《傳感器應(yīng)用技術(shù)》課程SensorsapplicationtechnologyUltrasonicbasicconcepts超聲波基本概念1.1超聲波的定義1.2超聲波的物理量1.3超聲場(chǎng)的物理量1.4超聲波的波型課程內(nèi)容CourseContents聲波的實(shí)質(zhì)機(jī)械振動(dòng)在媒質(zhì)中的傳播。1.1超聲波的定義次聲超聲可聽聲超聲波是頻率大于兩萬赫茲的聲波。1.1超聲波的定義1.2超聲波的物理量頻率波長(zhǎng)聲速頻率f/周期T聲源在一秒鐘內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)叫頻率，記作f，單位為Hz。振動(dòng)一次所經(jīng)歷的時(shí)間叫周期，記作T，單位為s。頻率和周期互為倒數(shù)，即T=1/f。1.2超聲波的物理量波長(zhǎng)λ沿聲波傳播方向，振動(dòng)一個(gè)周期所傳播的距離稱作波長(zhǎng)，記為λ，單位為m。頻率波長(zhǎng)聲速1.2超聲波的物理量超聲波在空氣中傳播速度近似為340m/s頻率波長(zhǎng)聲速聲速c一秒時(shí)間內(nèi)聲波傳播的距離叫聲波速度，簡(jiǎn)稱聲速，記作c，單位為m/s頻率、波長(zhǎng)和聲速三者的關(guān)系是：c＝fλ充滿超聲波的空間叫做超聲場(chǎng)。聲壓聲強(qiáng)聲阻抗1.3超聲場(chǎng)的物理量聲壓p

當(dāng)介質(zhì)中有超聲波傳播時(shí)，由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，使介質(zhì)中壓強(qiáng)交替變化。超聲場(chǎng)中某一點(diǎn)在某一瞬間所具有的壓強(qiáng)與沒有超聲場(chǎng)存在時(shí)的靜態(tài)壓強(qiáng)之差被稱為聲壓，常用p表示，單位為帕(Pa)

。1.3超聲場(chǎng)的物理量某一點(diǎn)聲壓幅值P=ρcu其中ρ----介質(zhì)的密度;c----介質(zhì)中的聲速;u----質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度聲強(qiáng)I1.3超聲場(chǎng)的物理量在垂直于超聲波方向上的單位面積內(nèi)通過的聲能量被稱為聲強(qiáng)度，也稱聲強(qiáng)。聲強(qiáng)的單位是W/m2，瓦/平方米。I=（p^2）/(ρc)（此時(shí)p為有效值）聲阻抗Z超聲場(chǎng)中任一點(diǎn)的聲壓p與該處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度u之比稱為聲阻抗，常用Z表示。Z=p/u=ρcu/u=ρc由上式可知，聲阻抗的大小等于介質(zhì)的密度ρ與波速c的乘積1.3超聲場(chǎng)的物理量①縱波：②橫波：③表面波：固體、液體和氣體固體固體振幅隨深度增加而迅速衰減1.4超聲波的波型①縱波：固體、液體和氣體中傳播介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向同軸的波1.4超聲波的波型②橫波：固體中傳播1.4超聲波的波型介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向的波1.4超聲波的波型③表面波：固體中傳播質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)介于橫波和縱波之間，沿著介質(zhì)表面?zhèn)鞑ィ湔穹S深度增加而迅速衰減的波