传感器应用技术 课件 5-1超声波基本概念_第1页
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《传感器应用技术》课程SensorsapplicationtechnologyUltrasonicbasicconcepts超声波基本概念1.1超声波的定义1.2超声波的物理量1.3超声场的物理量1.4超声波的波型课程内容CourseContents声波的实质机械振动在媒质中的传播。1.1超声波的定义次声超声可听声超声波是频率大于两万赫兹的声波。1.1超声波的定义1.2超声波的物理量频率波长声速频率f/周期T声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单位为Hz。振动一次所经历的时间叫周期，记作T，单位为s。频率和周期互为倒数，即T=1/f。1.2超声波的物理量波长λ沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离称作波长，记为λ，单位为m。频率波长声速1.2超声波的物理量超声波在空气中传播速度近似为340m/s频率波长声速声速c一秒时间内声波传播的距离叫声波速度，简称声速，记作c，单位为m/s频率、波长和声速三者的关系是：c＝fλ充满超声波的空间叫做超声场。声压声强声阻抗1.3超声场的物理量声压p

当介质中有超声波传播时，由于介质质点振动，使介质中压强交替变化。超声场中某一点在某一瞬间所具有的压强与没有超声场存在时的静态压强之差被称为声压，常用p表示，单位为帕(Pa)

。1.3超声场的物理量某一点声压幅值P=ρcu其中ρ----介质的密度;c----介质中的声速;u----质点的振动速度声强I1.3超声场的物理量在垂直于超声波方向上的单位面积内通过的声能量被称为声强度，也称声强。声强的单位是W/m2，瓦/平方米。I=（p^2）/(ρc)（此时p为有效值）声阻抗Z超声场中任一点的声压p与该处质点振动速度u之比称为声阻抗，常用Z表示。Z=p/u=ρcu/u=ρc由上式可知，声阻抗的大小等于介质的密度ρ与波速c的乘积1.3超声场的物理量①纵波：②横波：③表面波：固体、液体和气体固体固体振幅随深度增加而迅速衰减1.4超声波的波型①纵波：固体、液体和气体中传播介质中质点的振动方向与传播方向同轴的波1.4超声波的波型②横波：固体中传播1.4超声波的波型介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的波1.4超声波的波型③表面波：固体中传播质点的振动介于横波和纵波之间，沿着介质表面传播，其振幅随深度增加而迅速衰减的波

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