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、按波陣面分類

   理想聲(sheng)波(bo)根據波(bo)陣面(mian)的形狀可以分為平面(mian)聲(sheng)波(bo)、球(qiu)面(mian)聲(sheng)波(bo)和(he)柱面(mian)聲(sheng)波(bo)。

  1. 平面聲波(bo)

    波(bo)的(de)(de)振(zhen)動只在一個方向上傳播，則這種波(bo)稱(cheng)為平(ping)面(mian)聲(sheng)(sheng)波(bo)，對應的(de)(de)聲(sheng)(sheng)源稱(cheng)為平(ping)面(mian)聲(sheng)(sheng)源，其波(bo)陣面(mian)為相互平(ping)行的(de)(de)平(ping)面(mian)，如圖 2.2a 所示。

  2. 球面聲波

    波(bo)的振動從點聲源處向四面(mian)八方傳播，稱(cheng)為球(qiu)面(mian)聲波(bo)其波(bo)陣(zhen)面(mian)為同心的球(qiu)面(mian)，如(ru)圖 2.2b 所示。

  3. 柱(zhu)面聲波

  波陣面(mian)(mian)是同軸柱面(mian)(mian)的(de)聲波，如(ru)圖 2.2 c所示。

  在超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波探傷(shang)的(de)實際應用(yong)中，換能(neng)器晶片多為(wei)圓形或者方形。對于其(qi)中的(de)圓盤形聲(sheng)(sheng)(sheng)源，通(tong)常(chang)認(ren)為(wei)所(suo)發(fa)出的(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波既不(bu)是(shi)單純的(de)平面(mian)(mian)(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波，也不(bu)是(shi)單純的(de)球面(mian)(mian)(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波，介于球面(mian)(mian)(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波與平面(mian)(mian)(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波之間，稱為(wei)活塞(sai)波。活塞(sai)波在距離(li)聲(sheng)(sheng)(sheng)源面(mian)(mian)(mian)較(jiao)近的(de)地(di)方由于干涉的(de)原(yuan)因，波陣面(mian)(mian)(mian)較(jiao)復(fu)雜，在距離(li)聲(sheng)(sheng)(sheng)源足夠遠的(de)地(di)方，計算時認(ren)為(wei)其(qi)波陣面(mian)(mian)(mian)類似于球面(mian)(mian)(mian)波。

二、按振(zhen)動(dong)的持續時(shi)間分(fen)類(lei)

   按振動的持續(xu)時間，超聲(sheng)波可(ke)分(fen)為連續(xu)波和(he)脈沖波。

  1. 連續(xu)波

   介質各(ge)質點的持續振動時間為無窮(qiong)的波(bo)(bo)，頻率一定(ding)，常(chang)用(yong)于穿透式超聲(sheng)探傷，波(bo)(bo)形(xing)如圖2-3 a所(suo)示(shi)

  2. 脈沖波

   波源(yuan)間歇性振動(dong)，介質(zhi)各質(zhi)點的持續振動(dong)時間有限的波，頻率為一個范圍(wei)，常用于反(fan)射法超聲探(tan)傷，波形如圖 2-3 b所示。

三、按超聲波的波形分類

  根據波動(dong)傳播方(fang)向(xiang)與(yu)質點振動(dong)方(fang)向(xiang)間的關系(xi)來分，有縱波、橫波、表面(mian)波、板波等。

   1. 縱(zong)波

     又稱壓縮(suo)波(bo)疏密波(bo)，介(jie)質質點的(de)(de)振動(dong)方向與(yu)(yu)波(bo)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)方向平行。常用(yong)符號L表示,如圖2-4所示。凡是能夠(gou)(gou)承受拉伸或壓縮(suo)變形的(de)(de)介(jie)質都(dou)能傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)縱(zong)波(bo)。顯(xian)然固體(ti)(ti)能夠(gou)(gou)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)縱(zong)波(bo)。液(ye)體(ti)(ti)與(yu)(yu)氣體(ti)(ti)在壓力作用(yong)下會發生體(ti)(ti)積(ji)變化，因此也可(ke)以傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)縱(zong)波(bo)。

   2. 橫波

     又(you)稱剪(jian)(jian)切(qie)波(bo)、切(qie)變波(bo)，介(jie)(jie)質質點的(de)振動方(fang)向與波(bo)的(de)傳播(bo)(bo)(bo)方(fang)向相互垂(chui)直，常用(yong)符號(hao)S表(biao)示，如圖2-5所示。橫(heng)波(bo)傳播(bo)(bo)(bo)時介(jie)(jie)質質點受到交變的(de)剪(jian)(jian)切(qie)應(ying)力(li)作用(yong)，介(jie)(jie)質發生剪(jian)(jian)切(qie)變形，顯然只有固體(ti)才(cai)能承受剪(jian)(jian)切(qie)應(ying)力(li)，因此橫(heng)波(bo)只能在固體(ti)介(jie)(jie)質中傳播(bo)(bo)(bo)，無法在液(ye)體(ti)或者氣體(ti)中傳播(bo)(bo)(bo)。

