充滿超聲波的空間或超聲振動(dòng)所波及的部分介質(zhì)稱為超聲場(chǎng)。描述超聲場(chǎng)的常用物理量主要有聲壓、聲阻抗、聲強(qiáng)等。

1. 聲壓

 假設(shè)某一點(diǎn)在沒有超聲波存在時(shí)的靜態(tài)壓強(qiáng)為P0，存在超聲波時(shí)某一時(shí)刻所具有的壓強(qiáng)P1，兩者之差即為該點(diǎn)的瞬時(shí)聲壓P。聲壓?jiǎn)挝慌c壓強(qiáng)單位相同，均為Pa（帕）。

有效聲壓是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)，瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間取均方根值，即

超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)每一點(diǎn)的聲壓隨時(shí)間和振動(dòng)位移量的不同而變化，所以瞬時(shí)聲壓P是時(shí)間和位移的函數(shù)，可由下式表達(dá)：

 由式（2.1）可知，超聲場(chǎng)中某一點(diǎn)的聲壓按余弦函數(shù)周期性變化。聲壓的幅值與介質(zhì)的密度、波速、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度成正比。通常固體介質(zhì)由于密度大、聲速高和質(zhì)點(diǎn)振速高，導(dǎo)致置于同一超聲場(chǎng)中的介質(zhì)（離聲源距離相同），以固體介質(zhì)中的聲壓最高，液體中聲壓次之，氣體中聲壓最小。當(dāng)然，對(duì)于不同固體介質(zhì)而言，因材料性質(zhì)、密度、聲速等因素的差異，對(duì)應(yīng)的聲壓也會(huì)有所區(qū)別。一般認(rèn)為，探傷儀顯示屏上的信號(hào)高度與聲壓成正比。

2. 聲阻抗

 超聲場(chǎng)中任一點(diǎn)的聲壓與該處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度之比稱為聲阻抗，也稱特性阻抗，常用符號(hào)Z表示，單位為kg/（m2·s）[千克/（平方米·秒）]：

 由式（2.2）可知，聲阻抗的大小等于介質(zhì)的密度與波速的乘積。不難看出，在同一聲壓下，Z增加，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度下降。因此聲阻抗Z可理解為介質(zhì)對(duì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的阻礙作用。類似于電學(xué)中的歐姆定律 I=U/R，電壓定，電阻增加，電流減少。

聲阻抗是表征介質(zhì)聲學(xué)性質(zhì)的重要物理量。超聲波在異種介質(zhì)界面上的反射和透射情況與聲阻抗關(guān)系密切。

3. 聲強(qiáng)

單位時(shí)間內(nèi)在垂直于聲波傳播方向的介質(zhì)指定面積上所通過的平均聲能量，稱為平均聲功率或平均聲能量流。單位面積上的平均聲功率稱為聲強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱聲強(qiáng)，通常用符號(hào)I表示，單位為瓦／平方米（W/㎡),可寫作

由式（2.3)可知，在同一介質(zhì)中，聲強(qiáng)與聲壓的平方成正比。

4. 聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)

 直接使用聲壓、聲強(qiáng)等物理量描述實(shí)際生活中的各種聲音，數(shù)值變化范圍會(huì)非常寬，涉及的數(shù)量級(jí)也相差巨大，如果使用對(duì)數(shù)標(biāo)度來進(jìn)行比較計(jì)算就能大大簡(jiǎn)化運(yùn)算。另一個(gè)原因是人耳對(duì)聲音的接收更接近正比于其對(duì)數(shù)值，并非正比于強(qiáng)度。因此，在聲學(xué)中普遍使用對(duì)數(shù)標(biāo)度對(duì)聲壓、聲強(qiáng)等參數(shù)進(jìn)行度量，對(duì)應(yīng)的，分別稱為聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)，單位用Bel(貝爾）表示，因?yàn)樨悹柕膯挝槐容^大，工程上使用時(shí)將其縮至1/10后以dB(分貝）為單位。

 聲壓級(jí)的符號(hào)通常用L_p表示。定義聲壓級(jí)為將待測(cè)聲壓的有效值P_e與基準(zhǔn)聲壓P₀。的比值取以10為底的常用對(duì)數(shù)，再乘以20,即

 在空氣中，基準(zhǔn)聲壓為P₀=2×10⁵Pa,這個(gè)數(shù)值是正常人聽覺對(duì)1kHz聲音稍稍感知到的最低聲壓值，低于此，通常人的聽覺系統(tǒng)就感知不到了，亦即聽閾聲壓級(jí)為0dB。人耳的聽覺從可聽閾的2×10⁵Pa的聲壓到痛閾的20 Pa,兩者相差100萬倍，而用聲壓級(jí)來表示則變化為0~120dB的范圍，使對(duì)聲音的描述大為方便。

聲強(qiáng)級(jí)的符號(hào)為L(zhǎng)_I,定義為待測(cè)聲強(qiáng)I與基準(zhǔn)聲強(qiáng)I₀的比值取以10為底的常用對(duì)數(shù)，再乘以10,即

在空氣中，基準(zhǔn)聲強(qiáng)I0取為1×10¹² W/㎡,與空氣中基準(zhǔn)聲壓相對(duì)應(yīng)，是能夠引起人耳聽覺的最低聲強(qiáng)。

垂直線性較好的探傷儀，顯示屏顯示的信號(hào)高度與聲壓成正比，有

式中，基準(zhǔn)聲壓P₁和基準(zhǔn)聲強(qiáng)H₁可任意選取。

常用聲壓比（波高比）對(duì)應(yīng)的分貝值見表2.1.