声场在超声波脉冲技术中的作用与影响

声场是一个广泛的概念,涉及到声压振幅与空间中每个点的关系。

在这种情况下,声压的数值集合与特定位置形成了声场,也可以说是交变声压场。

超声波脉冲技术,如其名称所示,利用超声波脉冲进行工作。根据声速和声源的位置,这些脉冲需要一定的时间才能在特定位置达到最大声压。由于声压以高达每秒10,000次的脉冲重复频率增减,我们可以忽略其时间依赖性,并将声场视为每个点的恒定声压,等于该点的最大声压。这意味着,尽管发射和接收脉冲是动态的,但声场实际上是静态的。

每个声源在空间中产生独特的声压分布。在检测受检材料中的干扰时,我们分析的不是探头本身,而是由探头生成的声场。

为了将声压场的分布可视化,我们通常在恒定声压的空间横截面上绘制等压线(图17、18)。-6dB曲线表示该线上的声压比0dB位置低6dB,即只有0dB位置的一半大小。

等压线表示法(图17、18)提供了各个声压p出现的位置,而方向特性表示法则是在距离声源一定距离内进行测量,只显示可以测量该声压的方向。因此,方向特性仅适用于特定距离的测量。

关于声场的说明是基于使用适当的点接收器,该接收器能够在不干扰声场的情况下测量空间中各点的声压。这被称为自由场,即声源的自由辐射或自由场的方向特征。然而,如果声波被某一空间点的反射器反射并被同一探头接收,那么所获得的回波声场特性将与所用的反射器有关。对于脉冲回波法来说,自由场数据不如回波场有意义,因为回波场不仅受到探头的影响,还取决于所使用的反射器。