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构成复杂:各种界面导致的波型转换(纵波转横波,横波转纵波)。频率两难:高频:指向性强,分辨率高,衰减性大,可测范围小;低频:指向性差,分辨率低,衰减性小,可测范围大。混凝土是集结型复合材料、多相复合体:从细观上看,混凝土内部存在广泛分布的复杂界面(砂浆与骨料界面、各种尺度缺陷界面等),超声波的传播状态机制复杂,但是在宏观上它表现出与力学性质相关的波速和衰减性质。岩体、砼等非金属试块的测试直达波透射法岩基、路基、隧道衬砌或其他结构砼的平面测试反射波法(单工作面)按照一定规律的布设测点一发一收,或一发多收根据回波判定结果路基、衬砌厚度岩基均质性结构
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超声波换能器是一种在超声波频率下产生谐振的压电陶瓷,通过材料的压电效应将电信号转化为机械振动。超声波换能器是一种能量转换器件,它的作用是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)然后传递出去,消耗自身功率的一小部分。
例如:可以是质点位移、速度的变化幅度,可以是质点加速度、质点受力的变化幅度。基于压电晶体的传感器,将声压转换为压电晶体的电荷值,声压本质上反映质点振动时相邻质点间的作用力。岩土领域超声波检测中,关注相对变化,关注这种变化与介质性质的关系,通常不关心用什么物理量来表达声幅,也不关心声幅的对值,实际应用中采用声功率(声压平方)的相对变化表达声幅。幅随传播距离的增加而逐渐减小的现象为衰减。声波的衰减与声波的频率及传播距离有关,也与被检测材料的内部结构及性能有关。通过研究声波在介质中的衰减情况,可以达到探测介质的内部结构及性能的目的。声幅衰减可分为以下三种类型材料的粘滞性质(吸收衰减)材料的结构特性(散射衰减)材料的几何特性(扩散衰减)吸收衰减:声波在固体介质中传播时,部分声能会转化为热能等。
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当波由一种介质进入另一种介质时,透射波的传播方向发生改变的现象称为折射现象。斯涅耳定律入射角与反射角和折射角关系sin(01)/c1=sin(02)/c2偏转角与波速比为常数低速介质向高速介质入射时有全反射现象全反射临界角:sin(01)=c1/c2波的叠加特性:当两列波在传播过程中相遇时,在相遇区域内任一点的振动位移为两列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和。波的叠加特性使得两列波在通过相遇区域后,仍然保持他们各自的特性(频率、波长、振幅、振动方向等)不变,并按照原来方向继续前进。