2.1 什么是超声?

存在于我们周围的声波，是一种穿行在某个介质中的组织简单的机械振动，这个介质可以是固体、液体或气体。声波既包含我们日常听到的声音，也包含用于缺陷探测的超声波。声波在某个特定介质中以特定速度或声速，在一个可预见的方向上传播，当遇到另一个不同介质的界面时，声波会根据某些简单的规则反射回来或继续传播。这个物理原理是超声缺陷探测的基础。简言之，超声波会在被测样件中的裂纹处或其他不连续性缺陷出现的位置，发生反射，因此受过培训的操作人员通过监控工件中产生的回波图形，就可以辨别和定位材料中隐藏的内部缺陷。

所有声波都会以一个特定的频率（每秒钟振动的次数或周期）振动，即我们可以感受到的可听声波范围内的音高。人类可听到的最大声波频率大约为每秒钟20,000周期（20 KHz），而大多数超声探伤应用所使用声波的频率范围为500,000周期/秒到10,000,000周期/秒（500 KHz ～ 10 MHz）。处于千兆赫频率范围的声能不能在空气或其它气体中有效传播，但是却能在大多数液体和普通工程材料，如：大多数金属、塑料、陶瓷及复合材料中自由传播。超声范围内的声波比可以听到声波的方向性强得多，而且因其较短的波长，它们还对传播路径上的小反射体更为敏感。

声波的速度会根据它们所处介质的不同而发生变化，因为声速会受到介质的密度和弹性等属性的影响。不同类型的声波（参阅传播模式，章节2.3）会以不同的声速传播。

超声探头