声波在固液介质中的传播
声波在固液介质中的传播
在理想的流体中，没有切形变，粘滞系数为零，因此介质只有体积形变，只有压缩波德传播，但在固体介质中一般情况下处理产生体积形变外还将产生切形变，因此固体介质变形将产生两种波，即压缩波和切变波，压缩波即纵波，切变波即横波，以不同的速度在介质中传播，传播速度决定于介质的弹性模量和密度，在不同介质分界面上也会产生折射和反射。
概念：
声速
声阻抗
衰减系数
超声波是超声振动在弹性介质中传播的机械波，属于应力波的一种，
可分为以下四类：
（1）纵波： 介质中的质点振动方向与波德传播方向相同的波为纵波，波形的特点是疏密相间，固体、液体和气体介质均可传播。
（2）横波： 介质中质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称为横波，波形的特点是凹凸相间，只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。
（3）表面波 当介质表面受到交变应力作用时产生沿介质表面传播的波称为表面波，又称为瑞利波，表面波质点振动的轨迹是椭圆，质点位移的长轴垂直于传播方向，短轴平行于传播方向。
（4）兰姆波 兰姆波只产生在有一定厚度的薄板内，在板的两表面和中间都有质点的振动，声场遍及整个板的厚度，沿着板的两表面及中部传播，又称为板波，若两表面质点振动的相位相反，中部质点以纵波的形式振动则称为对称型兰姆波；若两表面质点振动的相位相同，中部质点以横波的形式振动则称为非对称型兰姆波。
声场特征量
超声波在介质中的传播情况与超声波的特征量密切相关，超声波的三个主要特征量为：声压、声阻抗和声强度。
（1）声压 指超声波中某时刻具有的压强和无超声波存在时该处的静压压强之差。声压 P=ρcv（v：介质质点振动速度），声压的绝对值与频率成正比。
P=ρcv=Zv，（2）声阻抗：是介质密度与声速乘积Z=ρc，能直接表示介质的声学性质。
声压一定得情况下，质点振动速度V和声阻抗成反比。
（3）声强度：指垂直于超声波传播方向上单位面积单位时间内通过的声能量。声强于质点振动频率的平方成正比。
（4）声速 ：声波在介质中的传播速度决定于介质的性质，
固体介质的纵波声速
cl=ρ为密度；E为杨氏弹性模量；σ为泊松比。
固体介质的横波声速ct
ct= G为切变弹性模量。
超声波在圆柱杆中传播存在周期性的尾随脉冲，尾随脉冲的间隔与杆的直径和声速有关，锥形杆的应用可以减小尾随脉冲的幅值，尾随脉冲的周期性也受到破坏，包覆杆相对非包覆杆在不改变尾随脉冲周期的情况下，可以减小尾随脉冲的幅值。
超声波在有限长杆中传播的系统模型
上述系统在时域和频域内可表示为
y(t)=x(t)*h(t)
Y(ω)=X(ω)H(ω)
y(t)和Y(ω)为超声回波信号及频谱
x(t)和X(ω)为超声激励信号及频谱
h(t)和H(ω)为系统的单位脉冲响应函数和频率响应函数。