超聲波探頭的聲波衰減

　　一個聲音在傳播過程中將越來越微弱這就是聲波的衰減。造成聲波衰減的原因有以下三個:
　　1.擴(kuò)散衰減
　　物體振動發(fā)出的聲波向四周傳播，聲波能量逐漸擴(kuò)散開來。能量的擴(kuò)散使得單位面積上所存在的能量減小，聽到的聲音就變得微弱。
　　單位面積上的聲波能量隨著聲源距離的平方而遞減。

　　2.吸收衰減
　　聲波在固體介質(zhì)中傳播時，由于介質(zhì)的粘滯性而造成質(zhì)點之間的內(nèi)摩擦，從而使一部分聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?同時，由于介質(zhì)的熱傳導(dǎo)，介
　　質(zhì)的稠密和稀疏部分之間進(jìn)行熱交換，從而導(dǎo)致聲能的損耗，這就是介質(zhì)的吸收現(xiàn)象。介質(zhì)的這種衰減稱為吸收衰減。通常認(rèn)為，吸收衰
　　減與聲波頻率的一次方、頻率的平方成正比。
　　3.散射衰減
　　當(dāng)介質(zhì)中存在顆粒狀結(jié)構(gòu)(如液體中的懸浮粒子、氣泡，固體中的顆粒狀結(jié)構(gòu)、缺陷、攙雜物等)而導(dǎo)致的聲波的衰減稱散射衰減。
　　通常認(rèn)為當(dāng)顆粒的尺寸遠(yuǎn)小于波長時，散射衰減與頻率的四次方成正比;當(dāng)顆粒尺寸與波長相近時，散射衰減與頻率的平方成正比。
　　擴(kuò)散衰減只與距聲源的距離有關(guān)，與介質(zhì)本身的性質(zhì)無關(guān)。吸收衰減與散射衰減大小則取決于聲波的頻率和介質(zhì)本身的性質(zhì)。
　　表示聲波在某種介質(zhì)中傳播時衰減的大小用衰減系數(shù)Q。衰減系數(shù)Q按下式計算:

　　式中x——距聲源的距離;
　　Ao——聲源處的聲壓;
　　A——所測量處的聲壓。
　　從式可看到，所謂衰減系數(shù)就是聲波在傳播路徑上單位長度上的衰減量。簡單點說，介質(zhì)致密的物體衰減小，象鋼管，漏水聲可以沿鋼管傳播很遠(yuǎn)，所以，在鋼、鐵類管道上很容易收索到漏水目標(biāo)。松散的物體，聲衰減很大，傳播距離很短。對于同一類物體，聲波頻率越低，傳播距離則越遠(yuǎn)。如以一較高頻率對結(jié)構(gòu)松散、密度差的介質(zhì)作聲波探測時，由于該介質(zhì)中存在著折射、繞射以及可能出現(xiàn)的多次反射和散射等現(xiàn)象，至使高頻率聲波無法按原有射線方向傳播，聲速衰減快，探測無法進(jìn)行。如降低探測聲波的頻率，使波長加大，其聲波便可穿透較大距離。管道泄漏形成的聲波一般頻率較低，這是測漏儀能實用于各種地面漏水探測的理論依據(jù)。