声阻抗率
单位面积上的声阻抗
声阻抗率即单位面积上的声阻抗。它表示声波在介质中波阵面上的声压与该面上质点的振动速度之比。在一般情况下,声阻抗率是一个复数。其实数部分称为声阻率,表示声能的传输。其虚数部分称为声抗率,表示有一部分声能是以动能与位能的形式不断地相互交换,而并不向外传播。
信息简介
在一般情况下,声阻抗率是一个复数。其实数部分称为声阻率,表示声能的传输。因此这是一种传输(辐射)阻,而不是损耗(阻尼)阻;其虚数部分称为声抗率,表示有一部分声能是以动能与位能的形式不断地相互交换,而并不向外传播。对于球面或柱面等形式的声波,声阻抗率的大小不仅取决于介质的特性,而且还与声波的频率以及声源和观测点之间的距离有关。仅仅是在远场条件下,球面波及柱面波等的声阻抗率才趋近于平面行波的数值。
声阻抗率的测量
① 密度测量方法
声阻抗率Z=密度×声速,根据,密度=质量/体积,质量可以由天平测量,体积可以用排水法测量,利用公式ρ=mv,计算样品密度。有了声速和密度的数据就可以利用公式Z=ρc计算出该介质的声阻抗率。
② 垂直入射反射系数测量方法
声阻抗率的另一种测量方法,是通过测量平面超声波垂直入射条件下的反射系数而实现,如图1所示。具体步骤为:首先,利用已知声阻抗率Z0的液体介质(如水);先测得水与空气交界面声压反射幅度。由于空气和水的阻抗率相差很大,所以产生全反射,设水中的反射声压为ρr0,如果忽略超声在水中传播时的损耗,则ρr0和入射波的声压幅度ρ0,应基本相同,ρr0=ρ0。这时再将被测介质代替空气,测出反射声压幅度ρrx。
由声压反射系数计算式:
可得声特征阻抗式中:
式中:Prx、Pr0可以测出,即r可测出,Z0已知,可以推出样品的特性阻抗率Zx。影响该方法测量精度因素有:①声束垂直入射的条件满足程度;②超声是否是平面波;③介质尺寸是否满足比波长大很多等条件。
参考资料
最新修订时间:2023-06-02 10:47
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声阻抗率的测量
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