在探伤作业中超声波在介质中的传播,其声能量随着距离的增大而逐渐减少,这现象称为衰减。它是能量的传播过程,而非物质的迁移过程。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄞󠄡󠄣󠄥󠄞󠄧󠄩󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
从理论上讲主要有三个方面:
1、由声束扩展引起的衰减
扩散衰减是由波源决定的,平面波声压是恒量,故无扩散衰减。球面波、柱面波声压都随距离的增加而减小。活塞波近场区有很多极大值和极小值的变化,在远场,声压随距离的增加而减小。
距离越大,则衰减越大。必须指出,扩散衰减与传播介质无关。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄞󠄡󠄣󠄥󠄞󠄧󠄩󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
2、由散射引起的衰减
由于实际材料不可能是绝对均匀,例如材料中有外来杂质、金属中的第二相析出、晶粒的任意取向等均会导致整个材料声特性阻抗不均,从而引起声的散射。被散射的超声波在介质中沿着复杂的路径传播下去,最终变成热能,这种衰减称为散射衰减。
晶粒越粗大,衰减越严重。频率越高(波长越小)衰减越严重。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄞󠄡󠄣󠄥󠄞󠄧󠄩󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
3、由介质的吸收引起的衰减
超声波在介质中传播时,由于介质的粘滞性而造成质点之间的内摩擦,从而使一部分声能传变成热能。同时,由于介质的热传导,介质的稠密和稀疏部分之间进行热交换,从而导致声能的损耗,以及由于分子驰豫造成的吸收,这些就是介质的吸收现象,称为吸收衰减。
对于固体介质,吸收衰减相对于散射衰减可忽略不计,但对液体介质来说,吸收衰减则是主要的。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄞󠄡󠄣󠄥󠄞󠄧󠄩󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