دسته بندی امواج صوتی

در این پست امواج صوتی بر اساس فرکانس، سرعت انتشار امواج، انتشار و جهت نوسانات امواج، شکل منبع تولید موج، طول محیط انتشار، محیط مادی، محیط ساکن یا متحرک بررسی خواهند شد.

بر اساس فرکانس

1. اینفراسونیک (Infrasonic): فرکانس آنها پایین تر از حد شنوایی انسان است(f<10hz).
2. قابل شنیدن (Audible): فرکانس آنها در محدوده شنوایی انسان است(10hz<f<20khz).
3. التراسونیک (Ultrasonic): فرکانس آنها بالاتر از محدوده شنوایی انسان است(f>20khz).

شکل 1- محدوده فرکانس امواج

بر اساس سرعت انتشار موج

1. Sobsonic: در این حالت سرعت انتشار موج از سرعت صوت کمتر است.

شکل 2- مدل Sobsonic انتشار سرعت موج

1. Sonic: در این حالت سرعت انتشار موج برابر سرعت صوت است.

اگر هواپیمایی با سرعت صوت حرکت کند، ایجاد دوایر صوتی می کند و انرژی بقدری بالا می رود که اگر در کمتر از 10 ثانیه از آن عبور نکند، منفجر خواهد شد.

شکل 3- مدل Sonic انتشار سرعت موج

1. Super Sonic: در این حالت سرعت انتشار موج از سرعت صوت بیشتر است.

شکل 4- مدل Super Sonic انتشار سرعت موج

بر اساس انتشار و جهت نوسان ذرات

موجهای التراسونیك در یك تقسیم بندی كلی به دو نوع تقسیم می‌شوند: امواج حجمی و سطحی.

امواج حجمی، امواجی هستند كه در حجم ماده منتشر می‌شوند و می توانند در عمق چند ده سانتیمتری از یك مقطع نفوذ كنند. امواج سطحی كه به نوبه خود شامل چند نوع موج اند، امواجی هستند كه بیشتر در سطح ماده منتشر می‌شوند و عمق نفوذ آنها در حدود طول موج التراسونیك است.

1. موج طولی (Longitudinal wave) : در موج طولی جهت نوسان ذرات در امتداد جهت ارتعاش موج است. مکانیزم آن مانند حالتی است که ذره ای را به فنر بچسبانیم و آن را باز و بسته کنیم.

شکل 5- جهت ارتعاش و انتشار امواج طولی

2. موج عرضی (Shear Wave) : در این نوع موج، نوسان ذرات عمود بر جهت انتشار موج است.

شکل 6- مدل جهت ارتعاش و انتشار امواج عرضی

3. امواج ریلی یا بیضوی (Rayleigh): این موج ترکیبی از موج طولی و عرضی است. امواج ریلی در یک لایه ی نازک از سطح با سرعتی معادل 2% کمتر از سرعت امواج عرضی منتشر می‌شوند.

شکل 7- مدل جهت ارتعاش و انتشار امواج ریلی

4. امواج لمب (Lamb): اين نوع موج در سطح خيلی نازک منتشر می يابد بطوريكه کل حجم ماده به نوسان در آمده و در واقع نقش هدايت کننده موج را ايفا مي کند. اين نوع موج به ندرت در عیب یابی مورد استفاده قرار می گیرد و کاربرد آن صرفا در تست ورقه‌های خیلی نازک می باشد. به جهت مشکل بودن تنظيم پراب، اغلب در سيستم‌های اتوماتيک بکار برده مي شود.

در شکل زیر می توان جهت انتشار و ارتعاش امواج طولی، عرضی، رایلی و لمب را با یکدیگر مقایسه نمود:

شکل 8- جهت ارتعاش و انتشار امواج طولی، عرضی، ریلی و لمب در یک نگاه

بر اساس شکل منبع تولید موج

1. جبهه موج صفحه ای

شکل 9- مدل منبع تولید موج صفحه ایی

 2. جبهه موج استوانه ایی

شکل 10- مدل منبع تولید موج استوانه ایی

3. جبهه موج کروی

شکل 11- مدل منبع تولید موج کروی

بر اساس طول محیط انتشار

1. پایدار: در محیطی که موج انتشار می‌یابد، اگر طول محیط مضرب صحیح 2λ/ باشد، موج پایدار خواهد بود.
2. ناپایدار: در محیطی که موج انتشار می‌یابد، اگر طول محیط مضرب صحیح 2λ/ نباشد، موج ناپایدار خواهد بود و بعد از مدتی میرا می‌شود و از بین می‌رود.

بر اساس نیاز به محیط مادی

1. مادی: برای انتشار به محیط مادی نیاز ندارند. محیط‌های مادی نسبت به محیط اولیه غلیظ تر هستند و در داخل آن استهلاک زیاد است؛ مانند نور که چون از جنس فوتون است و در داخل آب نمی تواند تا کف اقیانوس نفوذ کند.
2. غیر مادی: برای انتشار به محیط مادی نیاز دارند. این امواج داخل محیط غلیظ بهتر منتشر می‌شوند؛ مانند امواج صوتی.

موج ساکن یا متحرک

1. موج متحرک: هنگامی که موج داخل ماده بی نهایت حرکت کند، هر نقطه ایی را که روی موج درنظر بگیریم، دامنه نوسانش ثابت است و تا وقتی داخل محیط بی نهایت باشد، دامنه نوسان ثابت خواهد بود. نقطه ثابت بر روی موج، دامنه نوسان ثابت دارد.
2. موج ساکن: هنگامی که داخل محیط محدود حرکت کند و یا اینکه در تداخل دو موج با هم، در نقاط مختلف تغییرات دامنه نوسان داشته باشد یعنی گره یا شکم وجود داشته باشد، نقطه ثابت روی موج، دارای دامنه نوسان متغیر خواهد بود.