充滿香蕉視頻app下載蘋果版:超聲波的空間或超聲振動所波及的部分介質稱為超聲場。描述超聲場的常用物理量主要有聲壓、聲阻抗、聲強等。

1. 聲壓

 假設某一點在(zai)(zai)沒有(you)超(chao)聲(sheng)波存(cun)在(zai)(zai)時的(de)靜態壓強為(wei)(wei)P0，存(cun)在(zai)(zai)超(chao)聲(sheng)波時某一時刻(ke)所具有(you)的(de)壓強P1，兩者之差即為(wei)(wei)該點的(de)瞬時聲(sheng)壓P。聲(sheng)壓單位與壓強單位相同，均為(wei)(wei)Pa（帕）。

有效聲壓(ya)(ya)是指在一定時間(jian)間(jian)隔內(nei)，瞬時聲壓(ya)(ya)對時間(jian)取均方根值，即

超聲(sheng)波在介(jie)質(zhi)(zhi)中傳播時(shi)(shi)(shi)，介(jie)質(zhi)(zhi)每一點的(de)聲(sheng)壓(ya)隨時(shi)(shi)(shi)間(jian)和(he)振(zhen)動位移(yi)量的(de)不同而變化，所以瞬(shun)時(shi)(shi)(shi)聲(sheng)壓(ya)P是時(shi)(shi)(shi)間(jian)和(he)位移(yi)的(de)函數，可由(you)下式(shi)表達：

 由式（2.1）可知(zhi)，超聲(sheng)(sheng)場(chang)中某一(yi)點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)壓(ya)(ya)按余弦函數周期(qi)性(xing)變化。聲(sheng)(sheng)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)幅值與介質的(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)、波(bo)速、質點(dian)振(zhen)動速度(du)成正(zheng)比。通常(chang)固體(ti)(ti)介質由于(yu)密度(du)大、聲(sheng)(sheng)速高(gao)和質點(dian)振(zhen)速高(gao)，導致(zhi)置于(yu)同(tong)一(yi)超聲(sheng)(sheng)場(chang)中的(de)(de)(de)(de)(de)介質（離聲(sheng)(sheng)源(yuan)距離相(xiang)同(tong)），以固體(ti)(ti)介質中的(de)(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)壓(ya)(ya)最(zui)高(gao)，液體(ti)(ti)中聲(sheng)(sheng)壓(ya)(ya)次之，氣體(ti)(ti)中聲(sheng)(sheng)壓(ya)(ya)最(zui)小。當然，對于(yu)不同(tong)固體(ti)(ti)介質而言，因(yin)材料性(xing)質、密度(du)、聲(sheng)(sheng)速等因(yin)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)，對應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)壓(ya)(ya)也會(hui)有所區別。一(yi)般認為，探傷儀顯示屏上的(de)(de)(de)(de)(de)信號高(gao)度(du)與聲(sheng)(sheng)壓(ya)(ya)成正(zheng)比。

2. 聲阻抗(kang)

 超聲(sheng)場(chang)中任一(yi)點的聲(sheng)壓與該(gai)處質點振動速度之比(bi)稱(cheng)為聲(sheng)阻抗，也(ye)稱(cheng)特性阻抗，常用符號Z表示，單位為kg/（m2·s）[千(qian)克/（平方米(mi)·秒）]：

 由式(shi)（2.2）可知，聲(sheng)(sheng)阻抗的(de)(de)大小等于介質(zhi)(zhi)的(de)(de)密度與波速的(de)(de)乘積。不難看出，在同一聲(sheng)(sheng)壓(ya)下(xia)，Z增加，質(zhi)(zhi)點(dian)的(de)(de)振(zhen)動速度下(xia)降。因此聲(sheng)(sheng)阻抗Z可理解(jie)為介質(zhi)(zhi)對質(zhi)(zhi)點(dian)振(zhen)動的(de)(de)阻礙(ai)作用。類(lei)似于電(dian)學中的(de)(de)歐姆定律 I=U/R，電(dian)壓(ya)定，電(dian)阻增加，電(dian)流減(jian)少。

