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聲場(chǎng)在超聲波脈沖技術(shù)中的作用與影響

聲場(chǎng)是一個(gè)廣泛的概念,涉及到聲壓振幅與空間中每個(gè)點(diǎn)的關(guān)系。

在這種情況下,聲壓的數(shù)值集合與特定位置形成了聲場(chǎng),也可以說是交變聲壓場(chǎng)。

超聲波脈沖技術(shù),如其名稱所示,利用超聲波脈沖進(jìn)行工作。根據(jù)聲速和聲源的位置,這些脈沖需要一定的時(shí)間才能在特定位置達(dá)到最大聲壓。由于聲壓以高達(dá)每秒10,000次的脈沖重復(fù)頻率增減,我們可以忽略其時(shí)間依賴性,并將聲場(chǎng)視為每個(gè)點(diǎn)的恒定聲壓,等于該點(diǎn)的最大聲壓。這意味著,盡管發(fā)射和接收脈沖是動(dòng)態(tài)的,但聲場(chǎng)實(shí)際上是靜態(tài)的。

每個(gè)聲源在空間中產(chǎn)生獨(dú)特的聲壓分布。在檢測(cè)受檢材料中的干擾時(shí),我們分析的不是探頭本身,而是由探頭生成的聲場(chǎng)。

為了將聲壓場(chǎng)的分布可視化,我們通常在恒定聲壓的空間橫截面上繪制等壓線(圖17、18)。-6dB曲線表示該線上的聲壓比0dB位置低6dB,即只有0dB位置的一半大小。

等壓線表示法(圖17、18)提供了各個(gè)聲壓p出現(xiàn)的位置,而方向特性表示法則是在距離聲源一定距離內(nèi)進(jìn)行測(cè)量,只顯示可以測(cè)量該聲壓的方向。因此,方向特性僅適用于特定距離的測(cè)量。

關(guān)于聲場(chǎng)的說明是基于使用適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)接收器,該接收器能夠在不干擾聲場(chǎng)的情況下測(cè)量空間中各點(diǎn)的聲壓。這被稱為自由場(chǎng),即聲源的自由輻射或自由場(chǎng)的方向特征。然而,如果聲波被某一空間點(diǎn)的反射器反射并被同一探頭接收,那么所獲得的回波聲場(chǎng)特性將與所用的反射器有關(guān)。對(duì)于脈沖回波法來說,自由場(chǎng)數(shù)據(jù)不如回波場(chǎng)有意義,因?yàn)榛夭▓?chǎng)不僅受到探頭的影響,還取決于所使用的反射器。