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(bo)陣面(mian)分類
理想聲(sheng)(sheng)波根(gen)據波陣面(mian)的(de)形狀可以分為平面(mian)聲(sheng)(sheng)波、球面(mian)聲(sheng)(sheng)波和柱面(mian)聲(sheng)(sheng)波。
1. 平(ping)面聲(sheng)波
波的振動只(zhi)在一(yi)個方向(xiang)上(shang)傳播，則這種(zhong)波稱(cheng)(cheng)為平(ping)面聲波，對應的聲源(yuan)稱(cheng)(cheng)為平(ping)面聲源(yuan)，其波陣(zhen)面為相互平(ping)行的平(ping)面，如圖 2.2a 所示。
2. 球面聲波
波的(de)振動從點聲源處向四面八方傳播，稱為球面聲波其波陣(zhen)面為同心(xin)的(de)球面，如圖 2.2b 所示。
3. 柱面聲波
波陣面(mian)是同(tong)軸柱面(mian)的聲(sheng)波，如圖 2.2 c所示。
在超聲(sheng)波探傷的實際應用中(zhong)(zhong)，換能(neng)器(qi)晶片多為(wei)圓形(xing)或者方(fang)(fang)形(xing)。對于(yu)其中(zhong)(zhong)的圓盤(pan)形(xing)聲(sheng)源(yuan)，通常認為(wei)所發出的超聲(sheng)波既不是(shi)單純(chun)的平(ping)面(mian)聲(sheng)波，也(ye)不是(shi)單純(chun)的球面(mian)聲(sheng)波，介(jie)于(yu)球面(mian)聲(sheng)波與平(ping)面(mian)聲(sheng)波之間，稱為(wei)活(huo)塞(sai)波。活(huo)塞(sai)波在距離(li)(li)聲(sheng)源(yuan)面(mian)較近的地方(fang)(fang)由(you)于(yu)干涉的原因，波陣(zhen)(zhen)面(mian)較復雜，在距離(li)(li)聲(sheng)源(yuan)足夠遠(yuan)的地方(fang)(fang)，計算(suan)時認為(wei)其波陣(zhen)(zhen)面(mian)類(lei)似(si)于(yu)球面(mian)波。
二、按振動(dong)的持(chi)續時間分類
按(an)振動(dong)的持續時間(jian)，超聲(sheng)波可分為(wei)連續波和脈沖波。
1. 連續(xu)波(bo)
介質各質點(dian)的持續振動時間為無(wu)窮的波，頻率一定，常用于穿透式超聲探傷，波形如(ru)圖2-3 a所示
2. 脈沖波
波(bo)源間歇性振動，介質各(ge)質點的持續(xu)振動時間有限的波(bo)，頻率為(wei)一個范圍，常用于反射法(fa)超聲探傷，波(bo)形(xing)如(ru)圖(tu) 2-3 b所示。
三、按超(chao)聲波的波形分類
根據(ju)波(bo)(bo)(bo)(bo)動傳(chuan)播方(fang)向與質點振動方(fang)向間的關系來(lai)分，有縱波(bo)(bo)(bo)(bo)、橫(heng)波(bo)(bo)(bo)(bo)、表面波(bo)(bo)(bo)(bo)、板波(bo)(bo)(bo)(bo)等。
1. 縱波(bo)
又稱壓縮波(bo)疏(shu)密(mi)波(bo)，介質質點的振動方向與波(bo)的傳(chuan)(chuan)(chuan)播方向平(ping)行(xing)。常用(yong)符號L表示(shi),如圖2-4所示(shi)。凡(fan)是能夠承受(shou)拉(la)伸或壓縮變形的介質都能傳(chuan)(chuan)(chuan)播縱波(bo)。顯然固(gu)體(ti)(ti)能夠傳(chuan)(chuan)(chuan)播縱波(bo)。液體(ti)(ti)與氣體(ti)(ti)在壓力作(zuo)用(yong)下(xia)會發生體(ti)(ti)積變化，因此也可以(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)播縱波(bo)。
2. 橫波(bo)
又(you)稱剪(jian)切(qie)波(bo)、切(qie)變波(bo)，介(jie)質(zhi)質(zhi)點的(de)振(zhen)動方(fang)向與波(bo)的(de)傳播方(fang)向相互垂(chui)直，常用(yong)符(fu)號S表示，如(ru)圖2-5所示。橫(heng)波(bo)傳播時介(jie)質(zhi)質(zhi)點受(shou)到交(jiao)變的(de)剪(jian)切(qie)應力作(zuo)用(yong)，介(jie)質(zhi)發生(sheng)剪(jian)切(qie)變形(xing)，顯然只(zhi)有(you)固體才(cai)能(neng)承(cheng)受(shou)剪(jian)切(qie)應力，因此橫(heng)波(bo)只(zhi)能(neng)在固體介(jie)質(zhi)中傳播，無(wu)法在液體或(huo)者氣(qi)體中傳播。
3. 表面波
