Page 161 - 《应用声学》2023年第1期

第 42 卷 第 1 期 郑康琳等： 混合物介质中声波尾波成因的随机过程分析 157

ᯫฉAnj࢏ฉB
3.5 3.0
ᯫฉAnj࢏ฉB
3.0 2.5
2.5 2.0
P/10 -3 2.0 P/10 -13 1.5
1.5
1.0
1.0 ࡋฉC
ࡋฉC
0.5 0.5
0 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 101214161820222426283032
N N
(a) a=2njb=0njc=0 (b) a=10njb=0njc=0

12 3.5
࢏ฉB ࢏ฉB
3.0
10
ᯫฉA
2.5
8
P/10 -16 6 P/10 -25 2.0
1.5
4 1.0 ᯫฉA ࡋฉC
ࡋฉC
2 0.5
0 0
0 2 4 6 8 10121416182022242628303234 0 2 4 6 8 1012141618202224262830323436384042
N N
(c) a=12njb=0njc=0 (d) a=20njb=0njc=0
3.0
࢏ฉB
2.5
2.0
P/10 -39 1.5

1.0
ᯫฉA ࡋฉC
0.5
0
0 4 8 12 24 30 34 38 42 46 50 54 58 62
N
(e) a=32njb=0njc=0
图 4 P-N 曲线图
Fig. 4 P-N curve
同，声波在试件 a、b、c 中传播的距离分别为 5 cm、
3 实验验证 10 cm、30 cm。本次试验采用美国 RITEC RAM-
5000 SNAP 非线性高能超声测试系统，数据采集
为验证以上理论模型与客观实际的符合性，本 采用 MSO4104B-L 示波器，超声探头采用奥林巴斯
文设计了一个实验。采用 3 块尺寸不同的 C30 正 V1012 超声探头，中心频率 250 kHz，工作频率范围
方体混凝土试件 a、b、c 作为声波混合物传播介 60 ∼ 400 kHz。本实验的目的为验证实际中声波在
质，试件尺寸分别为 a：5 cm × 5 cm × 5 cm、b： 混合物介质中传播规律与本文理论模型的相符性。
10 cm × 10 cm × 10 cm、c：30 cm × 30 cm × 30 cm。 图 6 为试件 a、b、c 接收波的时域图。对比

实验时采用一个超声发射探头和一个接收探头，分 图 6(a)∼(c) 波形图可以看出，从试件 a→c 随着传
别设置在试件两个相对面的中心点进行对测，发 输距离的增加,接收波存在以下变化规律：
射探头产生超声波经试件 (传播介质) 传播到接收 (1) 接收波整体振幅及首波振幅随传播距离的
探头 (如图 5 所示)，然后通过采集系统探测出接 增加而逐步减少；
收波。3 个试件的发射波均为持续时长为 1 周期正 (2) 接收波均存在 “峰波延后” 现象，且传播的
弦波，脉冲时长及振幅均相同。因试件的尺寸不 距离越长，“峰波延后”现象越明显；