聲波(bō)在不同的介質麵的時候會衰減,所以,聲波到達檢測點的過程中會發生衰減,並(bìng)且由於介質界麵的不一致,還會發生反射,在不同的介質中傳播速度也不同。上一篇文(wén)章中成版人APP网站介紹了聲波的傳播(bō)速度特性(xìng),接下來成版人APP网站介紹下聲波的衰(shuāi)減和反射。
(2)傳播(bō)過程中的衰減
超(chāo)聲波在(zài)傳播過程中,隨著傳播距(jù)離的增大聲波的能量會逐漸減小,這樣的現象成版人APP网站稱之為衰減。在空氣中衰減速率隨著頻率的1-2次(cì)方(fāng)增加;固體介質中聲(shēng)波能力衰減速率和頻率f成正比;液體中衰減速率正比(bǐ)於頻率的2次方,具(jù)體如下表所示:材料 | 測量頻率 | 溫度 | 衰減(dB/m) |
空氣 | 50Hz | 20-28 | 0.98 |
SF6 | 40Hz | 20-28 | 26.0 |
鋁 | 10Hz | 25 | 9.0 |
鋼/鐵 | 10Hz | 25 | 21.5 |
從表中可以發現,對不同的材料,聲波的衰減速度(dù)也是差別很大的(de),以40 kHz的聲波為例,和在空氣中出現的衰減速度相比,聲波在SF6氣體當(dāng)中發生的衰減速度至(zhì)少是前(qián)者的20倍,而聲波衰減最(zuì)快的就是在橡膠和海綿等軟性的材料中。由(yóu)此可見在對局部放(fàng)電進行檢測時,為了能夠(gòu)在較遠距離對聲波進行檢測,超聲波傳感器必須具(jù)有足夠高的前置放大設備增益。
(3)傳播中的反射情況
在介質(zhì)中進(jìn)行傳播時,超聲波不僅會出現一定程(chéng)度的衰減,而且具(jù)有極強的方向性,所以在傳播的過程中,超聲波會在不同介質(zhì)的交界處發生反射,這種反射現象的發生會(huì)進一步(bù)較少聲波傳播過程中(zhōng)聲波的能量。通常超(chāo)聲波在空氣(qì)中的反射臨界角為26度,當超聲波的入射角超過了該值時,超聲波會就產生全反射,從而導致傳感(gǎn)器無法接收到任何信號。因此在現(xiàn)場局部放電檢測過(guò)程中,需要將傳感器安裝在(zài)合(hé)適的位(wèi)置(zhì),保證聲波的入射角(jiǎo)度小於其反射(shè)臨界角以避免檢測不到超聲波信號。對不同(tóng)的介質而言,其具有的聲阻抗是(shì)不盡相同的,而聲波在不(bú)同介質之間的傳(chuán)遞也會出現不同程度的(de)衰減,對某一固定介質而言,其聲阻抗等於聲波在此其中傳播(bō)的速度v乘以其密度ρ,即ρv,聲波在兩個介質的交界處會產生衰減,其反射時的係數如下:
R=ρ1v1-ρ2v2/ρ1v1+ρ2v2
式中,ρ1v1、ρ2v2分別(bié)表示的是兩種(zhǒng)材料不(bú)同,但(dàn)互相接觸的介質所具有的聲阻(zǔ)抗,從上式能夠看出,聲波在發生反射時(shí)導致(zhì)的(de)衰減程度正比於兩種接觸(chù)的介質具有的聲阻抗差的大小。