超聲波探傷基礎知識
1.1超聲波的一般概念
一、超聲波的定義及基本物理量
超聲波的定義：超聲波(Ultrasound)是指頻率超過2萬赫茲(Hertz,Hz)即超過人耳聽閾高限的聲波,屬于機械波。

（一）超聲波有三個基本物理量，即頻率（f），波長（λ），聲速（c）。頻率（Frequency）就是在每秒鐘內，介質所振動的次數，以f表示，單位為赫（Hz）；聲速（Speedofsound）指聲波在傳播介質中的傳播速度，用c表示；波長（Wavelength為完成一次完全振動的時間內所傳播的距離，以λ表示。三者的關系是：c=f·λ或λ=c/f，傳播超聲波的媒介物質叫做介質。

（二）相同頻率的超聲波在不同介質中傳播，聲速不相同。

（三）聲阻抗（Acousticimpedance）　是用來表示介質傳播超聲波能力的一個重要的物理量，其數值的大小由介質密度ρ與聲波在該介質中的傳播速度C的乘積所決定，即：Z=ρ·C，單位為Kg／m2·s。

二、超聲波的物理性能

（一）超聲波在介質中傳播時，遇到不同聲阻抗的分界面且界面厚度遠大于波長，會產生反射（Reflection）。人體軟組織聲阻抗差異很小，只要有1‰的聲阻抗差，便可產生反射。由于人體軟組織的聲阻抗比空氣的聲阻抗大得多，超聲波在該交界處幾乎全部被反射，故超聲的進行檢查需用耦合劑，同樣原因，超聲一般不適合于檢查肺、骨等與周圍軟組織聲阻抗差別極大的臟器。超聲診斷儀就是利用人體組織對超聲波的反射作用，從聲反射波中提取醫學診斷信息的。

（二）當分界面兩邊的聲速不同時，超聲波透入第二種介質后，其傳播方向將發生改變即產生折射（Refraction）。聲波從一種小聲速介質向大聲速介質入射時，聲波經過這兩種介質的界面后出現折射波的折射角大于入射角。當入射角超過臨界角（90°）時，相應的折射波消失，出現全反射。我們在進行超聲檢查時，需要盡可能地將聲束垂直于界面，避免入射角過大，否則將會引起反射體的實際位置與顯示位置發生錯位，甚至出現全反射，從而導致超聲無法檢查該界面以下的組織器官。

（三）當障礙物的直徑等于或小于λ／2，超聲波將繞過該障礙物而繼續前進，這種現象稱為繞射（Diffraction），故超聲波波長越短（即頻率越高），能發現障礙物越小，也就是說分辨力越好，超聲圖象也越清晰，不過對組織的穿透力較差。

（四）超聲波在傳播中遇到粗糙面或極小的障礙物（或一組小障礙物形式）時，將有一部分能量被散射（Scattering）

（五）超聲波在介質內的傳播過程中，隨著傳播距離的增大，聲波的能量逐漸減少，這一現象稱為聲波衰減（Acousticattenuation）。聲波衰減與介質對聲波的吸收(Acousticabsorption)、散射以及聲束擴散等原因有關，其中吸收是衰減的主要因素。

（六）多普勒效應（Dopplereffect）為聲源與接收器之間的相對運動而導致聲波頻率發生改變的現象。當聲源與接收器作相向運動時，接收器所接收到的聲波頻率高于聲源所發出的頻率，如兩者的運動方向相反時，則接收頻率低于聲源所發出的頻率，兩者的頻率差為頻移（Frequencyshift）。超聲多普勒儀器的超聲源和接收器均安裝在探頭（換能器）中，探頭工作時，換能器發出超聲波，由運動著的紅細胞發出散射回波，再由接收換能器接收此回波。因此接收換能器所收到的超聲回波的頻率經過了兩次多普勒效應過程，所以收發超聲頻率之差與血流相對于換能器運動速度的兩倍成正比

1.1超聲波類型按質點振動方向可分為：

縱波橫波表面波板波
超聲波聲速

金屬縱波聲速橫波聲速表面波聲速in／pscm／psin／pscm／psin／pscm／ps鋁2490632012303130

銅183045300890353007601930 鉻鎳鐵合金 225057201190302011102790
鐵232059001270323011102790 鑄鐵1890480009452400　銀1420360006261590
銀鎳合金182046200913232006651690 鋼 302223056601230312012303120
鋼 410291073901180299008502160 鋼1020232058901280324010902790
鋼10952320589012603190　　鋼4150RCl42310586011102790　　鋼4150RCl82320589012503180　　鋼4150RC432310587012603200　　鋼4150RC642290582010902770　　
鋼43402300585012803240　　錫 1310332006571670　　鈦 239060701220311010962790
硬化鈦3260827020305160　　硬化鎢 35859106　　鋅 1640417009492410