聲(sheng)(sheng)阻抗是表征介質聲(sheng)(sheng)學(xue)性(xing)質的(de)重要物理量。超聲(sheng)(sheng)波在異種介質界面上(shang)的(de)反射和透射情況與聲(sheng)(sheng)阻抗關(guan)系(xi)密切(qie)。

3. 聲強

單位(wei)時(shi)間內在垂(chui)直于聲(sheng)(sheng)(sheng)波傳播方向(xiang)的介(jie)質指定(ding)面積(ji)上(shang)所(suo)通過的平(ping)均(jun)聲(sheng)(sheng)(sheng)能量(liang)，稱(cheng)為(wei)平(ping)均(jun)聲(sheng)(sheng)(sheng)功率(lv)或平(ping)均(jun)聲(sheng)(sheng)(sheng)能量(liang)流(liu)。單位(wei)面積(ji)上(shang)的平(ping)均(jun)聲(sheng)(sheng)(sheng)功率(lv)稱(cheng)為(wei)聲(sheng)(sheng)(sheng)強度，簡稱(cheng)聲(sheng)(sheng)(sheng)強，通常用符號I表示(shi)，單位(wei)為(wei)瓦(wa)／平(ping)方米（W/㎡),可寫作

由式（2.3)可知，在同一介質中，聲強與聲壓(ya)的平方成正比。

4. 聲壓級(ji)、聲強級(ji)

 直接使用(yong)聲(sheng)(sheng)(sheng)壓(ya)、聲(sheng)(sheng)(sheng)強等物理量(liang)描述實際生活中的(de)(de)各(ge)種聲(sheng)(sheng)(sheng)音，數(shu)值變化范圍(wei)會非(fei)常寬，涉及的(de)(de)數(shu)量(liang)級也相(xiang)差巨大(da)，如果(guo)使用(yong)對(dui)數(shu)標(biao)度來進行比較計(ji)算(suan)就能大(da)大(da)簡化運算(suan)。另一個原因是人耳(er)對(dui)聲(sheng)(sheng)(sheng)音的(de)(de)接收更接近正比于其對(dui)數(shu)值，并非(fei)正比于強度。因此(ci)，在聲(sheng)(sheng)(sheng)學(xue)中普(pu)遍使用(yong)對(dui)數(shu)標(biao)度對(dui)聲(sheng)(sheng)(sheng)壓(ya)、聲(sheng)(sheng)(sheng)強等參數(shu)進行度量(liang)，對(dui)應的(de)(de)，分(fen)別稱為(wei)聲(sheng)(sheng)(sheng)壓(ya)級、聲(sheng)(sheng)(sheng)強級，單(dan)位(wei)用(yong)Bel(貝爾）表示，因為(wei)貝爾的(de)(de)單(dan)位(wei)比較大(da)，工程上使用(yong)時將其縮至1/10后以dB(分(fen)貝）為(wei)單(dan)位(wei)。

 聲壓級的符號通常用L_p表示。定義聲壓級為將待測聲壓的有效值P_e與基準聲壓P₀。的比值取以10為底的常用對數，再乘以20,即

 在空氣中，基準聲壓為P₀=2×10⁵Pa,這個數值是正常人聽覺對1kHz聲音稍稍感知到的最低聲壓值，低于此，通常人的聽覺系統就感知不到了，亦即聽閾聲壓級為0dB。人耳的聽覺從可聽閾的2×10⁵Pa的聲壓到痛閾的20 Pa,兩者相差100萬倍，而用聲壓級來表示則變化為0~120dB的范圍，使對聲音的描述大為方便。

聲強級的符號為L_I,定義為待測聲強I與基準聲強I₀的比值取以10為底的常用對數，再乘以10,即

在空氣中，基準聲強I0取為1×10¹² W/㎡,與空氣中基準聲壓相對應，是能夠引起人耳聽覺的最低聲強。

垂直線性較好的(de)探傷儀，顯示(shi)屏顯示(shi)的(de)信號高度(du)與聲(sheng)壓成(cheng)正(zheng)比，有

式中，基準聲壓P₁和基準聲強H₁可任意選取。

常用(yong)聲壓比(bi)(bi)（波高比(bi)(bi)）對應的分貝值見表2.1.