- 超聲波檢測技術及應用(第2版)
- 萬升云等編著
- 577字
- 2025-08-07 15:02:12
1.5.1 聲壓P
超聲場中某一點在某一時刻所具有的壓強P1與沒有超聲波存在時的靜態壓強P0之差,稱為該點的聲壓,用P表示。
P=P1-P0
聲壓單位:帕(Pa),微帕(μPa)
1Pa=1N/m2 1Pa=106μPa
超聲波在介質中傳播時,介質每一點的聲壓隨時間和振動位移量的不同而變化,也就是說,瞬時聲壓P(t)是時間、距離的函數,理論證明,它可由下列數學式表達:
P(t)=Pcos(ωt+φ)=ρcucos(ωt+φ)
式中 P——聲壓振幅;
ρ——介質密度;
c——介質聲速;
ω——圓頻率,ω=2πf;
t——質點位移時間;
φ——質點振動相位角;
u——質點振速。
由上式可知,超聲場中某一點的聲壓隨時間和該點至波源的距離按余弦函數周期性地變化。聲壓的幅值與介質的密度、波速和質點振動速度成正比。固體介質由于密度大、聲速高和質點振速高,所以置于同一超聲場中的介質(離聲源距離相同),以固體介質中的聲壓最高,液體中聲壓其次,氣體中聲壓最小;當然,就不同固體介質而言,因材料性質、密度、聲速的差異,它們的聲壓也有所區別。
工程上實際應用時,比較和計算介質中兩個反射體的回波聲壓時,并不需要對每個t(每一瞬間),每個X點作比較,只需用它們的聲壓振幅P加以比較和計算,因此,通常把聲壓振幅簡稱為“聲壓”,并使它與A型脈沖反射式檢測儀示波屏上回波高度建立一定的線性關系,從而為確定超聲波檢測中的定量方法打下了基礎。一般認為,超聲波檢測儀示波屏上的波高與聲壓成正比。