局部超声波产生的机理

当发生局部放电时，放电区域中的分子运动加剧，产生剧烈的撞击，从而在宏观上产生了一种压力，引起机械振动，即产生声波。由于放电是一系列的脉冲形式，产生的压力也是脉冲形式的，它含有各种频率的分量，因此产生的声波频带很宽。我们把频率高于20kHz声波称为超声波，超声波由于它方向性好，穿透能力强，传播距离远，易于获得较集中的声能而通常作为检测声波。

固体介质在局放形成电树枝的过程中，时而会发生微弱的爆炸，爆炸也会产生声波。在液体材料中，放电往往是发生在液体含有气泡时，气泡在放电时会发生爆炸，也可能扰动液体而使气泡在介质中移动，这些都会造成一定的压力而引起震动，产生声波。局部放电产生的声信号很微弱，产生声波的能量与总放电能量之比，一般认为小于1%。这种声能的转化率，还受媒质和放电情况的影响，在不同的介质和不同的放电状态下是不同的。

电极不对称、介质不均匀、绝缘体中含有气泡或者水分等多方面的原因会引起局部放电，局部放电的形式也多种多样，局部放电过程是一个比较复杂的物理过程。当发生局部放电时，气泡将会受到一个脉冲电场力的作用，为了直观的分析局部放电产生超声波的过程，利用电一力一声类比的方法，以最常见的气泡放电为例来分析局部放电产生超声波的原理和过程。

电磁振荡、力学振动和声振动作为不同的物理现象，一方面都有它们各自的研究对象，构成了他们的特殊性；另一方面，他们虽然属于不同的领域，表面上似乎互不关联，但仔细研究他们的规律时，在数学上往往都归结为相同形式的微分方程。几种参数用常微分方程，分布参数系统用偏微分方程。既然电磁振荡、力学振动和声振动存在着某些共同的规律，因此，在处理这些问题的方法上可以相互借用。

在研究传感器等这些电、力、声问题时，同时考虑电、力、声的振动，这时应用电一力一声类比方法将更显示出它的优越性。一般情况下，局部放电发生在小范围内，放电的空间很小，因此采用集中参数系统，这样系统的唯一变量是时间。