最早于1887年由瑞(rui)利(li)發現，又稱瑞(rui)利(li)波(bo)(bo)，交變的(de)應力作用于介(jie)(jie)質(zhi)表(biao)面，產生沿介(jie)(jie)質(zhi)表(biao)面傳(chuan)播的(de)波(bo)(bo)，常用符(fu)號R表(biao)示，如圖 2-6所示。波(bo)(bo)在(zai)(zai)介(jie)(jie)質(zhi)表(biao)面傳(chuan)播時，質(zhi)點同時產生縱(zong)向(xiang)振動(dong)和(he)橫向(xiang)振動(dong)，合(he)成繞其平衡(heng)位置(zhi)振動(dong)的(de)橢圓軌跡，橢圓長軸垂直于波(bo)(bo)的(de)傳(chuan)播方(fang)向(xiang)，短(duan)軸平行于波(bo)(bo)的(de)傳(chuan)播方(fang)向(xiang)，此時質(zhi)點所引起的(de)振動(dong)只(zhi)能(neng)在(zai)(zai)固體介(jie)(jie)質(zhi)表(biao)面進行，故(gu)表(biao)面波(bo)(bo)僅能(neng)在(zai)(zai)固定中傳(chuan)播。
4. 板波
由蘭姆(mu)于(yu)(yu)1916年首先從理(li)論(lun)上(shang)計算(suan)發現(xian)，又稱(cheng)蘭姆(mu)波(bo)(bo)(bo)。蘭固體中傳(chuan)(chuan)播。姆(mu)計算(suan)發現(xian)對(dui)于(yu)(yu)一(yi)個板(ban)(ban)(ban)厚與波(bo)(bo)(bo)長相(xiang)當(dang)的(de)(de)(de)薄(bo)板(ban)(ban)(ban)，當(dang)板(ban)(ban)(ban)厚、頻率和(he)波(bo)(bo)(bo)速(su)之間(jian)符合(he)某(mou)一(yi)條件時將產生另(ling)一(yi)種形式(shi)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)，即板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)。在板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)傳(chuan)(chuan)播過程中，介質(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)充滿整個板(ban)(ban)(ban)厚，按(an)板(ban)(ban)(ban)中振(zhen)動(dong)波(bo)(bo)(bo)節(jie)的(de)(de)(de)形式(shi)，又分為對(dui)稱(cheng)型(xing)（S）和(he)非對(dui)稱(cheng)型(xing)（A）兩類。板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)傳(chuan)(chuan)播時，質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)運動(dong)軌跡類似(si)表面波(bo)(bo)(bo)也是橢圓，其(qi)長軸與短軸的(de)(de)(de)比(bi)例取(qu)決于(yu)(yu)材料性質(zhi)(zhi)。在薄(bo)板(ban)(ban)(ban)介質(zhi)(zhi)中傳(chuan)(chuan)播時對(dui)稱(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)特(te)點(dian)(dian)是薄(bo)板(ban)(ban)(ban)中心的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)做(zuo)(zuo)(zuo)縱向振(zhen)動(dong)（類似(si)于(yu)(yu)縱波(bo)(bo)(bo)），上(shang)下(xia)表面的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)做(zuo)(zuo)(zuo)橢圓運動(dong)，相(xiang)位(wei)相(xiang)反且對(dui)稱(cheng)于(yu)(yu)中心；非對(dui)稱(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)特(te)點(dian)(dian)是薄(bo)板(ban)(ban)(ban)中心的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)做(zuo)(zuo)(zuo)橫(heng)向振(zhen)動(dong)（類似(si)于(yu)(yu)橫(heng)波(bo)(bo)(bo)），上(shang)下(xia)表面的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)做(zuo)(zuo)(zuo)橢圓運動(dong)，相(xiang)位(wei)相(xiang)同但不(bu)對(dui)稱(cheng)于(yu)(yu)中心。
除了上述(shu)四種主要的應用(yong)(yong)波型外(wai)，現在已經應用(yong)(yong)發展的還有頭波和爬(pa)波等，特別(bie)是爬(pa)波能(neng)夠以縱波的速度在介質表面(mian)傳遞(di)，適(shi)合用(yong)(yong)于檢測(ce)表面(mian)特別(bie)粗糙或者表面(mian)存(cun)在不銹(xiu)鋼堆焊層等情況下的近(jin)表面(mian)缺(que)陷檢測(ce)。
