应用
测量岩石和矿物等地质样品的超声波速度和衰减性。
背景
超声波传输技术已被用于定义地质材料的机械属性。具体而言，这些技术已用于量化材料的物理参数，例如硬度、弹性模量和晶粒结构。这些技术也用于在实验室条件下监测土壤或沙子的压实度。这些检测通常可以使用低频探头，采用穿透技术在制备好的样品上进行，样品需有两个平行且平坦的表面，如下所述。现场检测通常在远低于超声波范围的地震频率下进行。
设备
制备好的地质样品通常可以使用超声仪器进行检测，如：奥林巴斯EPOCH 650探伤仪。在纵波和横波模式下，都使用成对的低频接触式探头。在特定情况下使用的具体探头取决于被测材料的声学特性和样品尺寸，但是最常使用1 MHz或更低频率的探头。所选择的频率除了可提供足够的穿透力之外，还应该提供不失真的波形。
检测程序
样品可以制备成各种形状和尺寸，只要它们有两个平坦、平行的表面，可以进行探头耦合即可。通常情况下，样品呈圆柱体或块状，在测量方向上的厚度范围约为50毫米到250毫米。样品直径或宽度应大于所用探头的晶片尺寸。由于大多数地质材料在超声频率下表现出较高的散射水平，因此通常采用独立的发射探头和接收探头进行穿透检测。将仪器的脉冲发生器设置为穿透模式，并调整增益和滤波设置，以获得优质响应。在穿透检测中，探头零位延迟可通过以下方式确定：使两个探头发出的声波碰到一起，并将这个信号用作零点。在纵波检测中使用凝胶耦合剂，可以大大降低多孔样品对声波的吸收。在耦合横波探头时，必须使用特殊的高粘度耦合剂，如奥林巴斯的SWC-2横波耦合剂。
脉冲传输时间可以使用探伤仪或连接到脉冲发生器/接收器的示波器或数字波形显示器来测量。探伤仪软件还可以计算声速并进行测量。
纵波 | 横波 |
使用EPOCH 650探伤仪，两个V102-SB纵波探头和两个V152-RB横波探头（均为1 MHz，直径1英寸）测量到的3.75英寸（95毫米）砂岩中的单程传播时间。
测得的速度可与材料密度一起用于计算弹性特性，如弹性模量测量应用注释中所述。使用代表已知条件的参考样品通过实验建立校准曲线，将衰减性与物理特性（如晶粒结构或微裂纹）相关联。
