量聚集到一定的程度的时候气泡破裂产生巨大的能量把整个液体破费，空化作用常常用于超声波清洗机、以及小型超声波清洗机的与原理应用。

超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。

超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上，从试样透出的超声波携带了被照部位的信息（如对声波的反射、吸收和散射的能力）。

经声透镜汇聚在压电接收器上，所得电信号输入放大器，利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。

超声波在，渔业上有很多的应用。可用于测距、测速、测障、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒、检查金属产品的缺陷、焊接铝金属、洗衣服、在坡璃上钻孔、以及寻找沉没了的船只等。