超声波衰减

摘 要

本文对超声在固体中的传播特性进行了实验研究，引入显示声波在固体与液 体中传播过程的新方法，实现了非透明固体中声传播过程的实验观测。实验记录 了声波在铝板和有机玻璃板中的传播过程，直观地呈现了声波在含有障碍物以及 存在外加应力时的传播特征。在固体中传播的声波遇到障碍物时将会发生反射与 透射，形成直达波与反射波叠加的声场。由测量的声场分布图可以比较有效地区 分出直达波与反射波。对施加一维应力作用后声波在铝板中的传播特征进行了实 验观测，发现波阵面有一定的变形，沿应力方向波阵面发生畸变，曲率变小（传 播速度随着应力的增大而增大所引起）。由液-固边界波形图和声场分布图出发, 利用几何计算方法可以对声波在固体中的传播速度进行计算。利用 STC 方法对 液-固边界波形进行处理，可得到相对精确的声速值。

井间地震技术这种勘探方法记录的数据中常常含有很强的管波，这些管波叠 加在反射信号上，严重影响了有效信号的提取，因此，本文对井间地震管波的传 播机制进行了实验研究，为能在纪录数据之前削弱管波提供理论依据。

目 录

第一章 绪论.........................................................1

1.1 引言 ........................................................1

1.2 本文的主要工作 ..............................................2

第二章 固体中声波基础理论及相关计算.................................4

2.1 无限大固体中声波传播的基本方程 ..............................4

2.2 面波深度的计算 ..............................................5

2.3 换能器背衬的原理及设计 .....................................10

第三章 超声在固体和液体中传播过程的显示方法........................18

3.1 常用的声波显示方法概述 .....................................18

3.2 声波在固体和液体中传播过程的显示方法 .......................18

3.3 不同声波模型的实验观测 .....................................21

第四章 固体和液体中的声场及其分析..................................25

4.1 横波速度测量 ...............................................25

4.2 声波通过圆柱孔时散射声场的实验研究 .........................29

4.3 应力作用下声场的实验观测 ...................................34

第五章 井间地震管波的实验观测......................................38

5.1 引言 .......................................................38

5.2 井间地震管波的实验观测 .....................................38

5.3 井间地震管波的传播机制 .....................................43

5.4 井间地震管波的削弱 .........................................44

5.5 小结 .......................................................48

第六章 结论........................................................49

参考文献............................................................51

发表论文和参加科研情况说明..........................................55

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