超聲波束的近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)各有什么特點(diǎn)

1、近場(chǎng)區(qū)

生源附近由于聲壓急劇起伏，出現(xiàn)多個(gè)極大值和極小值，最后一個(gè)聲壓極大值處與聲源的距離成為近場(chǎng)長(zhǎng)度，用N表示，N值以內(nèi)的區(qū)域稱為近場(chǎng)區(qū)。

當(dāng)測(cè)量距離r=λ/2π≈λ/6時(shí)，感應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)度與輻射場(chǎng)強(qiáng)度相當(dāng)。在距離輻射源比較近(r<λ/6)的地方，感應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)度大于輻射場(chǎng)強(qiáng)度。

2、遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)

一般當(dāng)r大于3λ時(shí)，可忽略感應(yīng)場(chǎng)的成份，認(rèn)為處于遠(yuǎn)場(chǎng)(區(qū))。

輻射場(chǎng)強(qiáng)度角分布基本上與距天線的距離無關(guān)的場(chǎng)區(qū)，在輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，將天線上各點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)的連線當(dāng)作是平行的，所引入的誤差小于一定的限度。如天線尺寸為D，則遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)距離應(yīng)大于2D2/λ。

擴(kuò)展資料：

超聲波是彈性機(jī)械振動(dòng)波，它與可聽聲相比還有一些特點(diǎn)：

傳播的方向較強(qiáng)，可聚集成定向狹小的線束；在傳播介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度非常之大；在液體介質(zhì)中當(dāng)超聲強(qiáng)度達(dá)到一定值后便會(huì)發(fā)生空化現(xiàn)象。

束射特性

從聲源發(fā)出的聲波向某一方向（其他方向甚弱）定向地傳播，稱之為束射。 超聲波由于它的波長(zhǎng)較短，當(dāng)它通過小孔（大于波長(zhǎng)的孔）時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)出集中的一束射線向一定方向前進(jìn)。

又由于超聲方向性強(qiáng)，所以可定向采集信息。同樣當(dāng)超聲波傳播的方向上有一障礙 物的直徑大于波長(zhǎng)時(shí)，便會(huì)在障礙物后產(chǎn)生“聲影”。這些猶如光線通過小孔和障礙物一樣，所以超聲波具有和光波相似的束射特性。

超聲波的束射性的好壞，一般用發(fā)散角的大小來衡量（習(xí)慣上用半發(fā)射角臼表示）。以平面圓形活塞式聲源為例，其大小決定超聲波基本原理于聲源的宜徑(D)和聲波的波長(zhǎng)(λ)。

參考資料來源:百度百科-超聲波基本原理

參考資料來源：百度百科-超聲波

超聲波的特性

1、超聲波在傳播時(shí)，方向性強(qiáng)，能量易于集中。

2、超聲波能在各種不同媒質(zhì)中傳播，且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離。

3、超聲波與傳聲媒質(zhì)的相互作用適中，易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息診斷或?qū)髀暶劫|(zhì)產(chǎn)生效用及治療。

4、超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。

5、超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量。

6、超聲波會(huì)產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。

超聲波是一種波動(dòng)形式，它可以作為探測(cè)與負(fù)載信息的載體或媒介如B超等用作診斷；超聲波同時(shí)又是一種能量形式，當(dāng)其強(qiáng)度超過一定值時(shí)，它就可以通過與傳播超聲波的媒質(zhì)的相互作用，去影響，改變以致破壞后者的狀態(tài)，性質(zhì)及結(jié)構(gòu)用作治療。

擴(kuò)展資料：

超聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)能量很大，引起介質(zhì)微粒劇烈震動(dòng)，利用這種現(xiàn)象可以制成各種器具。用超聲波把治療氣喘用的藥液擊碎成很細(xì)的霧狀液滴，藥液就更容易進(jìn)入氣管的深部，療效大大提高。

利用超聲波可以把已封裝的罐頭食品消毒，細(xì)菌在超聲波的作用下，因經(jīng)受不起劇烈振動(dòng)被“肢解”而死。

用超聲波處理酒類，能使酒類很快陳華；用超聲波處理剛放上鹽的豬肉，只要一小時(shí)，就可獲得釀制15天左右的效果；經(jīng)過超聲波處理的種子，可提高發(fā)芽率，收成也增加。這是由于超聲波傳播時(shí)，由于介質(zhì)的分子振動(dòng)引起化學(xué)反應(yīng)或改變分子排列，從而改變物質(zhì)的某些性質(zhì)。

