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超声波��衰减

第八节超声波的衰减

超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，其声能量逐渐减弱的现象叫做超声波的衰减。在均匀介质中，超声波的衰减与传播距离之间有一定的比例关系，而不均匀介质散射引来的衰减情况就比较复杂。

一、产生衰减的原因

凡影响介质质点振动的因素均能引起衰减。从理论上讲，产生衰减的原因主要有以下三个方面：

1. 由声束扩散引起的衰减

超声波传播时，随着传播距离的增大，非平面波声束不断扩散，声束截面增大，因此，单位面积上的声能(或声压)大为下降，这种扩散衰减与传播波形和传播距离有关，而与传播介质无关。

2. 由散射引起的衰减

超声波传播过程中遇到不同声阻抗的介质所组成的界面时，会产生散乱反射，声能分散，造成散射衰减。固体中尤以多晶体金属的非均匀性(如杂质、粗晶、内应力、**相等)引起的散射衰减*为明显。多晶体晶界会引起超声波的反射和折射，甚至伴有波型转换，这种散射也可称作瑞利散射。散射衰减随超声波频率的增高而增大，且横波引起的衰减大于纵波。

3. 由吸收引起的衰减

质点离开自己的平衡位置产生振动时，必须克服介质质点间的粘滞力(和内摩擦力)而做功，从而造成声能损耗，这部分损耗的声能也将转换成热能。在超声波传播过程中，这种由于介质的粘滞吸收而将声能转换成热能，从而使声能减少的现象称为粘滞吸收衰减。在超声波探伤中它并不占主要地位。

三、工程上衰减系数的测定方法

材料衰减的测定方法有相对比较法和**法两种，相对比较的方法用于测定材料衰减的严重程度，但不能测出它的衰减系数量值，这种方法在工业探伤中较为常用。例如，对一批材料，可以用相同探测条件进行测定，通过相对比较来剔除衰减或组织不均匀的工件，从而保证产品质量。

**法能测出材料的衰减系数量值，但所用试样厚度(T)应大于二倍近场长，即T＞2N。常用测量方法有以下二种：

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