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在近场区内,实际声场与理想声场存在明显区别。理想声场轴线上声压存在一系列极大极小值,且极大值为2P,极小值也远大于零。实际声场轴线上声压虽然也存在极大极小值,但波动幅度小,极大值远小于2P。极小值也远大于零,同时极值点的数量明显减少。其原因:
(1)近场区出现声压极值点是由于波的干涉造成的。理想声场是连续波,波源各点辐射的声波在声场中某点产生完全干涉。实际声场是脉冲波,脉冲波持续时间很短,波源各点辐射的声波在声场中各点产生不完全干涉或不产生干涉。从而使实际声场近场区轴线上声压变化幅度小于理想声场,极值点减少。
(2)由声压公式可知,极值点的位置与频率无关,由于理想声场中的超声波为单一频率的连续正弦波,频率是唯一的,所以极值点的位置是确定的。实际声场中的超声波属脉冲波,采用傅立叶级数方法,可将一个脉冲振动分解为一系列不同的频率的谐振动,亦即一个脉冲波可分解为许多不同频率的正弦波和余弦波,也就是说脉冲波包含着很多频率分量,具有很宽的频率范围。由于脉冲波是由许多不同频率的正弦波、余弦波所组成,又每种频率的波的声场中极值点位置各不相同。总声场是各不同声场的迭加,极值点相互抵消,生涯的极大和极小也就不明显了。
(3)实际声场的波源是非均匀激发,波源中心振幅大,边缘振幅小,实际波源产生的干涉要小于均匀激发的理想波源。
(4)理想声场是针对液体介质而言的,而实际探伤对象往往是固体介质。在固体介质中的迭加干涉要小于液体介质中的干涉迭加,这也是实际声场近场区轴上声压分布较均匀的一个原因。