參考資料來源：百度百科-超聲波

參考資料來源：百度百科-聲波

什么是超聲波的近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)?它們對(duì)超聲波探傷有什么影響？

實(shí)施超聲探傷時(shí)，應(yīng)如何選擇超聲探頭？

超聲波探傷中，超聲波的發(fā)射和接收都是通過探頭來實(shí)現(xiàn)的。探頭的種類很多，結(jié)構(gòu)型式也不一樣。探傷前應(yīng)根據(jù)被檢對(duì)象的形狀、衰減和技術(shù)要求來選擇探頭。探頭的選擇包括探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭K值的選擇等。

1. 探頭型式的選擇
   常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭表面波探頭、雙晶探頭、聚焦探頭等。一般根據(jù)工件的形狀和可能出現(xiàn)缺陷的部位、方向等條件來選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直。
   縱波直探頭只能發(fā)射和接收縱波，束軸線垂直于探測(cè)面，主要用于探測(cè)與探測(cè)面平行的缺陷，如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。
   橫波斜探頭是通過波形轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)橫波探傷的。主要用于探測(cè)與深測(cè)面垂直或成一定角的缺陷。如焊縫生中的未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。
   表面波探頭用于探測(cè)工件表面缺陷，雙晶探頭用于探測(cè)工件近表面缺陷。聚焦探頭用于水浸探測(cè)管材或板材。

2. 探頭頻率的選擇
   超聲波探傷頻率在O.5～10MHz之間，選擇范圍大。一般選擇頻率時(shí)應(yīng)考慮以下因索。
   (1)由于波的繞射，使超聲波探傷靈敏度約為，因此提高頻率，有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。
   (2)頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區(qū)分相鄰缺陷。
   (3)可知，頻率高，波長(zhǎng)短，則半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并對(duì)缺陷定位。
   (4)可知，頻率高，波長(zhǎng)短，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度大，對(duì)探傷不利。
   (5)可知，頻率增加，衰減急劇增加。
   由以上分析可知，頻率的離低對(duì)探傷有較大的影響。頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對(duì)探傷有利。但頻率高，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度大，衰減大，又對(duì)探傷不利。實(shí)際探傷中要全面分析考慮各方面的因索，合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。
   對(duì)于晶粒較細(xì)的鍛件、軋制件和焊接件等，一般選用較高的頻率，長(zhǎng)用2.5～5.0MHz。對(duì)晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率，常用O.5～2.5MHz。如果頻率過高，就會(huì)引起嚴(yán)重衰減，示波屏上出現(xiàn)林狀回波，信噪比下降，甚至無法探傷。

3. 探頭晶片尺寸的選擇中科樸道超聲波探傷儀
   探頭圓晶片尺寸一般為φ10～φ30mm，晶片大小對(duì)探傷也有一定的影響，選擇晶片尺寸時(shí)要考慮以下因素。
   (l)可知，晶片尺寸增加，半擴(kuò)散角減少，波束指向性變好，超聲波能量集中，對(duì)探傷有利。
   (2)由N=等可知，晶片尺寸增加，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度迅速增加，對(duì)探傷不利。
   (3)晶片尺寸大，輻射的超聲波能量大，探頭未擴(kuò)散區(qū)掃查范圍大，遠(yuǎn)距離掃查范圍相對(duì)變小，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力增強(qiáng)。
   以上分析說明晶片大小對(duì)聲柬指向性，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度、近距離掃查范圍和遠(yuǎn)距離缺陷檢出能力有較大的影響。實(shí)際探傷中，探傷面積范圍大的工件時(shí)，為了提高探傷效率宜選用大晶片探頭。探傷厚度大的工件時(shí)，為了有效地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的缺陷宜選用大晶片探頭。探傷小型工件時(shí)，為了提高缺陷定位定量精度宜選用小晶片探頭。探傷表面不太平整，曲率較大的工件時(shí)，為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。

4. 橫渡斜探頭K值的選擇
   在橫波探傷中，探頭的K值對(duì)探傷靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程(入射點(diǎn)至底面反射點(diǎn)的距離)有較大的影響。由圖l.39可知，對(duì)于用有機(jī)玻璃斜探頭探傷鋼制工傳，βs=40°(K=O.84)左右時(shí)，聲壓往復(fù)透射率最高，即探傷靈敏度最高。由K=tgβs可知，K值大，βs大，一次波的聲程大。因此在實(shí)際探傷中，當(dāng)工件厚度較小時(shí)，應(yīng)選用較大的K值，以便增加一次波的聲程，避免近場(chǎng)區(qū)探傷。當(dāng)工件厚度較大時(shí)，應(yīng)選用較小的K值。