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
理想聲波(bo)根據波(bo)陣面(mian)的形狀可(ke)以分為平面(mian)聲波(bo)、球面(mian)聲波(bo)和(he)柱面(mian)聲波(bo)。
1. 平(ping)面聲(sheng)波(bo)
波(bo)(bo)(bo)的振動只在(zai)一(yi)個方向上(shang)傳播，則(ze)這種波(bo)(bo)(bo)稱為(wei)平面(mian)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)，對應的聲(sheng)源(yuan)稱為(wei)平面(mian)聲(sheng)源(yuan)，其波(bo)(bo)(bo)陣面(mian)為(wei)相互平行(xing)的平面(mian)，如(ru)圖 2.2a 所示。
2. 球(qiu)面聲(sheng)波
波的振(zhen)動從點聲(sheng)(sheng)源處(chu)向(xiang)四面八方傳(chuan)播，稱為球面聲(sheng)(sheng)波其(qi)波陣(zhen)面為同心(xin)的球面，如(ru)圖 2.2b 所示(shi)。
3. 柱面聲波
波陣面是(shi)同(tong)軸柱面的聲波，如圖(tu) 2.2 c所示。
在(zai)超(chao)聲波(bo)(bo)探傷的(de)(de)實際應(ying)用中，換能器(qi)晶片多為圓形(xing)或(huo)者(zhe)方形(xing)。對于其中的(de)(de)圓盤形(xing)聲源，通常認為所發出的(de)(de)超(chao)聲波(bo)(bo)既不(bu)是(shi)單純(chun)(chun)的(de)(de)平面聲波(bo)(bo)，也不(bu)是(shi)單純(chun)(chun)的(de)(de)球面聲波(bo)(bo)，介于球面聲波(bo)(bo)與平面聲波(bo)(bo)之(zhi)間(jian)，稱為活塞波(bo)(bo)。活塞波(bo)(bo)在(zai)距(ju)離(li)聲源面較近的(de)(de)地方由于干涉的(de)(de)原因，波(bo)(bo)陣(zhen)面較復雜，在(zai)距(ju)離(li)聲源足夠遠的(de)(de)地方，計算(suan)時(shi)認為其波(bo)(bo)陣(zhen)面類(lei)似于球面波(bo)(bo)。
二、按振動的持續時間(jian)分類
按振動的持續時間，超聲波(bo)可(ke)分為(wei)連(lian)續波(bo)和脈沖波(bo)。
1. 連續波(bo)
介質(zhi)(zhi)各質(zhi)(zhi)點的持續(xu)振動時間為無窮的波(bo)，頻率(lv)一(yi)定，常(chang)用于穿透式(shi)超聲探傷，波(bo)形如圖(tu)2-3 a所(suo)示
2. 脈沖波
波源(yuan)間歇性振動，介質(zhi)(zhi)各質(zhi)(zhi)點的(de)持續振動時間有(you)限(xian)的(de)波，頻率為一(yi)個范圍，常用(yong)于反射法超聲探(tan)傷，波形如圖 2-3 b所示(shi)。
三(san)、按超聲波的波形分類
根據波(bo)動(dong)傳(chuan)播(bo)方向(xiang)與質(zhi)點振動(dong)方向(xiang)間的關(guan)系來分，有縱波(bo)、橫波(bo)、表(biao)面(mian)波(bo)、板波(bo)等(deng)。
1. 縱波
又稱壓(ya)縮(suo)波(bo)疏密波(bo)，介(jie)質質點的振動方向(xiang)(xiang)與波(bo)的傳(chuan)播(bo)(bo)方向(xiang)(xiang)平行。常用(yong)符號L表示,如圖(tu)2-4所示。凡(fan)是能夠承受拉伸或壓(ya)縮(suo)變形的介(jie)質都能傳(chuan)播(bo)(bo)縱(zong)波(bo)。顯然固體(ti)能夠傳(chuan)播(bo)(bo)縱(zong)波(bo)。液(ye)體(ti)與氣體(ti)在壓(ya)力作用(yong)下會發(fa)生體(ti)積變化，因(yin)此也(ye)可(ke)以傳(chuan)播(bo)(bo)縱(zong)波(bo)。
2. 橫波
又稱(cheng)剪切波、切變(bian)波，介質質點的振動方向(xiang)與波的傳(chuan)播(bo)(bo)方向(xiang)相互(hu)垂直(zhi)，常用符(fu)號S表(biao)示，如圖2-5所示。橫波傳(chuan)播(bo)(bo)時介質質點受(shou)(shou)到交(jiao)變(bian)的剪切應力作(zuo)用，介質發生(sheng)剪切變(bian)形，顯然只有固體(ti)才能承受(shou)(shou)剪切應力，因此橫波只能在固體(ti)介質中(zhong)傳(chuan)播(bo)(bo)，無法在液體(ti)或者氣體(ti)中(zhong)傳(chuan)播(bo)(bo)。
3. 表面(mian)波
