聲波的傳輸特性分析之衰減

聲波在傳播過（guò）程中，除了在介質分（fèn）界麵上會造（zào）成損失外，在介質內部也會發生衰（shuāi）減。這種衰減可能是由於波（bō）的擴（kuò）散、分子撞擊、粘度和熱（rè）導等因素造成（chéng）的（de）。對於氣體和液體介（jiè）質，波的擴散是主要的。而固體（tǐ）介質主要的（de）衰減原因是由於聲波在傳播過程中把能量轉變成為熱量。
   
通常在氣（qì）體和液體中（zhōng）聲波的傳播（bō）是以球麵波的形式從聲源一點出發向四麵散播。離開聲源愈遠（yuǎn），聲強度和聲壓就愈低。理論（lùn）上，聲壓水平是與（yǔ）聲源（yuán）的距離d成反比的。但實際上局部放電產生的超聲波源很少（shǎo）是集中在一點，各（gè）種放電情況的不同使得超聲波的（de）聲壓水平（píng）不一（yī）定是反比於d的。例如在礦物油中（zhōng），由於局部放電產生的超（chāo）聲波，在頻率為150kHz-2MHz範圍內，超聲波隨著距離的衰減是正比於d1/4一d2之（zhī）間。
   
聲波（bō）在氣體介質中被吸收（shōu）是由於分子碰撞中能量的交換所形成。這種吸（xī）收不但與氣體的本質有（yǒu）關，而且與溫度、濕度（dù）以及氣體中的雜質都有關。如在六氟化硫(SF6)中聲波(頻率為40KHz )的被吸收，要比空氣中大20多倍。又如在寒冷（lěng）的北極空氣中，由於分子碰撞所造成的聲波吸收是很微小的（de）。而在酷熱的沙漠空氣中，對10kHz的聲波衰減可達0.48dB/m。如果在空氣中含有霧、煙、灰塵時（shí），衰減會顯著增加。不（bú）同頻率的（de）超聲波產（chǎn）生的衰減也是不同（tóng）的，通常在空氣中當溫度和濕度一定時，聲波的衰減與（yǔ）頻率f甚至於f2成正比。在液體材（cái）料中聲（shēng）波的衰減往往正比於f2；而在固（gù）體材料中衰減大約正比於f。
   
超聲波在介質中傳（chuán）播產生的（de）衰減，在頻率較低和介質厚度不大時經常與厚度成正比。但隨著頻率的增加，隨著厚度的增加，聲波衰減的增加比較（jiào）慢。