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(an)波陣面分類
理想(xiang)聲(sheng)波根據波陣(zhen)面的(de)形狀(zhuang)可(ke)以分(fen)為(wei)平面聲(sheng)波、球面聲(sheng)波和(he)柱面聲(sheng)波。
1. 平面(mian)聲波
波(bo)的振動只(zhi)在一個(ge)方向上傳播，則這種(zhong)波(bo)稱(cheng)為平(ping)面(mian)聲波(bo)，對應的聲源稱(cheng)為平(ping)面(mian)聲源，其波(bo)陣面(mian)為相(xiang)互平(ping)行的平(ping)面(mian)，如圖 2.2a 所示。
2. 球面聲波(bo)
波的振(zhen)動(dong)從點聲源處向(xiang)四面(mian)八方傳播，稱為球面(mian)聲波其波陣面(mian)為同心的球面(mian)，如(ru)圖 2.2b 所示。
3. 柱面聲波
波陣面是同軸(zhou)柱面的聲波，如圖 2.2 c所示(shi)。
在超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)探傷的(de)(de)實際應用中，換能器(qi)晶片多為(wei)圓形(xing)或者方形(xing)。對于其中的(de)(de)圓盤(pan)形(xing)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)，通常認(ren)為(wei)所發出的(de)(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)既不是單純(chun)的(de)(de)平面聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)，也(ye)不是單純(chun)的(de)(de)球(qiu)面聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)，介(jie)于球(qiu)面聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)與平面聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)之間，稱為(wei)活塞(sai)波(bo)(bo)。活塞(sai)波(bo)(bo)在距離聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)面較近的(de)(de)地方由于干涉的(de)(de)原因(yin)，波(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面較復(fu)雜，在距離聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)足(zu)夠遠(yuan)的(de)(de)地方，計算時認(ren)為(wei)其波(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面類似于球(qiu)面波(bo)(bo)。
二、按振動的持續時間分(fen)類
按振動(dong)的持續時間(jian)，超(chao)聲波可分為連續波和(he)脈沖波。
1. 連(lian)續波
介質各(ge)質點的持續振動時(shi)間為無窮的波，頻率一定，常(chang)用于穿透式(shi)超聲(sheng)探傷，波形如圖2-3 a所(suo)示
2. 脈(mo)沖波(bo)
波源間歇(xie)性振動，介(jie)質各質點的持(chi)續振動時間有限的波，頻率為一個(ge)范圍，常用于反射(she)法(fa)超聲探傷(shang)，波形如圖(tu) 2-3 b所示。
三、按(an)超聲波的波形分類
根據波(bo)(bo)動(dong)傳(chuan)播方向(xiang)與(yu)質(zhi)點振動(dong)方向(xiang)間的(de)關系來分(fen)，有縱波(bo)(bo)、橫(heng)波(bo)(bo)、表面波(bo)(bo)、板波(bo)(bo)等。
1. 縱(zong)波
又稱壓縮波(bo)(bo)疏密波(bo)(bo)，介(jie)質質點(dian)的(de)振(zhen)動(dong)方向與波(bo)(bo)的(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)方向平行。常用符號L表示,如圖(tu)2-4所示。凡是能夠承受拉伸或壓縮變形的(de)介(jie)質都能傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)縱波(bo)(bo)。顯然(ran)固體能夠傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)縱波(bo)(bo)。液體與氣體在壓力作用下(xia)會發(fa)生體積變化，因此也可(ke)以(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)(bo)縱波(bo)(bo)。
2. 橫波
又稱剪切(qie)波、切(qie)變波，介(jie)質質點的(de)振動方(fang)向(xiang)與波的(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)方(fang)向(xiang)相互(hu)垂直，常(chang)用符號S表示(shi)，如(ru)圖2-5所示(shi)。橫波傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)時介(jie)質質點受到交變的(de)剪切(qie)應(ying)力作用，介(jie)質發生剪切(qie)變形，顯然只有固(gu)體(ti)才能承(cheng)受剪切(qie)應(ying)力，因此橫波只能在固(gu)體(ti)介(jie)質中傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)，無法在液體(ti)或(huo)者氣體(ti)中傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)(bo)。
