① 引起超声波衰减的主要因素有哪些
超声波在介质中传播时,随着距离 增加 ,其能量逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。引起超声波衰减的主要因素有:扩散衰减、散射衰减和吸收衰减。通常所说的介质衰减是指散射衰减和吸收衰减。
② 超声波的波速和衰减各有哪些特色在工作过程中有哪些原理和作用
(1) 波速。超声波在不同的介质中(气体、液体、固体)的传播速度是不同的,传播速度与介质密度和弹性系数以及声阻抗有关。不同波形超声波的传播速度也不相同:在固体中,纵波、横波及其表面波三者的声速有一定的关系,通常可认横波的声速为纵波的一半,表面波的声速为横波声速的90%;气体中的纵波声速为344m/s,液体中的纵波声速为900 ~1 900m/s。
(2) 超声波的衰减。超声波在介质中传播时,随着距离的增加,能量逐渐衰减,衰减的程度与超声波的扩散、散射及吸收等因素有关。可用来测距、测液位或料位、金属探伤以及测厚等。
③ 什么叫超声波衰减产生衰减的原因是什么
超声波在介质中传播时,随着距离的增加,能量逐渐减小的现象叫做超声波的衰减。超声波衰减的原因主要有三个:①
扩散衰减:超声波在传播中,由于声束的扩散,使能量逐渐分散,从而使单位面积内超声波的能量随着传播距离的增加而减小,导致声压和声强的减小。②
散射衰减:当声波在传播过程中,遇到不同声阻抗的介质组成的界面时,将发生散乱反射(即散射),从而损耗声波能量,这种衰减叫散射衰减。散射主要在粗大晶粒(与波长相比)的界面上产生。由于晶粒排列不规则,声波在斜倾的界面上发生反射、折射及波型转换(统称散射),导致声波能量的损耗。③
粘滞衰减:声波在介质中传播时,由于介质的粘滞性而造成质点之间的内壁摩擦,从而使一部分声能变为热能。同时,由于介质的热传导,介质的疏、密部分之间进行的热交换,也导致声能的损耗,这就是介质的吸收现象。由介质吸收引起的衰减叫做粘滞衰减。
④ 超声波在水中传播时,它的衰减跟哪些因素有关
在水中,要测量距离,测量流速,一般情况下都会用到超声波。通过各种超声波换能器发射出超声波来,在水中传播。
超声波在水中传播的距离跟本身的频率、发射电压、水是静止的还是波动的、水中的固体悬浮物含量、水中的粘度有关。
水声换能器
为了简化问题,安布雷拉的工程师先把超声波发射电压这个条件设定为同样的,都是24VPP发射。
超声波在水中传播的时候, 第1个影响衰减的因素是超声波的频率 。
在静止的水中,都用24VPP的发射电压,频率越低的,传播的越远。
理论值:超声波在水中传播,它的衰减跟距离两次方成反比。
以DYW-50/200-NA为例,24VPP发射,在水库做实验,
200KHz频率发射,自己发射自己接收,可以测量到30米 40米距离,收到的没有经过放大的信号在30 100mV之间。
50KHz频率发射,自己发射自己接收,可以测量到150米 200米距离,收到的没有经过放大的信号在50 120mV之间。
第2个影响衰减的因素是水中的悬浮物,包括悬浮物、粉末状物体、藻类等。
超声波在水中传播,它遇到悬浮物,比如说像河水,它如果稍微有点浑浊就意味着中间有悬浮物,当然如果浑浊更厉害,那就意味着悬浮物更多,这些悬浮物的颗粒度是不一样的,有很细的粉末状的,有的是真正的是颗粒,那么超声波的传播过程中遇到这些东西,就会有一部分被悬浮物反射到其他方向,悬浮物越大对超声波的散射作用越强,,也就是说悬浮物体积相对越大就越容易把超声波反射到其他方向。
那这样超声波在测距过程中到达目标物体的信号强度就小了很多,超声波到达目标物体以后再反射回来,反射的过程中也会遇到这些悬浮物,这也会造成它的散射,最终是接收到的信号强度严重衰减。
在同一种超声波频率发射的前提下,水中的悬浮物越多,那么它衰减的越厉害。
实验:在同一个1米深度水池,用DYW-50/200-NA超声波换能器工作在200Khz频率,用24VPP发射,使用的是清水,放入粉末状的泥土和黄沙来做对比。粉末状的泥土放入后,在泥土没有沉到水底之前,用示波器查看,接收到的信号会衰减3 10倍。黄沙放入会,在黄沙没有沉到水底之前,用示波器查看,已经看不到接收到的信号了。
探鱼换能器
第3个影响衰减的因素是水的流动性。
超声波在水中测距的时候,如果在静止的水中最远可以测到100米,那么在超声波换能器和被测目标之间的水产生了流动,水流速度越快,接收到的超声波信号衰减就越厉害。
第4个影响衰减的因素是水温。
其次是水温,以20 的水温为标准,高于20 的温度越高,它的衰减就会越厉害,低于20 ,温度越低,它的衰减就越小。这个对于信号的衰减的影响比较小。
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⑤ 超生波在介质中传播时引起衰减的原因是什么
用超声波探伤仪时,底波消失可能是这些原因造成的:近表表大缺陷;吸收性缺陷;倾斜大缺陷;氧化皮与钢板结合不好。简述超声波探伤仪中, 超声波的扩散传播距离增加,波束截面愈来愈大,单位面积上的能量减少。材质衰减一是介质粘滞性引起的吸收;二是介质界面杂乱反射引起的散射。 CSK-ⅡA试块的主要作用是校验灵敏度;校准扫描线性。不受电场和磁场的影响,其实质是不带电的;能透过可见光所不克不及透过的物质,包罗金属资料; 能使某些物质起光化学效果,使胶片感光,使某些物质发作荧光效果,能被物质的原子接收和散射,然后在穿透物质的进程时发作衰减景象;射线探伤仪对有机体发生心理效果,损伤及杀死有生命的细胞。
⑥ 声波探伤发出的超声波频率会减小吗
声波探伤发出的超声波频率会减小。
1、由声束扩展引起的衰减
扩散衰减是由波源决定的,平面波声压是恒量,故无扩散衰减。球面波、柱面波声压都随距离的增加而减小。活塞波近场区有很多极大值和极小值的变化,在远场,声压随距离的增加而减小。
距离越大,则衰减越大。必须指出,扩散衰减与传播介质无关。
2、由散射引起的衰减
由于实际材料不可能是绝对均匀,例如材料中有外来杂质、金属中的第二相析出、晶粒的任意取向等均会导致整个材料声特性阻抗不均,从而引起声的散射。被散射的超声波在介质中沿着复杂的路径传播下去,最终变成热能,这种衰减称为散射衰减。
晶粒越粗大,衰减越严重。频率越高(波长越小)衰减越严重。
3、由介质的吸收引起的衰减
超声波在介质中传播时,由于介质的粘滞性而造成质点之间的内摩擦,从而使一部分声能传变成热能。同时,由于介质的热传导,介质的稠密和稀疏部分之间进行热交换,从而导致声能的损耗,以及由于分子驰豫造成的吸收,这些就是介质的吸收现象,称为吸收衰减。
对于固体介质,吸收衰减相对于散射衰减可忽略不计,但对液体介质来说,吸收衰减则是主要的。