1. 圓盤(pan)波源縱(zong)波聲(sheng)場

 在不考慮介(jie)(jie)質(zhi)中衰(shuai)減的(de)情況下，圓盤波(bo)源在理想液體介(jie)(jie)質(zhi)中振(zhen)動輻射聲波(bo)，其中某(mou)一(yi)點(dian)(dian)波(bo)源d,在波(bo)源軸(zhou)線上Q點(dian)(dian)所引起(qi)的(de)聲壓為（圖(tu)2.13)

基于波的疊加(jia)原(yuan)理，整個圓盤波源上各點在Q點引起的聲(sheng)壓(ya)疊加(jia)，就是(shi)Q點處的聲(sheng)壓(ya)，由此可得到軸線上任一(yi)點的聲(sheng)壓(ya)幅值為(wei)

波(bo)源(yuan)軸線(xian)上的(de)聲壓隨(sui)距離變化的(de)情況如(ru)圖(tu)2.14所(suo)示。

 由于波(bo)的(de)干(gan)涉，在波(bo)源(yuan)附(fu)近(jin)區(qu)域會出(chu)現一系(xi)列聲壓極(ji)大極(ji)小(xiao)值(zhi)，這片(pian)區(qu)域稱為(wei)近(jin)場(chang)區(qu)，也(ye)稱菲涅爾區(qu)（Fresnel).在近(jin)場(chang)區(qu)由于波(bo)源(yuan)上各(ge)點到軸線上某一點的(de)距離不同(tong)，存在波(bo)程差，互相(xiang)疊加時存在相(xiang)位差，出(chu)現互相(xiang)干(gan)涉，進而出(chu)現聲壓極(ji)大極(ji)小(xiao)值(zhi)點。

波源(yuan)(yuan)到(dao)波源(yuan)(yuan)軸(zhou)線上最后(hou)一個聲壓(ya)極大值(zhi)(zhi)間(jian)的距離稱為(wei)近場區長度，常用(yong)N表示。由軸(zhou)線上任一點的聲壓(ya)幅值(zhi)(zhi)公(gong)式進一步(bu)化(hua)簡可(ke)得極大值(zhi)(zhi)出現的位置為(wei)

在近(jin)(jin)場(chang)區檢(jian)測容易引起誤判，甚至(zhi)漏檢(jian)，因此探傷(shang)過(guo)程中盡可能避免在近(jin)(jin)場(chang)區檢(jian)測。

波(bo)源軸(zhou)線(xian)上一點(dian)到波(bo)源距離(li)大(da)于(yu)N的區(qu)(qu)域(yu)稱(cheng)為(wei)遠場區(qu)(qu)，又稱(cheng)弗朗合(he)費區(qu)(qu)（Fraunhofer)。遠場區(qu)(qu)軸(zhou)線(xian)上的聲壓隨距離(li)增加而單(dan)調遞減。當x大(da)于(yu)3N時(shi)，聲壓、距離(li)兩者成反比(bi)，近似(si)球面波(bo)，此時(shi)聲壓為(wei)

這時波源(yuan)各(ge)點到軸線上(shang)一點的波程差(cha)很小(xiao)(xiao)，引起的相位差(cha)也很小(xiao)(xiao)，干涉非常(chang)小(xiao)(xiao)，因此(ci)在遠場區軸線上(shang)看不(bu)到聲壓的極大(da)極小(xiao)(xiao)值接(jie)連出(chu)現(xian)的現(xian)象。

點波源d_s在到波源足夠遠的任一點M(r,θ)引起的聲壓為

圖2.15中點M(r,θ)與波源軸線上同距離(li)處聲壓(ya)P(r,0)之比，稱為指向(xiang)性系數，常用D.表示：

 從圓盤聲(sheng)(sheng)源(yuan)出(chu)發，聲(sheng)(sheng)源(yuan)所輻射的(de)能量集中在一定區(qu)域內，以束狀傳播，稱(cheng)為(wei)聲(sheng)(sheng)束的(de)指向性(xing)。用(yong)聲(sheng)(sheng)束邊緣線(xian)與軸線(xian)之(zhi)間的(de)夾(jia)角(jiao)來(lai)評價聲(sheng)(sheng)束指向性(xing)好(hao)壞，這個夾(jia)角(jiao)稱(cheng)為(wei)半擴散(san)角(jiao)，常(chang)用(yong)θ表示。圓盤聲(sheng)(sheng)源(yuan)聲(sheng)(sheng)束如圖(tu)2.16所示。

由圖2.17可知(zhi)：

a. 在聲源軸線上(shang)某(mou)一點到聲源的(de)距離(li)足夠(gou)遠時(shi)，這一點所在橫(heng)截面上(shang)各點的(de)聲壓是不同的(de)，且以軸線上(shang)聲壓最(zui)高。當缺陷與波束軸線垂直時(shi)，儀器上(shang)顯示回波最(zui)高就(jiu)是由于這個原(yuan)因。

b. 在聲(sheng)束縱波(bo)聲(sheng)場中存在一些聲(sheng)壓(ya)為0的圓錐面。由(you)y=kR，sinθ=3.83 可得

此的θ₀ 稱為第一半擴散角，也稱第一零值發散角，對應的還有y=7.02,10.17,···時稱為第二、第三、···零值發散角。

c. 當y>3.83時，｜D_c |<0.15.說明聲波能量主要集中于第一半擴散角以內，因此通常認為2θ₀ 以內的波束稱為主波束，當缺陷位于主波束范圍內時，才容易發現。

d. 超(chao)聲(sheng)波(bo)波(bo)源輻射(she)的(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)是以聲(sheng)束(shu)的(de)形(xing)式向外擴(kuo)散出去的(de)，但(dan)實際上(shang)并非(fei)開(kai)始于波(bo)源處，而是在(zai)波(bo)源附近(jin)存在(zai)的(de)一個未擴(kuo)散區b,其理想形(xing)狀如圖2.18所示。

距離波(bo)源大于(yu)b的(de)區域成為擴散區，波(bo)束在擴散區中會逐漸衰減。

2. 矩形波源縱波聲場(chang)

矩形波(bo)源振(zhen)動時在(zai)理(li)想液體介質(zhi)中(zhong)的(de)(de)縱(zong)波(bo)聲(sheng)場與(yu)圓盤波(bo)源一樣有近場區(qu)和未擴散角等。但是在(zai)近場區(qu)內(nei)聲(sheng)壓分布比圓盤聲(sheng)源更(geng)為(wei)繁雜，計算(suan)困難，其遠場區(qu)聲(sheng)源軸線上任一點Q(r,0,φ)處(chu)的(de)(de)聲(sheng)壓可以(yi)通過液體介質(zhi)中(zhong)的(de)(de)聲(sheng)場理(li)論推導出來(lai)，如下：

所(suo)以矩形波源(yuan)發(fa)出的縱(zong)波聲(sheng)場與圓盤聲(sheng)源(yuan)不(bu)同(tong)，具有兩個不(bu)同(tong)的半擴散角，聲(sheng)場為(wei)矩形。