   3. 表面波

     最早(zao)于1887年由(you)瑞利發現，又稱瑞利波(bo)，交變的(de)應力(li)作(zuo)用于介(jie)(jie)(jie)質表(biao)面，產生(sheng)沿介(jie)(jie)(jie)質表(biao)面傳播(bo)的(de)波(bo)，常用符號R表(biao)示，如圖 2-6所示。波(bo)在(zai)介(jie)(jie)(jie)質表(biao)面傳播(bo)時(shi)，質點(dian)同(tong)時(shi)產生(sheng)縱向(xiang)振(zhen)動(dong)和(he)橫向(xiang)振(zhen)動(dong)，合成繞其平(ping)衡位置振(zhen)動(dong)的(de)橢圓(yuan)軌(gui)跡，橢圓(yuan)長軸(zhou)垂直于波(bo)的(de)傳播(bo)方向(xiang)，短軸(zhou)平(ping)行(xing)于波(bo)的(de)傳播(bo)方向(xiang)，此時(shi)質點(dian)所引起的(de)振(zhen)動(dong)只能(neng)在(zai)固體介(jie)(jie)(jie)質表(biao)面進行(xing)，故(gu)表(biao)面波(bo)僅能(neng)在(zai)固定中(zhong)傳播(bo)。

   4. 板波

     由蘭(lan)姆于(yu)(yu)1916年首先從理論(lun)上(shang)計算發現，又稱(cheng)(cheng)(cheng)蘭(lan)姆波(bo)(bo)。蘭(lan)固體中(zhong)(zhong)傳(chuan)播(bo)。姆計算發現對(dui)于(yu)(yu)一(yi)個(ge)板(ban)(ban)(ban)(ban)厚與波(bo)(bo)長相(xiang)當的(de)薄板(ban)(ban)(ban)(ban)，當板(ban)(ban)(ban)(ban)厚、頻(pin)率(lv)和(he)波(bo)(bo)速(su)之間符(fu)合(he)某一(yi)條件時(shi)將產(chan)生另一(yi)種形式的(de)波(bo)(bo)，即(ji)板(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)。在板(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)傳(chuan)播(bo)過(guo)程中(zhong)(zhong)，介質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點的(de)振動(dong)(dong)(dong)充(chong)滿(man)整(zheng)個(ge)板(ban)(ban)(ban)(ban)厚，按板(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)振動(dong)(dong)(dong)波(bo)(bo)節(jie)的(de)形式，又分為對(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)（S）和(he)非對(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)（A）兩類。板(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)傳(chuan)播(bo)時(shi)，質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點的(de)運動(dong)(dong)(dong)軌跡類似表(biao)面(mian)波(bo)(bo)也是(shi)橢圓(yuan)，其(qi)長軸(zhou)與短軸(zhou)的(de)比例取決于(yu)(yu)材料性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。在薄板(ban)(ban)(ban)(ban)介質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)傳(chuan)播(bo)時(shi)對(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)的(de)板(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)特點是(shi)薄板(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)心的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點做縱向振動(dong)(dong)(dong)（類似于(yu)(yu)縱波(bo)(bo)），上(shang)下(xia)表(biao)面(mian)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點做橢圓(yuan)運動(dong)(dong)(dong)，相(xiang)位相(xiang)反(fan)且對(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)于(yu)(yu)中(zhong)(zhong)心；非對(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)的(de)板(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)特點是(shi)薄板(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)心的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點做橫(heng)向振動(dong)(dong)(dong)（類似于(yu)(yu)橫(heng)波(bo)(bo)），上(shang)下(xia)表(biao)面(mian)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點做橢圓(yuan)運動(dong)(dong)(dong)，相(xiang)位相(xiang)同但不對(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)于(yu)(yu)中(zhong)(zhong)心。

  除了上(shang)述四種主要的應用波型外，現(xian)在(zai)已經應用發展的還有頭波和爬(pa)波等，特別(bie)是爬(pa)波能夠以縱波的速度在(zai)介(jie)質表面(mian)傳遞，適合(he)用于檢測表面(mian)特別(bie)粗(cu)糙或者表面(mian)存(cun)在(zai)不銹鋼堆焊層等情(qing)況下的近(jin)表面(mian)缺(que)陷(xian)檢測。