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超聲波焊接原理
超聲波反射和折射

超聲波在不同媒質(zhì)的界面上產(chǎn)生的反射和折射與普通聲波相同,但由于波長(zhǎng)短,呈現(xiàn)出與光相似的現(xiàn)象。


當(dāng)聲波垂直地從第1媒質(zhì)(比聲學(xué)阻抗Pruu)入射到第2媒質(zhì)(prus)時(shí),反射率是:


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被給予.而從固體或液體到氣體,或者相反的情況下,幾乎100%會(huì)反射。


聲音從液體斜射到固體上,固體中就會(huì)產(chǎn)生波浪和橫波。入射角和折射角的關(guān)系


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成為.其中,09 是液體的聲速,10 分別是固體波和橫波的聲速。


 

一般11 ,甚至12 的情況也很多。在這種情況下,當(dāng)入射角為13 ,或14 的角度δ和δ’時(shí),發(fā)生全反射。利用這種關(guān)系可以測(cè)量固體的音速。也就是說,如第24圖所示,固體板在液體中旋轉(zhuǎn)時(shí),如果板中的吸收很大,而板背面的多重反射的影響不大(如樹脂)。在δ處可以看到透射率極小。如果09 是已知的,那么從這個(gè)角度可知15 (全反射法)。


 

為了收集液體中的超聲波,使用了超聲波透鏡。它是用具有比普通液體略大的聲阻抗的樹脂(聚苯乙烯等)制成的。


厚度為d的板置于液體中,聲波垂直入射于其上,由于多重反射的影響,透射16 隨厚度周期性變化.即忽略板中的吸收中


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給出,d為板中半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),τ為最大值(1),半整數(shù)倍時(shí)為最小值。利用這個(gè)多重反射,可以測(cè)量板中的音速(旋轉(zhuǎn)板法)。由于板的厚度很難連續(xù)變化,所以采用與第24圖相同的裝置。圖27是測(cè)定金屬板在液體中旋轉(zhuǎn)的例子,在這種情況下也能測(cè)定出全反射角,但相比之下,根據(jù)多反射產(chǎn)生的權(quán)大角來確定音速更為準(zhǔn)確。從圖中可以看出,在板的厚度確定的情況下,傾斜某個(gè)角度時(shí),超聲波更容易透過。


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