作业帮请问超声换能器的瑞利距离怎么求的?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/30 13:23:17
请问超声换能器的瑞利距离怎么求的?
瑞利波是压电晶片激发的纵波通过斜楔以大于等于瑞利波临界角（第二临界角）的角度入射而在被检工件表面激发出来的,亦即入射角α≥sin-1(CL1/CR),式中α为入射角,CL1为斜楔中的纵波速度,CR为工件上的瑞利波速度.
瑞利波是在固体自由表面（理想的自由表面指固体与真空的界面,通常在忽略向空气中辐射能量的条件下,亦视固体与空气界面为自由表面）上传播的一种声波,无论是各向同性还是各向异性的固体自由界面上,瑞利波具有下列共同点：①质点运动轨迹是一椭圆；②质点位移振幅的包络呈指数衰减,意味着其能量大部分集中在离表面约一个波长的深度内,故是一种表面声波；③它是非频散波；④任一表面的任一方向上,它的速度总是小于无限大介质中沿相同方向传播的体波速度.一般情况下,钢的瑞利波速度约为横波速度的0.92倍,而铝的瑞利波速度约为横波速度的0.93倍.在各向同性和各向异性两种固体自由界面上,瑞利波还有下述差异：①各向同性介质中,瑞利波的椭圆偏振面总是与表面法线和传播矢量构成的平面相重合.在各向异性介质中,瑞利波的椭圆偏振面一般来说与上述平面有一交角,仅在个别特殊方向上才位于上述平面内；②各向同性材料中,瑞利波振幅是按指数规律衰减的.各向异性材料中则随深度呈振荡衰减,振荡幅度包络线呈指数关系,故也称后者为广义瑞利波.
由上述可见,瑞利波沿工件表面传播时,在表面上的能量最强,随着深度的增加而显著减弱,一般认为其有效探测深度在一个波长范围内.因此,所用的超声频率越高,衰减也越大,有效探测深度越小,有效探测距离也大大减小,故瑞利波检测一般不宜选择太高的频率,通常都在1.25~5MHz,最常用的是2.5MHz.
瑞利波是在固体自由表面（理想的自由表面指固体与真空的界面,通常在忽略向空气中辐射能量的条件下,亦视固体与空气界面为自由表面）上传播的一种声波,无论是各向同性还是各向异性的固体自由界面上,瑞利波具有下列共同点：①质点运动轨迹是一椭圆；②质点位移振幅的包络呈指数衰减,意味着其能量大部分集中在离表面约一个波长的深度内,故是一种表面声波；③它是非频散波；④任一表面的任一方向上,它的速度总是小于无限大介质中沿相同方向传播的体波速度.一般情况下,钢的瑞利波速度约为横波速度的0.92倍,而铝的瑞利波速度约为横波速度的0.93倍.在各向同性和各向异性两种固体自由界面上,瑞利波还有下述差异：①各向同性介质中,瑞利波的椭圆偏振面总是与表面法线和传播矢量构成的平面相重合.在各向异性介质中,瑞利波的椭圆偏振面一般来说与上述平面有一交角,仅在个别特殊方向上才位于上述平面内；②各向同性材料中,瑞利波振幅是按指数规律衰减的.各向异性材料中则随深度呈振荡衰减,振荡幅度包络线呈指数关系,故也称后者为广义瑞利波.
由上述可见,瑞利波沿工件表面传播时,在表面上的能量最强,随着深度的增加而显著减弱,一般认为其有效探测深度在一个波长范围内.因此,所用的超声频率越高,衰减也越大,有效探测深度越小,有效探测距离也大大减小,故瑞利波检测一般不宜选择太高的频率,通常都在1.25~5MHz,最常用的是2.5MHz.
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