超聲波是由機械振動引起、在介質中沿一定方向傳播的一種機械波針對超聲波自身特性和在各類常見介質中傳播時的特點進行基本把握，有助于我們正確應用超聲探傷技術、解決實際檢測過程中的各種問題。在超聲探傷中，常常涉及部分幾何聲學的反射、折射定律及波型轉換，以及物理聲學中波的疊加、干涉和衍射等規律或概念。

一、按波(bo)陣面分類

   理想聲(sheng)波根(gen)據波陣面的形狀可以分為(wei)平面聲(sheng)波、球面聲(sheng)波和柱(zhu)面聲(sheng)波。

  1. 平面聲波

    波的振動只在一個方向上傳播，則這種波稱為平(ping)面聲(sheng)(sheng)波，對應的聲(sheng)(sheng)源稱為平(ping)面聲(sheng)(sheng)源，其(qi)波陣面為相互平(ping)行(xing)的平(ping)面，如圖 2.2a 所示。

  2. 球(qiu)面聲波

    波的(de)振(zhen)動從(cong)點聲源處向四面(mian)(mian)八(ba)方傳播，稱(cheng)為(wei)球(qiu)面(mian)(mian)聲波其(qi)波陣面(mian)(mian)為(wei)同心的(de)球(qiu)面(mian)(mian)，如圖 2.2b 所示。

  3. 柱面聲波

  波陣面是同(tong)軸柱面的聲波，如圖 2.2 c所示。

  在超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)探傷(shang)的(de)實際應用中，換能器晶片多為(wei)(wei)圓(yuan)形或(huo)者方形。對于其中的(de)圓(yuan)盤(pan)形聲(sheng)(sheng)(sheng)源，通常認為(wei)(wei)所(suo)發出(chu)的(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)既不(bu)是(shi)單(dan)純的(de)平面(mian)(mian)(mian)(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)，也不(bu)是(shi)單(dan)純的(de)球(qiu)(qiu)面(mian)(mian)(mian)(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)，介(jie)于球(qiu)(qiu)面(mian)(mian)(mian)(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)與平面(mian)(mian)(mian)(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)之間(jian)，稱(cheng)為(wei)(wei)活(huo)塞波(bo)(bo)。活(huo)塞波(bo)(bo)在距(ju)離(li)(li)聲(sheng)(sheng)(sheng)源面(mian)(mian)(mian)(mian)較近的(de)地(di)方由(you)于干涉的(de)原因，波(bo)(bo)陣面(mian)(mian)(mian)(mian)較復雜，在距(ju)離(li)(li)聲(sheng)(sheng)(sheng)源足夠遠的(de)地(di)方，計算時認為(wei)(wei)其波(bo)(bo)陣面(mian)(mian)(mian)(mian)類似(si)于球(qiu)(qiu)面(mian)(mian)(mian)(mian)波(bo)(bo)。

二、按振(zhen)動的持續時間(jian)分類(lei)

   按振動的(de)持續時間，超聲波(bo)可分為連續波(bo)和脈沖波(bo)。

  1. 連續(xu)波

   介(jie)質(zhi)各質(zhi)點的(de)持續(xu)振(zhen)動(dong)時間為無(wu)窮的(de)波，頻率一定(ding)，常(chang)用(yong)于穿透式超聲探傷，波形如圖2-3 a所示

  2. 脈沖波

   波源間歇性振(zhen)動(dong)，介質各質點的(de)持續(xu)振(zhen)動(dong)時(shi)間有限的(de)波，頻率(lv)為一(yi)個(ge)范(fan)圍，常用于反射法超聲探傷，波形(xing)如圖 2-3 b所示。

三、按超聲(sheng)波的波形(xing)分類

  根(gen)據(ju)波(bo)(bo)(bo)動(dong)傳(chuan)播方向(xiang)與質點振動(dong)方向(xiang)間的關系(xi)來分，有縱波(bo)(bo)(bo)、橫(heng)波(bo)(bo)(bo)、表面(mian)波(bo)(bo)(bo)、板波(bo)(bo)(bo)等。

   1. 縱波(bo)

     又稱壓縮(suo)波(bo)疏密波(bo)，介質質點的振動方(fang)向(xiang)與(yu)波(bo)的傳播(bo)方(fang)向(xiang)平行。常用符(fu)號L表示,如圖(tu)2-4所示。凡是能夠(gou)承受拉伸或壓縮(suo)變形(xing)的介質都(dou)能傳播(bo)縱(zong)波(bo)。顯然固體能夠(gou)傳播(bo)縱(zong)波(bo)。液體與(yu)氣體在壓力(li)作(zuo)用下會發生體積(ji)變化，因(yin)此(ci)也可以傳播(bo)縱(zong)波(bo)。

