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、按波陣面分類
理(li)想聲(sheng)波根(gen)據波陣面的(de)形狀可(ke)以分為平面聲(sheng)波、球面聲(sheng)波和柱面聲(sheng)波。
1. 平面聲波
波(bo)的振動(dong)只在(zai)一(yi)個(ge)方向上(shang)傳播(bo)，則這種(zhong)波(bo)稱為平(ping)面聲波(bo)，對應的聲源稱為平(ping)面聲源，其波(bo)陣面為相互平(ping)行的平(ping)面，如圖 2.2a 所示。
2. 球面聲(sheng)波
波的(de)振動從點聲源處向(xiang)四(si)面(mian)八方傳播，稱為球面(mian)聲波其波陣面(mian)為同心的(de)球面(mian)，如圖(tu) 2.2b 所示。
3. 柱面聲波
波(bo)陣面是同軸柱(zhu)面的聲(sheng)波(bo)，如圖 2.2 c所(suo)示。
在超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)探傷的(de)實際(ji)應用中，換能器(qi)晶(jing)片多為(wei)(wei)圓形或者方形。對于其中的(de)圓盤形聲源，通常認為(wei)(wei)所發出的(de)超(chao)聲波(bo)(bo)(bo)既不(bu)是(shi)單(dan)純(chun)的(de)平面聲波(bo)(bo)(bo)，也不(bu)是(shi)單(dan)純(chun)的(de)球(qiu)面聲波(bo)(bo)(bo)，介(jie)于球(qiu)面聲波(bo)(bo)(bo)與平面聲波(bo)(bo)(bo)之間，稱為(wei)(wei)活(huo)塞波(bo)(bo)(bo)。活(huo)塞波(bo)(bo)(bo)在距(ju)離聲源面較(jiao)近(jin)的(de)地方由于干(gan)涉的(de)原因，波(bo)(bo)(bo)陣(zhen)面較(jiao)復雜，在距(ju)離聲源足(zu)夠(gou)遠(yuan)的(de)地方，計算時認為(wei)(wei)其波(bo)(bo)(bo)陣(zhen)面類似于球(qiu)面波(bo)(bo)(bo)。
二、按振動的持續時間分類(lei)
按振動的持續時間，超聲波(bo)(bo)可分為連續波(bo)(bo)和脈沖波(bo)(bo)。
1. 連續波
介質各質點(dian)的(de)持(chi)續振動時間為無(wu)窮的(de)波(bo)，頻率一定，常用于穿透式超(chao)聲(sheng)探傷(shang)，波(bo)形如(ru)圖2-3 a所(suo)示
2. 脈沖波
波源(yuan)間歇性振(zhen)動，介(jie)質各質點的(de)(de)持續(xu)振(zhen)動時間有限的(de)(de)波，頻率(lv)為一(yi)個范圍，常用于(yu)反射法超聲探傷，波形(xing)如(ru)圖(tu) 2-3 b所示。
三、按超聲(sheng)波的波形分類
根據(ju)波(bo)動傳(chuan)播(bo)方向(xiang)與(yu)質點振動方向(xiang)間的關系來分，有縱波(bo)、橫(heng)波(bo)、表面波(bo)、板波(bo)等。
1. 縱波
又稱(cheng)壓縮波(bo)疏(shu)密波(bo)，介(jie)(jie)質質點的振動(dong)方向與波(bo)的傳播(bo)方向平行。常用符號(hao)L表示,如圖2-4所(suo)示。凡是能夠承(cheng)受拉伸或(huo)壓縮變(bian)形的介(jie)(jie)質都能傳播(bo)縱(zong)波(bo)。顯(xian)然固體(ti)能夠傳播(bo)縱(zong)波(bo)。液體(ti)與氣(qi)體(ti)在壓力作用下會發生(sheng)體(ti)積變(bian)化，因此也(ye)可以傳播(bo)縱(zong)波(bo)。
2. 橫波
又稱剪切(qie)波(bo)、切(qie)變(bian)(bian)波(bo)，介質質點(dian)(dian)的(de)振(zhen)動方向(xiang)與波(bo)的(de)傳播方向(xiang)相(xiang)互垂直，常用符號S表示，如圖2-5所示。橫(heng)波(bo)傳播時介質質點(dian)(dian)受到交變(bian)(bian)的(de)剪切(qie)應力作用，介質發生剪切(qie)變(bian)(bian)形，顯然只(zhi)有固(gu)體(ti)(ti)才能承受剪切(qie)應力，因此橫(heng)波(bo)只(zhi)能在(zai)固(gu)體(ti)(ti)介質中(zhong)傳播，無(wu)法在(zai)液體(ti)(ti)或者氣體(ti)(ti)中(zhong)傳播。
3. 表面波
最(zui)早于1887年由瑞(rui)利發(fa)現，又(you)稱瑞(rui)利波(bo)，交變的(de)應力作用于介質(zhi)(zhi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)，產(chan)(chan)生(sheng)沿(yan)介質(zhi)(zhi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)的(de)波(bo)，常(chang)用符號R表(biao)(biao)示(shi)，如圖 2-6所(suo)示(shi)。波(bo)在(zai)介質(zhi)(zhi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)時(shi)，質(zhi)(zhi)點同時(shi)產(chan)(chan)生(sheng)縱向(xiang)振(zhen)動和橫向(xiang)振(zhen)動，合(he)成繞其平衡位置振(zhen)動的(de)橢圓軌(gui)跡，橢圓長(chang)軸垂(chui)直于波(bo)的(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)方(fang)向(xiang)，短軸平行于波(bo)的(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)方(fang)向(xiang)，此時(shi)質(zhi)(zhi)點所(suo)引起的(de)振(zhen)動只能在(zai)固體介質(zhi)(zhi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)進行，故表(biao)(biao)面(mian)(mian)波(bo)僅能在(zai)固定(ding)中(zhong)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)。
