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(fen)類
理想聲波(bo)(bo)(bo)根據波(bo)(bo)(bo)陣面(mian)的形(xing)狀可(ke)以分為平面(mian)聲波(bo)(bo)(bo)、球(qiu)面(mian)聲波(bo)(bo)(bo)和柱(zhu)面(mian)聲波(bo)(bo)(bo)。
1. 平面(mian)聲波
波(bo)的振動只在一個方向上(shang)傳(chuan)播，則這種波(bo)稱為平面(mian)聲(sheng)波(bo)，對(dui)應的聲(sheng)源稱為平面(mian)聲(sheng)源，其波(bo)陣(zhen)面(mian)為相互平行的平面(mian)，如圖 2.2a 所示。
2. 球面聲波
波(bo)的振動(dong)從點聲(sheng)源(yuan)處向四面(mian)八(ba)方傳播，稱為球(qiu)(qiu)面(mian)聲(sheng)波(bo)其(qi)波(bo)陣面(mian)為同心的球(qiu)(qiu)面(mian)，如(ru)圖 2.2b 所示。
3. 柱面聲波
波陣面(mian)是同軸(zhou)柱(zhu)面(mian)的聲波，如圖 2.2 c所示。
在(zai)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)探傷(shang)的(de)(de)實際應用(yong)中(zhong)，換能器晶(jing)片多為(wei)圓形或者方(fang)形。對于其中(zhong)的(de)(de)圓盤(pan)形聲(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)，通常認(ren)為(wei)所發出的(de)(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)既不是(shi)單純的(de)(de)平(ping)面(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)，也不是(shi)單純的(de)(de)球面(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)，介于球面(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)與(yu)平(ping)面(mian)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)(bo)之間，稱為(wei)活(huo)塞波(bo)(bo)(bo)(bo)。活(huo)塞波(bo)(bo)(bo)(bo)在(zai)距(ju)離聲(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)面(mian)較近的(de)(de)地(di)方(fang)由于干涉的(de)(de)原因，波(bo)(bo)(bo)(bo)陣面(mian)較復(fu)雜，在(zai)距(ju)離聲(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)足夠(gou)遠的(de)(de)地(di)方(fang)，計算時認(ren)為(wei)其波(bo)(bo)(bo)(bo)陣面(mian)類似于球面(mian)波(bo)(bo)(bo)(bo)。
二、按振動的(de)持續(xu)時間分類
按(an)振動(dong)的(de)持續時間，超聲波(bo)可分(fen)為(wei)連續波(bo)和脈沖波(bo)。
1. 連續波
介質各(ge)質點的持(chi)續振動時間為(wei)無窮(qiong)的波(bo)，頻率一定，常用于穿透式超聲探傷，波(bo)形如圖(tu)2-3 a所示
2. 脈沖波
波(bo)(bo)源間(jian)歇性振(zhen)動，介質各質點的持(chi)續振(zhen)動時間(jian)有限的波(bo)(bo)，頻(pin)率為一個范圍，常用于反射法超聲(sheng)探傷(shang)，波(bo)(bo)形(xing)如(ru)圖 2-3 b所示(shi)。
三、按超聲波(bo)的波(bo)形分類
根據波動傳播方向與質(zhi)點振動方向間的(de)關系來分，有縱波、橫(heng)波、表面(mian)波、板波等。
1. 縱波(bo)
又稱壓(ya)(ya)縮波(bo)(bo)疏密(mi)波(bo)(bo)，介質(zhi)質(zhi)點(dian)的振動方(fang)(fang)向與波(bo)(bo)的傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)方(fang)(fang)向平行。常用符號L表示,如圖2-4所示。凡是(shi)能(neng)(neng)夠承受(shou)拉伸或壓(ya)(ya)縮變(bian)形的介質(zhi)都(dou)能(neng)(neng)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)縱波(bo)(bo)。顯(xian)然固體(ti)能(neng)(neng)夠傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)縱波(bo)(bo)。液(ye)體(ti)與氣體(ti)在壓(ya)(ya)力作用下會發生體(ti)積變(bian)化，因此也可以傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)縱波(bo)(bo)。
2. 橫波(bo)
又(you)稱剪切波(bo)、切變波(bo)，介(jie)質(zhi)質(zhi)點(dian)的振動方向(xiang)與波(bo)的傳播(bo)方向(xiang)相互垂直，常用符(fu)號S表示，如圖2-5所示。橫波(bo)傳播(bo)時介(jie)質(zhi)質(zhi)點(dian)受到交變的剪切應力作用，介(jie)質(zhi)發生剪切變形，顯然(ran)只有固體(ti)才能(neng)承受剪切應力，因此橫波(bo)只能(neng)在(zai)固體(ti)介(jie)質(zhi)中傳播(bo)，無法在(zai)液體(ti)或者氣體(ti)中傳播(bo)。
3. 表面波(bo)
