導波

國外起步較早，通過建立導波理論解釋物理現象，再應用到無損檢測領域。目前導波激勵方法的研究更多集中在傳感器的選擇上，其中以壓電傳感器最為普遍。此外還有壓電薄膜技術（PVDF）、磁致伸縮技術和電磁（EMAT）技術。

由於研究波導結構中導波同缺陷關係問題的複雜性，因此對管道傳播特性和缺陷檢測原理，目前主要通過數值計算的方法研究理想條件下導波同結構中待檢測缺陷的相關關係。

目前研究導波問題主要通過兩種數值計算方法：有限元法和邊界元法。 ^[1] 

在無限均勻介質中傳播的波稱為體波，體波有兩種：一種叫做縱波（或稱疏密波、無旋波、拉壓波、P波）；一種叫做橫波（或稱剪切波、S波），它們以各自的速度傳播而無波形耦合。

而在一彈性半空間表面處，或兩個彈性半空間表面處，由於介質性質的不連續性，超聲波經過一次反射或透射而發生波形轉換。隨後，各種類型的反射波和透射波及界面波均以各自恆定的速度傳播，而傳播速度只與介質材料密度和彈性性質有關，不依賴於波動本身的特性。然而當介質中有多於一個的界面存在時，就會形成一些具有一定厚度的“層”。位於層中的超聲波將要經受多次來回反射，這些往返的波將會產生複雜的波形轉換，並且波與波之間會發生複雜的干涉。

若一個彈性半空間被平行於表面的另一個平面所截，從而使其厚度方向成為有界的，這就構成了一個無限延伸的彈性平板。位於板內的縱波、橫波將會在兩個平行的邊界上產生來回的反射而沿平行板面的方向行進，即平行的邊界制導超聲波在板內傳播。這樣的一個系統稱為平板超聲波導。在此板狀波導中傳播的超聲波即所謂的板波。

板波是超聲無損檢測中最常用的一種導波形式，由20世紀初究無限大板中正弦波問題而得名。除此之外，圓柱殼、棒及層狀的彈性體都是典型的波導。其共同特性是由兩個或更多的平行界面存在而引入一個或多個徵尺寸（如壁厚、直徑等）到問題中來。在波導中傳播的超聲波稱為超聲導波，在圓柱和圓柱殼中傳播的導波稱為柱面導波。

那些以小於橫波全反射角射向井壁又多次在井壁間反射的波，每在井壁反射一次，就會有部分能量透射到井外，這部分波在井內傳播徑向也產生干涉效應形成導波。由於能量不斷的被泄漏到井外，這類導波是衰減的，稱為泄漏模式波，或簡稱漏模。以縱、橫波臨界角射向井壁的反射波，稱為迴響波，也構成導波的一部分。 ^[2] 

當介質中有一個以上的交界面存在時，就會形成一些具有一定厚度的“層”。位於層中的超聲波將要經受多次來回反射，這些往返的波將會產生複雜的波形轉換且波之間發生複雜的干涉。若一個彈性半空間被平行於表面的另一個平面所截，從而使其厚度方向成為有界的，這就構成了一個無限延伸的彈性平板。位於板內的縱波、橫波將會在兩個平行的邊界上產生來回的反射而沿平行板面的方向行進，即平行的邊界導致超聲波在板內傳播。這樣的一個系統稱為平板超聲波導。除此之外，圓柱殼、棒及層狀的彈性體都是典型的波導。在波導中傳播的超聲波稱為超聲導波。

導波是由於聲波在介質中的不連續交界面間產生多次往復反射，並進一步產生複雜的干涉和幾何彌散而形成的。分為圓柱體中的導波以及板中的SH波、SV波、蘭姆波（Iamb）和漏蘭姆波，導波的實質是一種以超聲頻率或聲頻率在波導中（如管、板、棒、繩等）平行於邊界傳播的彈性波。導波實際上是一系列諧波的疊加。

導波的最基本的參數為羣速度和相速度。

相速度：單個質點傳播方向的速度；

羣速度：彈性波的包絡上具有某種特性（如幅值最大）的點的傳播速度波能量的速度。 ^[1] 

導波檢測技術就是利用導波在傳播過程中如果遇到缺陷或邊界就會被反射回來的原理。 ^[1] 

1.只要在管道上某一段部位（約0.5米長）安裝探頭卡環，便可對卡環兩側各數十米長度的管道進行100%的快速檢測。

2.可以檢測空中和水下管道而無需在空中或水下作業 。

3.可以檢測被保温或絕熱材料包覆的管道，除安放探頭的位置外，無需破壞包覆層。

4.可以檢測難以接近區段的管道，例如有管夾，支座，套環的管段，被牆壁，容器壁，其它管子或結構件阻礙的管段，橋樑下的管道以及穿越道路，堤壩的管道，而無需破壞造成障礙的結構。

5.可在運行狀態下進行在線檢測。

6.檢測現場無需用電，無污染、不影響周圍工作，2~3人即可進行操作，每天檢測長度達5公里（視現場條件）。 ^[1] 

導波檢測設備主要由計算機處理單元、導波收發裝置、探頭組模塊三大部分及其它輔助工具組成。 ^[1] 

導波容易檢出的缺陷包括局部腐蝕，沖蝕，機械損傷，成羣的點蝕以及環向裂紋。對均勻腐蝕，個別點蝕，軸向裂紋，焊縫中的小缺陷則不敏感。但如果軸向裂紋和焊縫中的缺陷足夠大，也是可以檢出的。 ^[1]