波的類型及波速測量

一.超聲波的類型

根據波動傳播時介質質點的振動方向相對于波的傳播方向的不同，可將波動分為縱波、橫波、表面波和板波等。

1. 縱波L

介質中質點的振動方向與波的傳播方向互相平行的波，稱為縱波，用L表示。

當介質質點受到交變拉壓應力作用時，質點之間產生相應的伸縮形變，從而形成縱波;凡能承受拉伸或壓縮應力的介質都能傳播縱波。固體介質能承受位伸或壓縮應力;液體和氣體雖不能承受拉伸應力，但能承受壓應力產生容積變化。因此固體、液體和氣體都能傳播縱波。鋼中縱波聲速一般為5960m/s。縱波一般應用于鋼板、鍛件探傷。

2. 橫波S(T)

介質中質點的振動方向與波的傳播方向互相垂直的波，稱為橫波，用S或T表示。

當介質質點受到交變的剪切應力作用時，產生剪切形變，從而形成橫波;只有固體介質才能承受剪切應力，液體和氣體介質不能承受剪切應力，因此橫波只能在固體介質中傳播，不能在液體和氣體介質中傳播。鋼中橫波聲速一般為3230m/s。橫波一般應用于焊縫、鋼管探傷。

3. 表面波R

當介質表面受到交變應力作用時，產生沿介質表面傳播的波，稱為表面波，常用R表示。又稱瑞利波。

表面波在介質表面傳播時，介質表面質點作橢圓運動，橢圓長軸垂直于波的傳播方向，短軸平行于波的傳播方向;橢圓運動可視為縱向振動與橫向振動的合成，即縱波與橫波的合成，因此表面波只能在固體介質中傳播，不能在液體和氣體介質中傳播。

表面波的能量隨深度增加而迅速減弱，當傳播深度超過兩倍波長時，質點的振幅就已經很小了，因此，一般認為表面波探傷只能發現距工件表面兩倍波長深度內的缺陷。表面波一般應用于鋼管探傷。

4. 板波

在板厚與波長相當的薄板中傳播的波，稱為板波。根據質點的振動方向不同可將板波分為SH波和蘭姆波。板波一般應用于薄板、薄壁鋼管探傷。