一個(gè)包含多重頻率的超聲波波前傳播到位于遠(yuǎn)場區(qū)的尺寸為d的衍射體處時(shí)，這束超聲波已經(jīng)近似等價(jià)于平面波。Adler和Whaley提出了一種干涉模型來解釋觀察到的頻譜變化，這種變化是由于缺陷對聲波的散射作用造成的。他們認(rèn)為除了缺陷對反射波造成的鏡面反射外，缺陷邊緣處產(chǎn)生的Huygen二級(jí)球形子波之間的干涉可用來解釋人們所觀察到的頻譜特征。

圖6-17為干涉模型示意圖，設(shè)探頭軸線與反射體法線之間的夾角為θ。

當(dāng)考慮兩列這樣的子波時(shí)，可以得到以下的干涉條件:

式中，為子波發(fā)生有效干涉時(shí)對應(yīng)的頻率值；n是整數(shù)；e是介質(zhì)中的聲速; d是缺陷直徑(假定缺陷處于探頭的遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi))；θ是探頭法線與缺陷之間的夾角(為了簡化起見，假定它們處于同一平面內(nèi))。

為了檢驗(yàn)上述模型，建立了一套超聲波試驗(yàn)系統(tǒng)，該裝置采用水浸方法，探頭距離試樣上表面152.4mm(6in)。一個(gè)2. 25MHz的硫酸鋰探頭激發(fā)出一個(gè)未經(jīng)調(diào)制短脈沖的超聲波，該探頭同時(shí)作為發(fā)射和接收探頭使用(反射法)。由于采用了很高的阻尼，該探頭的發(fā)射頻帶為0. 5~4MHz。通過設(shè)置閘門，可以選取特定的反射波，其頻譜由頻譜分析器給出。對于每一個(gè)θ 值，將實(shí)驗(yàn)所得的干涉極大值之間的頻率間隔與干涉模型計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行比較。

圖6-18給出了直徑為3.2mm(0.125in)的反射體頻譜極大值之間頻率間隔的理論計(jì)算值和實(shí)測值。當(dāng)角度θ較小時(shí)，理論計(jì)算值和實(shí)測值之間存在偏差的原因?yàn)?此時(shí)，鏡面反射波比較強(qiáng)，它與干涉波相互疊加造成干涉峰值的觀察比較困難。

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