對于一套完整的超聲無損檢測系統，在適當假設條件下，系統中的各個組成部分都可以模擬成一個LTI系統，如圖4-4中每個方塊所示。每個LTI系統的屬性都分別由時域中的單位沖激響應函數（每個LTI系統的左側）和頻域中單位沖激響應函數的頻譜（每個LTI系統的右側）來表征。通過這一系列的LTI系統，用來激發超聲波的電壓信號會轉化為最終在示波屏上顯示的帶有缺陷信息的電壓輸出信號。這個變化過程包括若干物理過程及感興趣的被測試樣，現敘述如下:

由電路產生的電壓輸入信號經脈沖發生器中導線的傳輸激發超聲波換能器。換能器將這個電信號轉化為換能器表面的機械振動。由表面機械振動引發的聲波傳播至缺陷，再由缺陷傳播到接收探頭，由此在整個傳播過程中產生延遲p(t)。除此延遲外，超聲波在水以及試件中的衰減導致接收到的超聲波信號m(t)振幅降低；而且在超聲波從脈沖發生器到缺陷的傳播過程中，聲束的衍射作用 使波形發生變化。在水和試件的界面處，只有一小部分入射聲波能通過界面傳播到試件中去，損失的這部分聲波記為。一旦這一小部分的透射聲波到達缺陷，它就會向四面八方散射。這些散射波表征了缺陷的性質，記為a(t)。散射波若繼續傳播并為接收探頭所接收，就必須再次通過水和試件的界面，這又將導致聲波的損失 ;而且在透射出試件的缺陷散射聲波傳播到接收探頭的過程中同樣會發生聲束的衍射。接收探頭會將接收到的機械振動脈沖轉化為電脈沖信號 ，這個信號在接收端通過增益、濾波等變為r(t)，最終觀察到輸出電壓信號。

已經知道，LTI系統可由其單位沖激響應h(t)唯一確定，即已知系統的輸入x(t)，就可由x(t)與h(t)的卷積積分運算求出系統的輸出y(t)。

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