聲阻抗是指超聲波通過(guò)介質(zhì)時(shí)遇到的阻力，通常等于介質(zhì)的密度與聲波在介質(zhì)中傳播速度的乘積。聲阻抗的概念是為了理解聲波如何與不同介質(zhì)相互作用而提出的，它類似于電路理論中的電阻抗，可提供描述材料如何吸收、反射或透射聲波的方法。

聲阻抗公式為:    

Z=ρv

Z：為聲阻抗(單位:Rayls，kg/m2s)

ρ：為材料密度(單位:kg/m3)

v： 為材料中聲速(單位:m/s)

超聲聲阻抗的物理意義

1、反映界面特性，聲阻抗可以反映介質(zhì)界面的特性，當(dāng)聲波從一個(gè)介質(zhì)傳播到另一個(gè)介質(zhì)時(shí)，聲阻抗的變化可以反映出兩種介質(zhì)之間的界面特性。2、表征聲波反射和透射，聲阻抗還可以用來(lái)描述聲波在不同介質(zhì)之間的反射和透射情況。當(dāng)聲波從一個(gè)介質(zhì)傳播到另一個(gè)介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)的聲阻抗不同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致部分聲波被反射，部分被透射，這種現(xiàn)象可以用聲阻抗來(lái)解釋和描述。

聲壓反射率r和聲壓透射率t的公式分別為:

反射率 r=(Z₂-Z₁)÷（Z₂+Z₁）

透射率 t=2Z÷（Z₂+Z₁）

聲阻抗的重要性

聲阻抗是聲學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，尤其與聲波在不同材料中傳播有關(guān)。它在超聲成像、聲納，以及設(shè)計(jì)消聲材料等應(yīng)用中扮演著至關(guān)重要的角色。聲阻抗在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中至關(guān)重要，在這些應(yīng)用中，對(duì)不同材料界面上超聲波的透射和反射具有重要作用。它影響超聲波對(duì)材料的入射和反射效率，進(jìn)而影響超聲檢測(cè)的結(jié)果。

聲阻抗在工業(yè)檢測(cè)中的應(yīng)用實(shí)例

超聲波檢測(cè)作為一種常規(guī)無(wú)損檢測(cè)手段，由于其擁有強(qiáng)穿透性能強(qiáng)、探測(cè)靈敏度高、檢測(cè)成本低廉等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于同性、同質(zhì)材料的工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中。

★超聲波在傳播過(guò)程中，由于工件中每層材料的屬性各不相同，遇到邊界發(fā)生相互作用時(shí)會(huì)用到阻抗的概念。

在超聲波測(cè)量材料厚度時(shí)，回波基線上為正極性，基線下為負(fù)極性。極性則取決于界面兩端材料的聲阻抗。

在通常情況下，被測(cè)工件的背面介質(zhì)是空氣或液體，而空氣和液體的聲阻抗低于金屬、陶瓷或塑料，回波極性為負(fù)。但是如果測(cè)量金屬表面上的玻璃或塑料層，兩種材料的聲阻抗關(guān)系被顛倒，而它們的回波極性也要顛倒。我們把塑料耦合到金屬上，在這類情況下，需要改變相關(guān)的回波極性設(shè)置，以保持測(cè)量的精確性。

實(shí)際測(cè)量當(dāng)中，如果由于材質(zhì)條件特殊無(wú)法清晰界定正負(fù)回波，則有必要使用參考標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行對(duì)比，以確定其測(cè)量精確性。

★我們?cè)跍y(cè)量金屬?gòu)?fù)合材料時(shí)，兩個(gè)復(fù)合金屬材料之間的聲阻抗(Z)越不匹配，在兩種介質(zhì)邊界反射的能量越多，界面回波才更清晰，分層厚度才會(huì)更容易被測(cè)量。相反兩個(gè)復(fù)合金屬材料之間的聲阻抗(Z)越接近，透射越強(qiáng)，反射弱，分界面的回波很小甚至沒(méi)有回波。宇時(shí)先鋒PM5 Gen2超聲波測(cè)厚儀可以為您提供測(cè)量方案。

★在超聲檢測(cè)中，超聲波探頭的聲阻抗匹配對(duì)于超聲檢測(cè)的質(zhì)量至關(guān)重要。超聲波探頭聲阻抗匹配是超聲波應(yīng)用中的重要問(wèn)題。通過(guò)合理選擇耦合劑或使用匹配層，可以實(shí)現(xiàn)聲阻抗的匹配，提高超聲波的傳播效率，從而獲得更清晰、更準(zhǔn)確的超聲檢測(cè)結(jié)果。

★通過(guò)測(cè)量材料的聲阻抗，可以推斷出有關(guān)其密度和聲速的信息，這有助于識(shí)別材料或評(píng)估其特性。

了解聲阻抗有助于設(shè)計(jì)優(yōu)化各種應(yīng)用中超聲波透射和反射的材料和裝置，從而提高超聲檢測(cè)的有效性。對(duì)于超聲波應(yīng)用中我們應(yīng)了解聲阻抗匹配問(wèn)題，正確選擇合適的探頭。了解材料聲阻抗，設(shè)置正確的回波極性，以保持測(cè)量的精確性。