超声波在介质中衰减的原因

引起超声波衰减的主要原因是波束扩散、晶粒散射和介质吸收。

1. 扩散衰减

       超声波在传播过程中，由于波束的扩散，使超声波的能量随距离增加而逐渐减弱的现象称为扩散衰减。超声波的扩散衰减仅取决于波阵面的形状，与介质的性质无关。平面波波阵面为平面，波束不扩散，不存在扩散衰减。柱面波波阵面为同轴圆柱面。波束向四周扩散，存在扩散衰减，声压与距离的平方根成反比。球面波波阵面为同心球面，波束向四面八方扩散,存在扩散衰减，声压与距离成反比。

2．散射衰减

       超声波在介质中传播时，遇到声阻抗不同的界面产生散乱反射引起衰减的现象，称为散射衰减。散射衰减与材质的晶粒密切相关，当材质晶粒粗大时，散射衰减严重，被散射的超声波沿着复杂的路径传播到探头,在示波屏上引起草状回波（又叫草波)，使信噪比下降,严重时噪声会淹没缺陷波，如图所示。

3．吸收衰减

       超声波在介质中传播时,由于介质中质点间内摩擦（即黏滞性)和热传导引起超声波的衰减,称为吸收衰减或黏滞衰减。

       除了以上三种衰减外,还有位错引起的衰减,磁畴壁引起的衰减和残余应力引起的衰减等。

       通常所说的介质衰减是指吸收衰减与散射衰减，不包括扩散衰减。