Нормальное падение ультразвуковой волны. Коэффициенты отражения и прохождения.

При падении волны на поверхность раздела двух сред в общем случае, часть энергии проходит во вторую среду, а часть отражается в первую. Если ультразвуковая волна падает перпендикулярно на границу раздела двух сред, то проходящая и отраженная волны будут того же типа, что и падающая.

Распределение энергии между отраженной и прошедшей волной определяется соотношением удельных акустических сопротивлений z₁ и z₂. При равенстве акустических сопротивлений,(т.е. z₁=z₂) ультразвуковая волна проходит во вторую среду практически без потерь, не отражаясь. На отражении упругих волн от несплошностей основана выявляемость дефектов, т.к. по своим акустическим свойствам несплошности (поры, шлаковые включения, трещины,непровары) отличаются от основного металла. Чем больше разность акустических сопротивлений, тем больше интенсивность отраженной волны.

Для нахождения распределения энергии между отраженной и прошедшей волной вводятся понятия коэффициента отражения и прохождения.

Коэффициент отражения R –отношение интенсивности отраженной волны к падающей. Он показывает какая часть падающей волны отражается в первую среду.

R = J _отр/ J _пад = (z₁-z₂)²/ (z₁+z₂)²

Коэффициент прохождения (прозрачности) D –это отношение интенсивности прошедшей волны к падающей. Он показывает какая часть падающей ультразвуковой волны прошла во вторую среду.

D = J _прошед / J _пад = 4z₁z₂/(z₁+z₂)²

R + D = 1

Исходя из закона сохранения энергии сумма данных коэффициентов всегда будет равна 1.

Коэффициент отражения от трещин непроваров и пор близок к единице. Для шлаковых включений R= 0,35…0,65 в зависимости от марки флюса. Оксидные пленки, образующиеся при сварке выявляются плохо, не смотря на достаточно большую площадь и протяженность. Причиной этому служит малое раскрытие и близость акустических свойств дефекта и металла.