
【电】 sound pulse
声脉冲(shēng mài chōng)指声学领域中持续时间极短、能量集中的声波信号,其物理特性表现为突然产生并迅速衰减的声压变化。该术语对应英文"sound pulse" 或"acoustic pulse",核心特征包含以下三点:
声脉冲具有明确的起止时间,持续时间通常短于常规声波周期,能量在毫秒至微秒量级集中释放。例如,超声检测中使用的脉冲宽度可窄至 0.1 微秒,以实现高分辨率成像 。
根据傅里叶变换原理,脉冲宽度 $Delta t$ 与频谱宽度 $Delta f$ 满足关系:
$$ Delta t cdot Delta f geq frac{1}{4pi} $$
即短脉冲必然覆盖宽频带(如爆炸声脉冲含次声至超声成分)。
以球面波形式扩散,声压随距离衰减遵循 $1/r$ 定律($r$ 为传播距离),区别于连续声波的稳态能量分布 。
《声学名词术语》(GB/T 3947-1996)第 3.7 条明确定义:
声脉冲(sound pulse)—— 在时域上具有显著突变特征且持续时间有限的声扰动。
该标准由中国国家标准化管理委员会发布,定义与 ISO 18405:2017 国际标准保持一致 。韦氏词典(Merriam-Webster)同步收录 "acoustic pulse" 词条,强调其 "abrupt wave packet" 的本质属性 。
声脉冲是指由声波形成的短暂、突变的波动现象,其核心特征为短时间内发生幅度变化后迅速恢复初始状态。以下是详细解析:
1. 基本定义
声脉冲是声学领域中的一种非连续信号,由一串声波在极短时间内产生强度突变,形成类似电脉冲的波形特征。例如爆炸声或超声波探伤设备发出的短促声波都属于典型声脉冲。
2. 物理特性
•波形特征:呈现陡峭的前沿(上升)和后沿(衰减),持续时间极短。
•与连续波的区别:普通声波(如音乐)是连续振动,而声脉冲在大部分时间无信号,仅在瞬间释放能量。
•数学描述:可用脉冲函数表示,例如狄拉克δ函数:
$$
delta(t) = begin{cases}
+infty, & t=0
0, & t
eq 0
end{cases}
$$
实际应用中需考虑有限能量和持续时间。
3. 应用场景
•工业检测:超声波探伤利用声脉冲探测材料内部缺陷(如提到的干粉/湿粉法检验)。
•医学成像:B超通过发射高频声脉冲获取人体组织反射信号。
•声呐系统:水下声脉冲用于探测距离和物体形状。
参考资料:定义基础概念,和6解释脉冲的物理特性,补充波形特点。注意避免低权威性来源(如、5)。
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