①寬脈沖與窄脈沖在探傷中的特點

對超聲波信號進(jìn)行頻譜分析時，了解寬脈沖和窄脈沖方法之間的差別非常重要。窄脈沖對應(yīng)的是寬頻帶，可獲得很寬頻率范圍內(nèi)的信息，但犧牲了靈敏度。寬脈沖對應(yīng)著窄頻帶，其優(yōu)點在于給定頻率上的靈敏度較高，能捕捉到組織結(jié)構(gòu)的細(xì)微差別帶來的頻域信號特征的變化;缺點是在許多頻率下采集數(shù)據(jù)比較費時，通常只用于對靈敏度要求高的場合。

為了提高距離分辨率，超聲波脈沖的持續(xù)時間應(yīng)越短越好，至少熒光屏上顯示的脈沖寬度要小于兩個缺陷在熒光屏上的聲程差。顯然，窄脈沖的距離分辨率比寬脈沖的高。

對于橫向分辨率，情況正好相反。因為聲束的指向性越好，聲束截面越小，橫向分辨率越高，也就是橫向分辨率主要由聲束擴散角決定;而窄脈沖的最大聲束擴散角是由它所包含的最低頻率成分決定的，故中心頻率為某一數(shù)值的窄脈沖，其聲束擴散角要比同頻率寬脈沖的大些，所以窄脈沖的橫向分辨率較寬脈沖的低。同時也要注意到由于低頻對小缺陷不靈敏等原因，窄脈沖橫向分辨率的高低與缺陷大小有關(guān)。

探傷中應(yīng)注意寬脈沖產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象對探傷結(jié)果的影響。例如，測量溝槽深度時，當(dāng)溝槽深度在波長數(shù)量級時，由于干涉現(xiàn)象的存在，回波波高與槽深的關(guān)系是非單調(diào)的，即隨槽深的增加，回波波高出現(xiàn)多次峰谷值。窄脈沖有利于消除干涉現(xiàn)象的影響。

實際應(yīng)用中，熒光屏上所顯示的電脈沖除與探頭發(fā)射的超聲波脈沖有關(guān)以外，還與探頭的聲電轉(zhuǎn)換特性、接收放大器的中心頻率和放大器的頻帶有關(guān)，需加以注意。

②脈沖波的聲速

超聲波的速度分為相速度和群速度。相速度是指單一頻率的聲波在介質(zhì)中的傳播速度;群速度是多個相差不多的頻率的波在同一介質(zhì)中傳播時互相合成后的包絡(luò)線的傳播速度，其是波群(波包)的能量傳播速度。相速度和群速度的關(guān)系如圖1-13所示。

當(dāng)聲波在工件界面產(chǎn)生干涉現(xiàn)象時(例如板波的情況)，聲速就會與頻率有關(guān)，此時，窄脈沖所含各頻率諧波的聲速不同，疊加后的窄脈沖聲速也會發(fā)生變化。因此對窄脈沖，只有當(dāng)工件厚度遠(yuǎn)大于波長時，才能忽略這種速度變化現(xiàn)象。

此外，在具有頻散特性的介質(zhì)中傳播的各種頻率成分的脈沖波，將以不同的群速度傳播。在傳播過程中，脈沖波形將隨著聲程的增大而發(fā)生畸變。脈沖寬度越窄，畸變程度越大。

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