超声波检测的原理是怎样的?( 二 )


声波的传播路径
频率和类型不相同的声波 , 在不同的温度条件中 , 通过不同媒质时 , 其传播速率也存在差异 。纵波要比横波快约1倍 , 频率越高传播速度越快 , 在矿物油中声波传播速度随温度的升高而下降 。声波在气体中的传播速率远远小于声波在固体中的传播速率 。声波在介质中传播会发生衰减 , 导致衰减发生的原因有很多 , 如波的热传导、反射和扩散等 。在气体和液体中 , 波的扩散是衰减的主要原因;在固体中 , 分子的撞击把声能转变为热能散失是衰减的主要原因 。理论上 , 若媒介本身是均匀无损耗的 , 则声压的大小与声源的距离成反比 , 声强的大小与声源的距离的平方成反比 。声波在复合媒质中传播时 , 在不同媒质的界面上 , 将会出现反射现象 , 导致穿透过的声波变弱 。当声波从一种媒质传播到声波特性阻抗不匹配的另一种媒质时 , 会有很大的界面衰减 。两种媒质的声特性阻抗之间的差别越大 , 造成的衰减效果也就越大 。声波的衰减属性 , 还与声波的固有频率相关联 , 其频率越高衰减速率越大 。声波的传播速率与声波的衰减特性在超声波局部放电定位应用中起到了重要的理论支持 。通过提取超声波信号到达不同传感器的时间差(TDOA , TimeDifferenceofArrival) , 利用其传播速率即可实现对放电源的二维或三维定位 , 通过对比两路或多路超声波检测信号的强度大小 , 即可实现对放电源的幅值定位 。