聲阻抗率

聲阻抗率即單位面積上的聲阻抗。它表示聲波在介質中波陣面上的聲壓與該面上質點的振動速度之比。在一般情況下，聲阻抗率是一個複數。其實數部分稱為聲阻率，表示聲能的傳輸。其虛數部分稱為聲抗率，表示有一部分聲能是以動能與位能的形式不斷地相互交換，而並不向外傳播。

基本介紹

• 中文名：聲阻抗率
• 外文名：Specific acoustic impedance

概述

在一般情況下，聲阻抗率是一個複數。其實數部分稱為聲阻率，表示聲能的傳輸。因此這是一種傳輸(輻射)阻，而不是損耗(阻尼)阻；其虛數部分稱為聲抗率，表示有一部分聲能是以動能與位能的形式不斷地相互交換，而並不向外傳播。對於球面或柱面等形式的聲波，聲阻抗率的大小不僅取決於介質的特性，而且還與聲波的頻率以及聲源和觀測點之間的距離有關。僅僅是在遠場條件下，球面波及柱面波等的聲阻抗率才趨近於平面行波的數值。

聲阻抗率的測量

①　密度測量方法

聲阻抗率Z=密度×聲速，根據，密度=質量/體積，質量可以由天平測量，體積可以用排水法測量，利用公式ρ=mv，計算樣品密度。有了聲速和密度的數據就可以利用公式Z=ρc計算出該介質的聲阻抗率。

②　垂直入射反射係數測量方法

聲阻抗率的另一種測量方法，是通過測量平面超音波垂直入射條件下的反射係數而實現，如圖所示。具體步驟為：首先，利用已知聲阻抗率Z₀的液體介質(如水)；先測得水與空氣交界面聲壓反射幅度。由於空氣和水的阻抗率相差很大，所以產生全反射，設水中的反射聲壓為ρ_r0，如果忽略超聲在水中傳播時的損耗，則ρ_r0和入射波的聲壓幅度ρ₀，應基本相同，ρ_r0=ρ₀。這時再將被測介質代替空氣，測出反射聲壓幅度ρ_rx。

由聲壓反射係數計算式:

可得聲特徵阻抗式中：

式中：P_rx、P_r0可以測出，即r可測出，Z₀已知，可以推出樣品的特性阻抗率Z_x。影響該方法測量精度因素有：①聲束垂直入射的條件滿足程度；②超聲是否是平面波；③介質尺寸是否滿足比波長大很多等條件。