4. 板(ban)波
由蘭(lan)姆于(yu)(yu)1916年首先從(cong)理論上(shang)計(ji)算發現，又(you)稱(cheng)蘭(lan)姆波(bo)(bo)(bo)。蘭(lan)固體中(zhong)(zhong)(zhong)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)。姆計(ji)算發現對于(yu)(yu)一(yi)個板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)厚與波(bo)(bo)(bo)長相當(dang)的(de)(de)(de)薄板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)，當(dang)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)厚、頻率(lv)和(he)波(bo)(bo)(bo)速之間符合(he)某一(yi)條(tiao)件時將產生另一(yi)種形式的(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)，即板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)。在(zai)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)過程中(zhong)(zhong)(zhong)，介質(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)充(chong)滿整個板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)厚，按板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)(zhong)振(zhen)動(dong)(dong)波(bo)(bo)(bo)節的(de)(de)(de)形式，又(you)分為對稱(cheng)型(xing)（S）和(he)非對稱(cheng)型(xing)（A）兩類。板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)時，質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)運動(dong)(dong)軌跡類似(si)表面(mian)(mian)波(bo)(bo)(bo)也是橢(tuo)圓，其(qi)長軸與短軸的(de)(de)(de)比例取(qu)決于(yu)(yu)材料(liao)性(xing)質(zhi)(zhi)。在(zai)薄板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)介質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)時對稱(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)特(te)(te)點(dian)(dian)是薄板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)做(zuo)縱向(xiang)振(zhen)動(dong)(dong)（類似(si)于(yu)(yu)縱波(bo)(bo)(bo)），上(shang)下(xia)表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)做(zuo)橢(tuo)圓運動(dong)(dong)，相位(wei)相反(fan)且對稱(cheng)于(yu)(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)心；非對稱(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)特(te)(te)點(dian)(dian)是薄板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)做(zuo)橫向(xiang)振(zhen)動(dong)(dong)（類似(si)于(yu)(yu)橫波(bo)(bo)(bo)），上(shang)下(xia)表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)(dian)做(zuo)橢(tuo)圓運動(dong)(dong)，相位(wei)相同但不對稱(cheng)于(yu)(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)心。
除了上(shang)述(shu)四(si)種主要的(de)(de)應用波型外，現在(zai)(zai)已經應用發展的(de)(de)還有頭波和爬(pa)波等(deng)(deng)，特(te)別是爬(pa)波能夠(gou)以縱波的(de)(de)速(su)度在(zai)(zai)介(jie)質表(biao)(biao)面傳遞，適合用于檢測表(biao)(biao)面特(te)別粗糙或者(zhe)表(biao)(biao)面存(cun)在(zai)(zai)不銹(xiu)鋼堆焊層等(deng)(deng)情況下的(de)(de)近表(biao)(biao)面缺陷檢測。
