超声波探伤过程中能力衰减

超声波在弹性介质中传播时，超声波的散射和吸收将导致声波传播能量的衰减。

超声波的散射，是指声波在不均匀介质中的分界面上发生的散射现象，并造成超声波传播能量的衰减。由于介质内大颗粒晶体的不规则排列，声波在斜入射至晶体分界面上时将发生反射、折射和波型转换的物理现象，致使声波传播的能量衰减，而透射的声波又会不断入射到其他晶体界面上导致声波传播的能量的继续衰减。在检测金属薄板缺陷时，缺陷的存在造成薄板内部介质的不均匀，声波在入射到不同介质的分界面上时则发生反射、折射以及波型转换，使检测波的传播能量快速衰减。当缺陷的尺寸与检测波波长的比值大于0.1时，声波散射现象明显，甚至导致无法检测。

由于介质的导热性、黏滞系数性等因素导致声波能量转换为其他形式能量的现象，称为声波的吸收。声波的吸收系数与声波频率成正比关系，即声波频率越大吸收越大。在固体介质中，多晶体中颗粒的尺寸和检测波波长的比值决定声波吸收系数；单晶体的声波吸收系数则较小。

超声波的能量衰减将严重影响对缺陷的检测，不过由声波吸收造成的超声波传播能量的衰减，是可以通过增加声源辐射能量、提高运算放大器增益和降低检测波工作频率的方法来弥补的。但是，声波散射不仅造成缺陷回波信号能量衰减，还会在介质分界面上发生反射现象产生杂波。这时因为反射杂波的存在，检测系统只能通过降低检测波频率的方法来减小声波传播过程的衰减。经过大量仿真和实验，决定通过降低超声探头工作频率、调整声波入射角度的方法来减小检测超声波能量衰减的影响。