3. 表面(mian)波(bo)
最早于(yu)1887年由(you)瑞(rui)利(li)發現，又稱(cheng)瑞(rui)利(li)波，交(jiao)變的(de)(de)(de)應力作(zuo)用于(yu)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)，產(chan)生(sheng)(sheng)沿(yan)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)傳(chuan)播的(de)(de)(de)波，常用符(fu)號R表(biao)(biao)(biao)示(shi)，如圖 2-6所(suo)(suo)示(shi)。波在介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)傳(chuan)播時(shi)，質(zhi)(zhi)(zhi)點同時(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)縱向振(zhen)動和橫向振(zhen)動，合成繞(rao)其平衡位置振(zhen)動的(de)(de)(de)橢圓軌跡(ji)，橢圓長(chang)軸(zhou)垂直于(yu)波的(de)(de)(de)傳(chuan)播方(fang)(fang)向，短軸(zhou)平行于(yu)波的(de)(de)(de)傳(chuan)播方(fang)(fang)向，此時(shi)質(zhi)(zhi)(zhi)點所(suo)(suo)引起的(de)(de)(de)振(zhen)動只(zhi)能(neng)(neng)在固體(ti)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)進行，故表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)波僅能(neng)(neng)在固定(ding)中傳(chuan)播。
4. 板波
由蘭姆(mu)于1916年首先從理(li)論上(shang)計算(suan)發現，又(you)稱(cheng)(cheng)蘭姆(mu)波(bo)(bo)(bo)(bo)。蘭固體中(zhong)(zhong)傳播。姆(mu)計算(suan)發現對于一(yi)個(ge)(ge)板(ban)(ban)厚與波(bo)(bo)(bo)(bo)長相當的(de)(de)薄板(ban)(ban)，當板(ban)(ban)厚、頻率(lv)和(he)(he)波(bo)(bo)(bo)(bo)速之間符合某一(yi)條件時將產生另一(yi)種形式(shi)的(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)，即板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)。在板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)傳播過程中(zhong)(zhong)，介(jie)質(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)點(dian)的(de)(de)振(zhen)動充滿整個(ge)(ge)板(ban)(ban)厚，按板(ban)(ban)中(zhong)(zhong)振(zhen)動波(bo)(bo)(bo)(bo)節的(de)(de)形式(shi)，又(you)分(fen)為(wei)對稱(cheng)(cheng)型(xing)（S）和(he)(he)非(fei)對稱(cheng)(cheng)型(xing)（A）兩類(lei)。板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)傳播時，質(zhi)(zhi)點(dian)的(de)(de)運動軌跡類(lei)似表(biao)面波(bo)(bo)(bo)(bo)也是橢(tuo)圓(yuan)，其長軸與短軸的(de)(de)比例取決(jue)于材料性質(zhi)(zhi)。在薄板(ban)(ban)介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)傳播時對稱(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)特點(dian)是薄板(ban)(ban)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)做縱向振(zhen)動（類(lei)似于縱波(bo)(bo)(bo)(bo)），上(shang)下表(biao)面的(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)做橢(tuo)圓(yuan)運動，相位相反且對稱(cheng)(cheng)于中(zhong)(zhong)心；非(fei)對稱(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)板(ban)(ban)波(bo)(bo)(bo)(bo)特點(dian)是薄板(ban)(ban)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)做橫向振(zhen)動（類(lei)似于橫波(bo)(bo)(bo)(bo)），上(shang)下表(biao)面的(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)做橢(tuo)圓(yuan)運動，相位相同但不對稱(cheng)(cheng)于中(zhong)(zhong)心。
除了上述四種主要(yao)的應(ying)用波型(xing)外，現(xian)在已經(jing)應(ying)用發展的還有頭波和爬(pa)波等(deng)，特(te)別(bie)是爬(pa)波能夠以縱波的速度(du)在介質表(biao)面(mian)傳遞，適合用于檢測(ce)表(biao)面(mian)特(te)別(bie)粗糙或者(zhe)表(biao)面(mian)存在不銹鋼堆焊層等(deng)情況下的近表(biao)面(mian)缺陷檢測(ce)。
