超声波检测技术的基本概念～～（三） 超声波的类型

超声波检测技术的基本概念～～（三） 超声波的类型粒子微生活 超声波的类型 （一）、按振动模式分类超声波在弹性介质中传播时，常见的有以下几种波型：（1）纵波（又称压缩波、疏密波）：纵波的特点是传声介质的质点振动方向与超声波的传播方向平行，纵波可以在具有杨氏弹性模量的媒质中传播，因此可以在固体、液体、气体中传播。
(2)横波(也称切变波或剪切波)：横波的特点是传声介质的质点振动方向与超声波的传播方向垂直，横波只能在具有切变弹性的媒质中传播，因此只能在固体中传播而不能在液体、气体中传播。
(3)表面波(又称瑞利波)：它是在半无限大固体介质(厚度远大于波长)与气体介质的交界面上沿固体表面层传播，在介质上的有效透入深度一般在一个波长之内，传声介质的质点运动轨迹呈椭圆形，长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向，只能用于检查固体介质表面的缺陷，不能像纵波与横波那样深入介质内部传播以检查介质内部的缺陷。
(4)兰姆波(又称板波：)这是一种由纵波与横波叠加成，以特定频率被封闭在特定有限空间时产生的制导波。
在工业超声波检测中，主要利用兰姆波来检测厚度与波长相当的薄金属板材。
兰姆波在薄板中传递时，薄板上下表面层质点沿椭圆形轨迹振动，随振动模式的不同，其椭圆长、短轴的方向也不同。
薄板中层的质点将以纵波分量或横波分量形式振动，从而构成全板作复杂的振动，这是兰姆波检测的显著特征。
根据薄板中层的质点是以纵波分量或横波分量形式振动，可以分为S模式(对称型)和A模式(非对称型)两种模式的兰姆波。
在细棒和薄壁管中也能激发出兰姆波，此时称为扭曲波、膨胀波等。
除了上述4种主要的应用波型外，现在已经发展应用的还有头波和爬波(又称爬行纵波)，特别是后者能够以纵波的速度在介质表面下传递，适用于检测表面特别粗糙或者表面存在不锈钢堆焊层等情况下的近表层缺陷。
（二）、按波形分类在超声波传播过程中，同一时刻介质中振动相位相同的所有质点所联结构成的轨迹面叫波阵面，某一时刻振动所传到距离声源最远的各点所联结构成的轨迹曲面则称为“波前”。
（1）波阵面形状为与传播方向垂直的平行平面时称为平面波。
（2）波阵面为同心球面时称为球面波，波阵面为同轴圆柱面时称为柱面波，波阵面的形成与声源形状、尺寸有关。
（3）对于圆盘形辐射体，其发出的超声波波阵面介于球面波与平面波之间，称为活塞波。
亦相对于声源足够远的距离时，可以把球面波或柱面波近似地看作平面波来处理。
（三）、按振动的持续时间分类 （1）连续波传播时介质中各质点作相同频率的连续谐振动，是一种连续地、不停歇振动的超声波，通常具有单一的频率，一般用于穿透法、共振(谐振法，利用频率可调的超声波)以及共振(谐振)法测量厚度。
（2）脉冲波传播时介质中各质点是有一定持续时间的间歇振动，其振动频率是多个不同频率连续波的叠加，按一定重复频率间歇发射的前后不存在其他声波的很短的一列超声波，一般用于脉冲反射法、脉冲穿透法检测。