宽脉冲与窄脉冲的区别

在实际超声检测中，一般都是使用脉冲超声波。随着超声检测技术的发展，理论和实践都表明，有必要再将超声波分成宽脉冲与窄脉冲两大类。

根据发射脉冲周期个数的不同，脉冲波可分为宽脉冲和窄脉冲。

超声波脉冲由检测频率下的几个声能循环组成。材料内的脉冲所占用空间的大小叫作“脉冲宽度”。从物理意义上来说，它等于脉冲的循环数乘以测试材料中该频率下的波长，数学表达式为

W=nλ （2-1）

式中：W为脉冲宽度；n为脉冲的循环数；λ为波长。

由式（2-1）可知，同频率下，脉冲的循环数越大则脉冲宽度越宽。

在频谱分析中，另一概念是频带宽度。脉冲宽度和频带宽度分别是在时域和频域描述信号特征的两个重要参量，两者互为反比的关系。宽度越窄，对应的频带越宽；反之，脉冲宽度越宽，频带越窄。利用频谱分析方法进行超声检测时，为了得到尽可能宽的频带，通常使用脉冲宽度窄的探头。

图2-6给出了脉冲循环数为3和7的两个超声波信号及其频谱。观察发现，循环数为3的脉冲宽度较窄，对应的6dB带宽则较宽，约为210kHz；相比之下，循环数为7的脉冲宽度较宽，对应的6dB带宽则较窄，约为90kHz。

应当明确指出，脉冲的尖锐程度，主要决定于频带宽度，而不只是频率的高低。例如，对于具有10～20MHz带宽的脉冲与40～50MHz带宽的脉冲，不论其频率成分差别有多大，其有效长度是相同的。(www.xing528.com)

下面通过图2-7来进一步说明。其中，图2-7a、c、e所示分别是3个脉冲宽度和主频不尽相同的脉冲，图2-7b、d、f所示则为对应的频谱。其中，图2-7a、c所示的脉冲尽管主频相同，但脉冲宽度不同，反映在频谱上，两者

图2-6 不同脉冲循环数的脉冲波及其频谱

图2-7 子波的主频、频带宽度和延续时间的关系

a）、b）宽频带脉冲及其频谱（主频f₀） c）、d）窄频带脉冲及其频谱（主频f₀） e）、f）宽频带脉冲及其频谱（主频f₁，f₁＞f₀）

带宽度差异非常明显。对于图2-7c、e所示脉冲而言，两者虽然具有相同的脉冲宽度和频带宽度，但主频f₀、f₁相差较大，频谱成分在频域内所占的区间不同。

另外，对于包含同样周期数的脉冲，频率较高时，脉冲宽度较小，入射面分辨率较好。因此，在要求入射面分辨力高的情况下，也常常选用高频探头。但不同探头的性能差异较大，由于阻尼不同，有的高频探头也不一定比低频探头脉冲窄。