超聲波在水/薄層/基體組成的多界面結構中傳播時(見圖8-1)，若超聲波脈沖寬度大于超聲波在薄層中往返一次的傳播時間，則薄層/基體界面處的反射波與水/薄層界面處的反射波在時域上發生混疊，此時利用傳統時域方法對薄層厚度進行測量存在困難。

實際上，時域信號的混疊會引起寬頻信號中特定頻率下的信號發生干涉效應，根據這種干涉效應，可以在信號的頻域內獲得薄層厚度和聲速的相關信息。目前，超聲波聲壓反射系數頻譜分析方法作為一種有效的表征薄層和涂層的手段，已經被許多研究人員所采用。

層狀介質聲壓反射系數V的幅度|V|和Φ相位的表達式:

 

進一步分析式(8-1)和式(8-2)，發現當，即 時，|V|取得一系列極小值，而Φ值為零，對應的頻率值稱為諧振頻率，以 表示:

式中，表示相鄰諧振頻率間的差值。

在利用幅度譜或相位譜讀取諧振頻率或相鄰諧振頻率間隔的基礎上，可在薄層縱波聲速已知的條件下，求得薄層厚度。此處以鋁基體上涂覆平均厚度為277μm的環氧樹脂層和GH33基體上用EBPVD法制備的平均厚度為148μm的Z_rO₂ -7%Y₂O₃ (YSZ)涂層為例，分別給出利用超聲波聲壓反射系數幅度譜和相位譜進行涂層厚度測量的結果。

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