最(zui)早于(yu)1887年(nian)由瑞利(li)發現(xian)，又稱(cheng)瑞利(li)波(bo)，交變的(de)應(ying)力作用(yong)(yong)于(yu)介(jie)質表(biao)面(mian)，產生(sheng)(sheng)沿介(jie)質表(biao)面(mian)傳(chuan)播(bo)(bo)(bo)的(de)波(bo)，常用(yong)(yong)符號(hao)R表(biao)示，如圖 2-6所(suo)示。波(bo)在介(jie)質表(biao)面(mian)傳(chuan)播(bo)(bo)(bo)時(shi)(shi)，質點同時(shi)(shi)產生(sheng)(sheng)縱向振(zhen)(zhen)動(dong)和橫向振(zhen)(zhen)動(dong)，合成繞(rao)其平衡位(wei)置振(zhen)(zhen)動(dong)的(de)橢圓(yuan)軌跡，橢圓(yuan)長軸垂直(zhi)于(yu)波(bo)的(de)傳(chuan)播(bo)(bo)(bo)方向，短軸平行(xing)于(yu)波(bo)的(de)傳(chuan)播(bo)(bo)(bo)方向，此時(shi)(shi)質點所(suo)引(yin)起的(de)振(zhen)(zhen)動(dong)只能(neng)在固體介(jie)質表(biao)面(mian)進行(xing)，故表(biao)面(mian)波(bo)僅能(neng)在固定中傳(chuan)播(bo)(bo)(bo)。
4. 板波
由蘭姆于(yu)(yu)1916年(nian)首先從(cong)理論(lun)上(shang)計算發(fa)現，又稱蘭姆波(bo)(bo)。蘭固體中(zhong)(zhong)(zhong)傳播(bo)(bo)。姆計算發(fa)現對(dui)(dui)(dui)于(yu)(yu)一(yi)個(ge)板(ban)(ban)(ban)厚(hou)與(yu)波(bo)(bo)長相當的(de)(de)(de)(de)(de)薄板(ban)(ban)(ban)，當板(ban)(ban)(ban)厚(hou)、頻(pin)率和波(bo)(bo)速之(zhi)間符合某一(yi)條件時(shi)(shi)將產生(sheng)另一(yi)種形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)，即板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)。在(zai)板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)傳播(bo)(bo)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，介質(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)充滿整個(ge)板(ban)(ban)(ban)厚(hou)，按(an)板(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)(zhong)振(zhen)動(dong)波(bo)(bo)節的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)式(shi)，又分為對(dui)(dui)(dui)稱型（S）和非對(dui)(dui)(dui)稱型（A）兩(liang)類(lei)。板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)傳播(bo)(bo)時(shi)(shi)，質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)軌(gui)跡類(lei)似(si)表(biao)面波(bo)(bo)也是(shi)橢(tuo)圓(yuan)，其(qi)長軸(zhou)與(yu)短軸(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例(li)取決于(yu)(yu)材料性(xing)質(zhi)(zhi)。在(zai)薄板(ban)(ban)(ban)介質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)傳播(bo)(bo)時(shi)(shi)對(dui)(dui)(dui)稱型的(de)(de)(de)(de)(de)板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)特(te)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)是(shi)薄板(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)做縱向振(zhen)動(dong)（類(lei)似(si)于(yu)(yu)縱波(bo)(bo)），上(shang)下表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)做橢(tuo)圓(yuan)運動(dong)，相位相反且對(dui)(dui)(dui)稱于(yu)(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)；非對(dui)(dui)(dui)稱型的(de)(de)(de)(de)(de)板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)特(te)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)是(shi)薄板(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)做橫(heng)向振(zhen)動(dong)（類(lei)似(si)于(yu)(yu)橫(heng)波(bo)(bo)），上(shang)下表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)做橢(tuo)圓(yuan)運動(dong)，相位相同但不對(dui)(dui)(dui)稱于(yu)(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)。
除了上述四種主要的(de)應用(yong)波型外(wai)，現在(zai)已經(jing)應用(yong)發展的(de)還有頭波和爬波等，特別(bie)是爬波能夠以縱波的(de)速(su)度在(zai)介質表面傳遞(di)，適合用(yong)于檢測(ce)表面特別(bie)粗糙或者表面存在(zai)不銹鋼(gang)堆焊層等情況下的(de)近表面缺陷檢測(ce)。
