超聲波探傷儀是通過對超聲波受影響程度和狀況的探測了解材料性能和結(jié)構(gòu)變化的技術(shù)稱為超聲檢測。那么超聲波是個啥東西呢？超聲波(Ultrasound)是指頻率超過2萬赫茲(Hertz,Hz)即超過人耳聽閾高限的聲波,屬于機(jī)械波。

一、超聲波基本物理量

（一）超聲波有三個基本物理量，即頻率（f），波長（λ），聲速（c）。頻率（Frequency）就是在每秒鐘內(nèi)，介質(zhì)所振動的次數(shù)，以f表示，單位為赫（Hz）；聲速（Speed of sound） 指聲波在傳播介質(zhì)中的傳播速度，用c表示；波長（Wavelength為完成一次完全振動的時間內(nèi)所傳播的距離，以λ表示。三者的關(guān)系是：c=f·λ或λ=c/f，傳播超聲波的媒介物質(zhì)叫做介質(zhì)。

（二）相同頻率的超聲波在不同介質(zhì)中傳播，聲速不相同。

（三）聲阻抗（Acoustic impedance）　是用來表示介質(zhì)傳播超聲波能力的一個重要的物理量，其數(shù)值的大小由介質(zhì)密度ρ與聲波在該介質(zhì)中的傳播速度C的乘積所決定，即： Z=ρ·C ，單位為Kg／m2·s。

二、超聲波的物理性能

（一）超聲波在介質(zhì)中傳播時，遇到不同聲阻抗的分界面且界面厚度遠(yuǎn)大于波長，會產(chǎn)生反射（Reflection）。人體軟組織聲阻抗差異很小，只要有1‰的聲阻抗差，便可產(chǎn)生反射。由于人體軟組織的聲阻抗比空氣的聲阻抗大得多，超聲波在該交界處幾乎全部被反射，故超聲的進(jìn)行檢查需用耦合劑，同樣原因，超聲一般不適合于檢查肺、骨等與周圍軟組織聲阻抗差別極大的臟器。超聲診斷儀就是利用人體組織對超聲波的反射作用，從聲反射波中提取醫(yī)學(xué)診斷信息的。

（二）當(dāng)分界面兩邊的聲速不同時，超聲波透入第二種介質(zhì)后，其傳播方向?qū)l(fā)生改變即產(chǎn)生折射（Refraction）。聲波從一種小聲速介質(zhì)向大聲速介質(zhì)入射時，聲波經(jīng)過這兩種介質(zhì)的界面后出現(xiàn)折射波的折射角大于入射角。當(dāng)入射角超過臨界角（90°）時，相應(yīng)的折射波消失，出現(xiàn)全反射。我們在進(jìn)行超聲檢查時，需要盡可能地將聲束垂直于界面，避免入射角過大，否則將會引起反射體的實(shí)際位置與顯示位置發(fā)生錯位，甚至出現(xiàn)全反射，從而導(dǎo)致超聲無法檢查該界面以下的組織器官。

（三）當(dāng)障礙物的直徑等于或小于λ／2，超聲波將繞過該障礙物而繼續(xù)前進(jìn)，這種現(xiàn)象稱為繞射（Diffraction），故超聲波波長越短（即頻率越高），能發(fā)現(xiàn)障礙物越小，也就是說分辨力越好，超聲圖象也越清晰，不過對組織的穿透力較差。

（四）超聲波在傳播中遇到粗糙面或極小的障礙物（或一組小障礙物形式）時，將有一部分能量被散射（Scattering）

（五）超聲波在介質(zhì)內(nèi)的傳播過程中，隨著傳播距離的增大，聲波的能量逐漸減少，這一現(xiàn)象稱為聲波衰減（Acoustic attenuation）。聲波衰減與介質(zhì)對聲波的吸收(Acoustic absorption)、散射以及聲束擴(kuò)散等原因有關(guān)，其中吸收是衰減的主要因素。

（六）多普勒效應(yīng)（Doppler effect） 為聲源與接收器之間的相對運(yùn)動而導(dǎo)致聲波頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。當(dāng)聲源與接收器作相向運(yùn)動時，接收器所接收到的聲波頻率高于聲源所發(fā)出的頻率，如兩者的運(yùn)動方向相反時，則接收頻率低于聲源所發(fā)出的頻率，兩者的頻率差為頻移（Frequency shift）。超聲多普勒儀器的超聲源和接收器均安裝在探頭（換能器）中，探頭工作時，換能器發(fā)出超聲波，由運(yùn)動著的紅細(xì)胞發(fā)出散射回波，再由接收換能器接收此回波。因此接收換能器所收到的超聲回波的頻率經(jīng)過了兩次多普勒效應(yīng)過程，所以收發(fā)超聲頻率之差與血流相對于換能器運(yùn)動速度的兩倍成正比