聲速是衡量材料聲學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)。實(shí)際檢測(cè)中有時(shí)需要測(cè)量材料中的聲速。下面簡(jiǎn)單介紹測(cè)量聲速的幾種常用方法。

1. 超聲檢測(cè)儀器測(cè)量法

   對(duì)檢測(cè)人員來(lái)說(shuō)，用檢測(cè)儀器測(cè)量聲速是最簡(jiǎn)便的。用這種方法測(cè)量，可用單探頭反射法，也可用雙探頭穿透法。可用于測(cè)量縱波聲速，也可用于測(cè)量橫波聲速。

    （1）檢測(cè)儀按時(shí)間刻度：對(duì)于按時(shí)間刻度或帶時(shí)標(biāo)的檢測(cè)儀，測(cè)量聲速方法如下將探頭對(duì)準(zhǔn)大平底，調(diào)節(jié)儀器使始波與底波分別對(duì)準(zhǔn)不同刻度，測(cè)出工件厚度，聲速按下式計(jì)算：

                    反射法c = 2d/t

                    穿透法c =d/t 

            式中d為工件厚度，t為始波與底波之間的時(shí)間差，c為待測(cè)工件中的聲速。

    （2）檢測(cè)儀按深度刻度：對(duì)于按深度刻度的檢測(cè)儀，不能直接從示波屏上讀出時(shí)間，需采用比較法測(cè)量聲速。

            測(cè)試時(shí)，先把探頭對(duì)準(zhǔn)待測(cè)工件的底面，調(diào)節(jié)儀器使底面回波對(duì)準(zhǔn)某一刻度\tau ，此時(shí)超聲波通過(guò)工件的時(shí)間為t=2d/c1。

      然后將探頭放在水中，調(diào)節(jié)探頭位置使水層底面回波對(duì)準(zhǔn)同一水平刻度\tau，如上圖，這時(shí)超聲波通過(guò)水層的時(shí)間為t = t=2b/c2

        由于二者水平刻度相同，即時(shí)間相同，所以有c1/c2=d/b即 c1=c2*d/b

            式中c2為水中聲速，c2 = 1480m/s，d為工件厚度，b為水層厚度，c1為待測(cè)工件中的聲速;

  上述測(cè)定縱波聲速的方法同樣適用于橫波聲速的測(cè)量。測(cè)橫波聲速不同的是：先換上橫波探頭，并用標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn)“0”點(diǎn)，然后使探頭對(duì)準(zhǔn)待測(cè)工件上的橫孔，調(diào)節(jié)儀器使橫孔回波對(duì)準(zhǔn)某一水平刻度，如上圖所示，在換上直探頭，調(diào)節(jié)探頭在水中的位置，使水層底波對(duì)準(zhǔn)水平刻度，這時(shí)橫波聲速為： cs=c2*d/b

上述方法測(cè)量聲速，精度不高，影響誤差的主要原因是：直探頭前面有一層保護(hù)膜，聲波在里面?zhèn)鞑ビ幸欢螘r(shí)間，另外d、b的測(cè)量存在誤差。還有工件底波和水層底波前沿不一定完全重合。

2. 測(cè)厚儀測(cè)量法

（1）共振式測(cè)厚儀：根據(jù)駐波理論，當(dāng)工件厚度為λ/的整數(shù)倍時(shí)，入射波與反射波在工件內(nèi)形成駐波產(chǎn)生共振，聲速計(jì)算公式為c = 2f_{n}\d/n，其中d是工件厚度，f_{n}是共振頻率，n是共振次數(shù)。

（2） 脈沖反射式測(cè)厚儀（超聲波測(cè)厚儀）：用其測(cè)量聲速的原理和方法與超聲檢測(cè)儀測(cè)量聲速的方法相同。

3.示波器測(cè)量法

    將按時(shí)間刻度的檢測(cè)儀與示波器連接，從示波器熒光屏上直接讀取始脈沖與底波之間的時(shí)間差，從而計(jì)算出聲速c=2d/t。式中d為工件厚度，t為始波與底波之間的時(shí)間差，c為待測(cè)工件中的聲速。

1 - 檢測(cè)儀、2 - 示波器、3 - 探頭、4 - 被測(cè)材料