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、按波陣(zhen)面分類
理想聲(sheng)波根據波陣面的形(xing)狀可以分為平面聲(sheng)波、球面聲(sheng)波和柱面聲(sheng)波。
1. 平(ping)面聲波
波的(de)(de)振(zhen)動只在一個方(fang)向上傳播，則這(zhe)種波稱為平(ping)(ping)面(mian)聲波，對(dui)應的(de)(de)聲源稱為平(ping)(ping)面(mian)聲源，其波陣面(mian)為相互平(ping)(ping)行的(de)(de)平(ping)(ping)面(mian)，如圖 2.2a 所示。
2. 球面聲波
波(bo)(bo)的(de)振動從點聲源處向四面(mian)(mian)(mian)八方傳播，稱為球(qiu)面(mian)(mian)(mian)聲波(bo)(bo)其波(bo)(bo)陣(zhen)面(mian)(mian)(mian)為同心的(de)球(qiu)面(mian)(mian)(mian)，如(ru)圖 2.2b 所示。
3. 柱面聲(sheng)波
波(bo)陣面是同軸柱面的聲(sheng)波(bo)，如圖 2.2 c所示。
在超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)探傷的(de)實際應用中(zhong)，換能(neng)器晶片(pian)多為(wei)圓形(xing)或者方(fang)形(xing)。對于其中(zhong)的(de)圓盤(pan)形(xing)聲(sheng)(sheng)源(yuan)，通(tong)常認(ren)為(wei)所發出的(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)既不是單(dan)純的(de)平面(mian)聲(sheng)(sheng)波(bo)，也不是單(dan)純的(de)球面(mian)聲(sheng)(sheng)波(bo)，介于球面(mian)聲(sheng)(sheng)波(bo)與(yu)平面(mian)聲(sheng)(sheng)波(bo)之間，稱(cheng)為(wei)活塞波(bo)。活塞波(bo)在距離聲(sheng)(sheng)源(yuan)面(mian)較近的(de)地方(fang)由于干涉(she)的(de)原(yuan)因，波(bo)陣面(mian)較復雜(za)，在距離聲(sheng)(sheng)源(yuan)足夠遠(yuan)的(de)地方(fang)，計算時認(ren)為(wei)其波(bo)陣面(mian)類似于球面(mian)波(bo)。
二、按振動的持續時(shi)間(jian)分類
按振動的持續時間，超聲波(bo)可分為連續波(bo)和脈沖波(bo)。
1. 連續波
介質各(ge)質點的持續振動時間為無(wu)窮的波，頻率(lv)一定，常用(yong)于穿透式超聲探傷(shang)，波形如(ru)圖2-3 a所(suo)示
2. 脈沖波
波源間歇性振(zhen)動(dong)，介質各質點的持續振(zhen)動(dong)時間有(you)限的波，頻率為一個范圍，常用(yong)于反射法超(chao)聲探傷，波形如圖 2-3 b所示。
三、按超聲(sheng)波的波形分類(lei)
根(gen)據波(bo)動傳播方(fang)向(xiang)與質(zhi)點振動方(fang)向(xiang)間(jian)的(de)關(guan)系來分，有縱波(bo)、橫波(bo)、表面波(bo)、板波(bo)等。
1. 縱波
又(you)稱壓縮(suo)波疏密波，介質質點的(de)振動方向與波的(de)傳播(bo)方向平行(xing)。常用(yong)符(fu)號L表示,如(ru)圖2-4所示。凡是能夠(gou)承受拉(la)伸(shen)或壓縮(suo)變(bian)形的(de)介質都能傳播(bo)縱(zong)波。顯然固(gu)體(ti)能夠(gou)傳播(bo)縱(zong)波。液體(ti)與氣體(ti)在壓力作用(yong)下會(hui)發生體(ti)積變(bian)化，因此也可以傳播(bo)縱(zong)波。
2. 橫(heng)波(bo)
又稱剪(jian)切(qie)波、切(qie)變波，介質(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)點的振動方向(xiang)與波的傳(chuan)播方向(xiang)相(xiang)互(hu)垂直，常用符號S表示(shi)，如圖2-5所(suo)示(shi)。橫(heng)波傳(chuan)播時介質(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)點受(shou)到(dao)交變的剪(jian)切(qie)應力(li)作(zuo)用，介質(zhi)(zhi)發生剪(jian)切(qie)變形，顯然只(zhi)(zhi)有固體才能(neng)承受(shou)剪(jian)切(qie)應力(li)，因此橫(heng)波只(zhi)(zhi)能(neng)在(zai)固體介質(zhi)(zhi)中傳(chuan)播，無法在(zai)液體或者氣體中傳(chuan)播。
3. 表(biao)面波(bo)