   2. 橫波

     又稱剪(jian)切(qie)(qie)波(bo)、切(qie)(qie)變波(bo)，介質(zhi)質(zhi)點(dian)的(de)振動方向(xiang)(xiang)與波(bo)的(de)傳(chuan)播(bo)(bo)方向(xiang)(xiang)相互(hu)垂(chui)直，常用(yong)符號S表示，如圖2-5所示。橫波(bo)傳(chuan)播(bo)(bo)時(shi)介質(zhi)質(zhi)點(dian)受到交變的(de)剪(jian)切(qie)(qie)應(ying)力作用(yong)，介質(zhi)發生剪(jian)切(qie)(qie)變形，顯然只(zhi)有固體(ti)才(cai)能(neng)承受剪(jian)切(qie)(qie)應(ying)力，因此橫波(bo)只(zhi)能(neng)在固體(ti)介質(zhi)中傳(chuan)播(bo)(bo)，無法(fa)在液體(ti)或者氣體(ti)中傳(chuan)播(bo)(bo)。

   3. 表面波

     最早(zao)于1887年由(you)瑞利發現(xian)，又(you)稱(cheng)瑞利波(bo)(bo)，交變的(de)應力作用于介質(zhi)表(biao)面(mian)(mian)，產生(sheng)沿介質(zhi)表(biao)面(mian)(mian)傳播(bo)的(de)波(bo)(bo)，常用符號R表(biao)示(shi)，如(ru)圖 2-6所(suo)示(shi)。波(bo)(bo)在(zai)介質(zhi)表(biao)面(mian)(mian)傳播(bo)時(shi)，質(zhi)點同時(shi)產生(sheng)縱向(xiang)(xiang)振(zhen)動和(he)橫(heng)向(xiang)(xiang)振(zhen)動，合(he)成繞其(qi)平衡(heng)位置振(zhen)動的(de)橢圓(yuan)軌跡，橢圓(yuan)長軸(zhou)垂直于波(bo)(bo)的(de)傳播(bo)方向(xiang)(xiang)，短軸(zhou)平行(xing)于波(bo)(bo)的(de)傳播(bo)方向(xiang)(xiang)，此(ci)時(shi)質(zhi)點所(suo)引起的(de)振(zhen)動只(zhi)能在(zai)固體介質(zhi)表(biao)面(mian)(mian)進行(xing)，故表(biao)面(mian)(mian)波(bo)(bo)僅能在(zai)固定中傳播(bo)。

   4. 板波

     由蘭姆(mu)于(yu)(yu)1916年(nian)首先從理論上(shang)計算發現(xian)，又(you)稱(cheng)(cheng)(cheng)蘭姆(mu)波(bo)(bo)。蘭固(gu)體中(zhong)傳(chuan)播(bo)。姆(mu)計算發現(xian)對于(yu)(yu)一(yi)(yi)個(ge)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)厚與(yu)波(bo)(bo)長相(xiang)當(dang)的(de)(de)薄(bo)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)，當(dang)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)厚、頻率和(he)波(bo)(bo)速之間(jian)符(fu)合某一(yi)(yi)條件時將產生另一(yi)(yi)種形式的(de)(de)波(bo)(bo)，即板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)。在板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)傳(chuan)播(bo)過程(cheng)中(zhong)，介(jie)質(zhi)質(zhi)點(dian)的(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)充滿整個(ge)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)厚，按板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)振(zhen)動(dong)(dong)波(bo)(bo)節的(de)(de)形式，又(you)分為(wei)對稱(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)（S）和(he)非(fei)對稱(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)（A）兩類(lei)。板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)傳(chuan)播(bo)時，質(zhi)點(dian)的(de)(de)運動(dong)(dong)軌跡類(lei)似表(biao)(biao)面(mian)波(bo)(bo)也是(shi)橢(tuo)圓，其長軸與(yu)短軸的(de)(de)比例取(qu)決(jue)于(yu)(yu)材料性質(zhi)。在薄(bo)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)介(jie)質(zhi)中(zhong)傳(chuan)播(bo)時對稱(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)特(te)點(dian)是(shi)薄(bo)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)心(xin)的(de)(de)質(zhi)點(dian)做縱(zong)向振(zhen)動(dong)(dong)（類(lei)似于(yu)(yu)縱(zong)波(bo)(bo)），上(shang)下(xia)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)質(zhi)點(dian)做橢(tuo)圓運動(dong)(dong)，相(xiang)位(wei)相(xiang)反且(qie)對稱(cheng)(cheng)(cheng)于(yu)(yu)中(zhong)心(xin)；非(fei)對稱(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)特(te)點(dian)是(shi)薄(bo)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)心(xin)的(de)(de)質(zhi)點(dian)做橫向振(zhen)動(dong)(dong)（類(lei)似于(yu)(yu)橫波(bo)(bo)），上(shang)下(xia)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)質(zhi)點(dian)做橢(tuo)圓運動(dong)(dong)，相(xiang)位(wei)相(xiang)同(tong)但(dan)不(bu)對稱(cheng)(cheng)(cheng)于(yu)(yu)中(zhong)心(xin)。

  除了(le)上述四(si)種主要(yao)的應(ying)用(yong)波(bo)型(xing)外，現(xian)在(zai)已經應(ying)用(yong)發展的還有頭波(bo)和爬(pa)波(bo)等(deng)(deng)，特別是爬(pa)波(bo)能夠以縱波(bo)的速(su)度在(zai)介質表面傳遞，適合用(yong)于檢(jian)測表面特別粗糙或者表面存在(zai)不銹鋼堆焊層等(deng)(deng)情況下的近表面缺(que)陷檢(jian)測。