最早于(yu)1887年由(you)瑞利(li)發現，又稱瑞利(li)波，交變的(de)(de)(de)應力作用于(yu)介(jie)質表(biao)(biao)面(mian)，產(chan)生沿介(jie)質表(biao)(biao)面(mian)傳(chuan)播(bo)的(de)(de)(de)波，常用符號R表(biao)(biao)示，如圖 2-6所示。波在(zai)(zai)介(jie)質表(biao)(biao)面(mian)傳(chuan)播(bo)時，質點(dian)同時產(chan)生縱(zong)向(xiang)振動和橫向(xiang)振動，合成繞其平(ping)衡位置振動的(de)(de)(de)橢圓軌(gui)跡(ji)，橢圓長軸垂直于(yu)波的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)方向(xiang)，短軸平(ping)行于(yu)波的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)方向(xiang)，此時質點(dian)所引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)振動只能在(zai)(zai)固(gu)體介(jie)質表(biao)(biao)面(mian)進行，故表(biao)(biao)面(mian)波僅(jin)能在(zai)(zai)固(gu)定(ding)中(zhong)傳(chuan)播(bo)。
4. 板(ban)波
由蘭(lan)姆(mu)于(yu)1916年(nian)首先從理論上計算發現(xian)，又(you)稱蘭(lan)姆(mu)波。蘭(lan)固體中(zhong)(zhong)傳(chuan)播。姆(mu)計算發現(xian)對(dui)(dui)于(yu)一個板(ban)厚(hou)與(yu)(yu)波長相當的(de)(de)薄(bo)板(ban)，當板(ban)厚(hou)、頻率和(he)波速之間符合某一條件時將產(chan)生另一種(zhong)形式(shi)的(de)(de)波，即板(ban)波。在板(ban)波傳(chuan)播過程中(zhong)(zhong)，介質(zhi)質(zhi)點(dian)(dian)的(de)(de)振動(dong)(dong)(dong)(dong)充滿整(zheng)個板(ban)厚(hou)，按板(ban)中(zhong)(zhong)振動(dong)(dong)(dong)(dong)波節的(de)(de)形式(shi)，又(you)分為對(dui)(dui)稱型(xing)(xing)（S）和(he)非對(dui)(dui)稱型(xing)(xing)（A）兩類。板(ban)波傳(chuan)播時，質(zhi)點(dian)(dian)的(de)(de)運動(dong)(dong)(dong)(dong)軌跡類似表(biao)面(mian)波也是橢圓，其長軸(zhou)與(yu)(yu)短軸(zhou)的(de)(de)比例取(qu)決于(yu)材料性質(zhi)。在薄(bo)板(ban)介質(zhi)中(zhong)(zhong)傳(chuan)播時對(dui)(dui)稱型(xing)(xing)的(de)(de)板(ban)波特點(dian)(dian)是薄(bo)板(ban)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)質(zhi)點(dian)(dian)做縱向振動(dong)(dong)(dong)(dong)（類似于(yu)縱波），上下(xia)表(biao)面(mian)的(de)(de)質(zhi)點(dian)(dian)做橢圓運動(dong)(dong)(dong)(dong)，相位(wei)相反(fan)且對(dui)(dui)稱于(yu)中(zhong)(zhong)心(xin)；非對(dui)(dui)稱型(xing)(xing)的(de)(de)板(ban)波特點(dian)(dian)是薄(bo)板(ban)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)質(zhi)點(dian)(dian)做橫(heng)向振動(dong)(dong)(dong)(dong)（類似于(yu)橫(heng)波），上下(xia)表(biao)面(mian)的(de)(de)質(zhi)點(dian)(dian)做橢圓運動(dong)(dong)(dong)(dong)，相位(wei)相同但不對(dui)(dui)稱于(yu)中(zhong)(zhong)心(xin)。
除了上述四種主要的(de)(de)(de)(de)應用波(bo)型(xing)外，現在已經應用發展的(de)(de)(de)(de)還有頭(tou)波(bo)和爬波(bo)等，特(te)(te)別是爬波(bo)能夠以(yi)縱波(bo)的(de)(de)(de)(de)速度在介質(zhi)表(biao)面(mian)傳遞，適合用于檢測表(biao)面(mian)特(te)(te)別粗糙或者(zhe)表(biao)面(mian)存在不(bu)銹(xiu)鋼堆焊層等情況下的(de)(de)(de)(de)近表(biao)面(mian)缺陷檢測。