最早(zao)于(yu)1887年由瑞(rui)利發(fa)現，又稱瑞(rui)利波，交變的(de)(de)(de)應力作用于(yu)介質(zhi)表面(mian)，產生(sheng)(sheng)沿介質(zhi)表面(mian)傳(chuan)播(bo)(bo)的(de)(de)(de)波，常(chang)用符號(hao)R表示，如圖 2-6所示。波在(zai)介質(zhi)表面(mian)傳(chuan)播(bo)(bo)時(shi)，質(zhi)點同時(shi)產生(sheng)(sheng)縱向(xiang)振動(dong)和(he)橫向(xiang)振動(dong)，合成繞其平衡位置振動(dong)的(de)(de)(de)橢(tuo)圓軌跡，橢(tuo)圓長軸垂直于(yu)波的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)方向(xiang)，短軸平行于(yu)波的(de)(de)(de)傳(chuan)播(bo)(bo)方向(xiang)，此時(shi)質(zhi)點所引起的(de)(de)(de)振動(dong)只能在(zai)固體介質(zhi)表面(mian)進行，故表面(mian)波僅能在(zai)固定中傳(chuan)播(bo)(bo)。
4. 板波
由蘭(lan)姆(mu)于(yu)1916年(nian)首(shou)先從理論上計(ji)算(suan)發(fa)現，又(you)稱蘭(lan)姆(mu)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。蘭(lan)固(gu)體中傳播(bo)。姆(mu)計(ji)算(suan)發(fa)現對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)一個(ge)板(ban)(ban)厚(hou)與波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)長相(xiang)當(dang)的(de)(de)(de)薄(bo)板(ban)(ban)，當(dang)板(ban)(ban)厚(hou)、頻(pin)率和波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)速(su)之間符合某(mou)一條件時將產生另(ling)一種形(xing)(xing)式的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)，即板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。在板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)傳播(bo)過程中，介質質點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)充(chong)滿整(zheng)個(ge)板(ban)(ban)厚(hou)，按板(ban)(ban)中振(zhen)動(dong)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)節的(de)(de)(de)形(xing)(xing)式，又(you)分為對(dui)(dui)(dui)(dui)稱型(xing)（S）和非(fei)對(dui)(dui)(dui)(dui)稱型(xing)（A）兩類。板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)傳播(bo)時，質點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)運動(dong)軌跡(ji)類似表面(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)也是(shi)(shi)橢圓，其長軸(zhou)與短軸(zhou)的(de)(de)(de)比例(li)取決于(yu)材料性質。在薄(bo)板(ban)(ban)介質中傳播(bo)時對(dui)(dui)(dui)(dui)稱型(xing)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)特點(dian)(dian)(dian)是(shi)(shi)薄(bo)板(ban)(ban)中心(xin)(xin)的(de)(de)(de)質點(dian)(dian)(dian)做縱向振(zhen)動(dong)（類似于(yu)縱波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)），上下表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)質點(dian)(dian)(dian)做橢圓運動(dong)，相(xiang)位(wei)相(xiang)反且(qie)對(dui)(dui)(dui)(dui)稱于(yu)中心(xin)(xin)；非(fei)對(dui)(dui)(dui)(dui)稱型(xing)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)特點(dian)(dian)(dian)是(shi)(shi)薄(bo)板(ban)(ban)中心(xin)(xin)的(de)(de)(de)質點(dian)(dian)(dian)做橫向振(zhen)動(dong)（類似于(yu)橫波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)），上下表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)質點(dian)(dian)(dian)做橢圓運動(dong)，相(xiang)位(wei)相(xiang)同但不對(dui)(dui)(dui)(dui)稱于(yu)中心(xin)(xin)。
除了上述四種主要的應用波(bo)型外，現在(zai)(zai)已經應用發展的還有(you)頭波(bo)和爬波(bo)等(deng)，特(te)別是(shi)爬波(bo)能夠(gou)以(yi)縱波(bo)的速度(du)在(zai)(zai)介質(zhi)表面傳遞，適合用于檢測表面特(te)別粗糙(cao)或者表面存在(zai)(zai)不銹鋼堆焊層等(deng)情況下的近表面缺陷檢測。
