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超声波脉冲技术中的声场



声场的定义十分宽泛。 声压振幅可能会和空间中的每个点有关(可能为零)。

这个位置和声压的数值集形成了声场 — 或者更准确地说,形成了交变声压场。

超声波脉冲技术,顾名思义,就是在利用超声波脉冲。 根据声速 c 和声源的位置,这些脉冲需要一定的时间才能在特定位置形成最大声压。 当声压以每秒高达 10,000 次的脉冲重复频率增减时,我们可以忽略它的时间依赖性,并将声场看作每个点的声压都是恒定不变的,且等于该点的最大声压。 发射和接收脉冲的动态序列造成了实际为静态的声压场。

各个声源在空间中都有其独特的声压分布类型,而在检测受检材料中的干扰时我们分析的不是探头,而是由它所生成的声场。

如果要通过图表来展示声压场,我们往往会在有恒定声压的空间的横截面上画出多条线(等压线)(图 17、18)。

-6 dB 曲线表示这条线上的声压比 0 dB 位置低 6 dB,即声压仅有 0 dB 位置的一半大小。

等压线表示法(图 17、18)针对各个声压 p 给出了声压出现的位置,而不同于等压线表示法,方向特性表示法(图 19)则是在距离声源一定距离内进行测量,仅提供可以测量该声压的方向。 因此方向特性仅适用于测量所处的距离。

此处关于声场的说明,前提是使用适当的点接收器,空间中各点的声压在不干扰声场的情况下进行测量。 因此它被称为自由场,即声源的自由辐射或自由场的方向特征。但是,如果声波被某一声场点的反射器反射,并被同一探头接收,那么我们所获得的回波声场特性就和所用的反射器有关。 对于脉冲回波法来说,自由场数据不如回波场有意义,但是回波场不仅会受到探头影响,而且还取决于所使用的反射器。

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relative Movment Fig.

 

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relative Movment Fig. 18

 

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relative Movment Fig. 19