超声波检测用公式.docx

超声波检测实用公式
一、一般公式
1、不同反射体的回波声压比
〔1〕平底孔对大平底：A=201g〔兀Xb①2/2入Xf2〕dB
用途：用于以底波方式调整超声波探伤起始灵敏度和评定缺陷的当量大小,式中XB为
大平底声程〔探测到工件地面的工件厚度〕；Xf为平底孔声程〔即缺陷的埋藏深度〕；①为
预定探测灵敏度所规定的平底孔直径；入为所用频率超声波在被检工件材料中的波长.在按
照大声程调整探伤起始灵敏度时,设XB=Xf,那么公式简化为A=201g〔兀①2/2入Xf〕,即将
直探头良好地耦合在探测面上,调整仪器的增益,使工件地面的第一次回波高度到达满屏上
的某一刻度〔例如50%〕,然后按公式计算所得到的dB值提升仪器的定量增益.在探伤过程
中发现有缺陷回波高度超过预定的满屏刻度〔例如上面预定的50%〕时,可根据将该回波
高度降到预定刻度所需的AdB值和缺陷埋藏深度,根据公式计算出①当量值,即缺陷的当
量值.
(2)球孔对大平底：A=201g(dXB/2Xf2)dB
d为当量球孔直径,用途同上.
〔3〕长横孔对大平底：A=101g〔少XB2/2Xf3〕dB
用途同上.
(4)短横孔对大平底：A=101g(L2WXB2^Xf4)dB
L为短横
孔长度,用途同上.
(5)平底孔对平底孔：A=401g(①1X2/①2X1)dB
两个不同声程、不同直径的平
底孔回波声压比,用分贝表示.
用途：在探伤中,一般把调整探伤起始灵敏度时设定的一定声程X2和一定直径的平底
孔①2作为基准,通过缺陷回波与基准回波高度分贝差〔由探伤仪定〕和缺陷埋藏深度X1
计算出缺陷的平底孔当量大小①1,注意A的正负值所代表的意义是不同的一在以上规定时
负值表示缺陷比基准平底孔当量小,反之那么大.
(6)球孔对球孔：A=201g(d1X22/d2X12)dB
两个不同直径不同声程的球孔回
波声压比,用途同上.
〔7〕长横孔对长横孔：A
101gE1X23/32X13)
dB
两个不同声程不同直径的长横孔
回波声压比,用途同上.
〔8〕短横孔对短横孔：A
101gE1X24/32X14)
dB
两个不同声程不同直径、长度相
同的短横孔回波声压比,用途同上.
〔9〕大平底对大平底：A
201g(X2/X1)dB
般用于验证被检工件材质衰减
状况.
=201g〔H2/H1〕dB以回波幅度法探伤时,将缺陷回波高度与基准波高之间的幅度差异转换成以分贝表示两个幅度高度的差异
(10)大平底对凸圆柱底面：A=101g(R/r)dBR为圆柱外径,r为圆柱内径；计算
得到的AdB值应是相当于大平底时的曲面补偿值,显然这是正值一凸底面的反射发散需要
补偿,见示意图1
图1
(11)大平底对凹圆柱底面：A=101g(r/R)dBR为圆柱外径,r为圆柱内径；计算得到的AdB值应是相当于大平底时的曲面补偿值,显然这是负值一凹底面的反射会聚需要反
补偿,见示意图2
图2
2、纵波圆形晶片的有效直径De
4NC
De=.O.97Do
.fe
fe为回波频率；D0为晶片名义直径；N为近场区长度；C为材料中的声速.在超声换能器中,晶片自身的边沿效应以及由于周边被固定,因此实际发生振动发射声波的区域称为有效
区域,对于圆形晶片那么称为有效直径.
3、声束的指向性
圆形晶片的声束指向性：零扩散角.0=70入/De
方形晶片的声束指向性：零扩散角.0=57入/a(a为晶片边长)
比声束轴线声压低3dB的对应点构成的声束之扩散角：0-3dB=29入/De与.-3dB=25入/a
4、综合衰减系数测量
X>3N时,=={(Bm-Bn)-20lg(m/n)-(m-n)(一次往返损失)/{2(m-n)X}dB/mm
Xv3N时,=={〔Bm-Bn〕-〔m-n〕〔一次往返损失〕/{2〔m-n〕X}dB/mm
注：为消除波导效应的影响,要求被测材料厚度X、探测面横向尺寸H和L应满足
H、L>0.65X5、界面上的反射与折射
si
sin-
Csi
L2S2
sin——sin——
L2S2
LiL1S1
sinsinsin-
CliCliCsi
L1--纵波入射角
Li--横波入射角S1--纵波反射角Si--横波反射角L2--纵曲折射角
S2--横曲折射角
第一临界角：aI=arcsin〔Cli/Cl2〕
第二临界角：an=ar