无损检测超声检测公式汇总

超声检测公式

1.周期和频率的关系，二者互为倒数： T=1/f

2.波速、波长和频率的关系：C=f λ 或λ=f c

∶Cs ∶C R ≈∶1∶

4.声压： P ＝P 1－P 0 帕斯卡（Pa ）微帕斯卡（μPa ）1Pa ＝1N/m 2 1Pa ＝106μP 6.声阻抗:Z ＝p/u ＝ρcu/u ＝ρc 单位为克/厘米2·秒（g/cm 2·s ）或千克/米2·秒（kg/m 2·s ）

7.声强；I ＝21Zu2＝Z P 22

单位; 瓦/厘米2（W/cm 2）或 焦耳/厘米2·秒（J/cm 2·s ）

8.声强级贝尔（BeL ）。△＝lgI 2/I 1 （BeL ）

9.声强级即分贝（dB ） △＝10lgI 2/I 1 ＝20lgP 2/P 1 （dB ）

10.仪器示波屏上的波高与回波声压成正比：△20lgP 2/P 1＝20lgH 2/H 1 （dB ） 11.声压反射率、透射率： r=Pr / P0 t =Pt / P0

⎩⎨

⎧=-=+2

1//)1(1Z t Z r t

r r =12120Z Z Z Z P P r +-= t =122

02Z Z Z P P t +=

Z 1—第一种介质的声阻抗； Z 2—第二种介质的声阻抗

12.声强反射率： R=2

12

1220⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-==Z Z Z Z r I I r

声强透射率：T

()2122

14Z Z Z Z +=

T+R=1 t －r =1

13.声压往复透射率；T 往=

2

122

1)(4Z Z Z Z +

14.纵波斜入射: 1sin L L c α=1sin L L

c α'=1n si S S c '=2sin L L c β=2sin S S c β CL1、CS1—第一介质中的纵波、横波波

速； C L2、C S2—第二介质中的纵波、横波波速；αL 、α´L —纵波入射角、反射角； β

L

、βS —纵波、横波折射角；α´S —横波反射角。

15.纵波入射时：第一临界角α: βL =90°时αⅠ=arcsin 2

1

L L c c 第二临界角α：βS =90°时α

Ⅱ=

arcsin 21

S L c c 16.有机玻璃横波探头αL =°～°， 有机玻璃表面波探头αL ≥° 水钢界面 横波 αL =°～°

17.横波入射：第三临界角：当α´L=90°时αⅢ=arcsin 11L S c c =°当αS ≥°时，钢中横波全反射。

有机玻璃横波入射角αS （等于横波探头的折射角βS ）=35°～55°，即K=tg βS=～时，检测灵敏度最高。

18.衰减系数的计算 1.

α=(Bn-Bm-20lg n/m)/2x(m-n)

α—衰减系数，dB/m （单程）； )(m n B B -—两次底波分贝值之差，dB ；δ为反射损失，每次反

射损失约为（~1)dB ； X 为薄板的厚度

T ：工件检测厚度，mm ；N ：单直探头近场区长度，mm ；m 、n —底波反射次数

2、

α=(Bn-Bm-6)/2x )

(21B B -—两次底波分贝值之差，dB ；

19.圆盘波源辐射的纵波声场声压为 ：

x F P x R P P s

s λλπ020=≈

20.近场区的长度：

πλλλs

s s F R D N ===224 21. 圆晶片辐射的声束半扩散角为：D

/7000λθ=

22.波束未扩散区：N b 64.1=

23.矩形波源辐射的纵波声场：波束轴线上的声压:x ≥3N 时，x F P P λ/0=

24.矩形波源的近场区的长度为：

πλF

N =

25.矩形波源的半扩散角0θ:X 方向的半扩散角为：

a 2570

0λ

θ= Y 方向的半扩散角为：

b 2570

0λ

θ=

26.近场区在两种介质中的分布: 1

基于钢中的近场区

2

1

224c c L D N s -=λ 2、基于水中的近场

区 2λ—介质Ⅱ钢中波长

2N —只有介质Ⅱ时，钢中近场长度； 1c —介质Ⅰ水中波速； 2c —介质Ⅱ钢中波速 21

124c c L D N s ）（-=λ

27.横波轴线上的声压;

α

λβ

cos cos 2s S KF P =

K —系数； S F —波源的面积；2s λ—第二介质中横波波

长；x —轴线上某点至假想波源的距离

28.横波声场近场区长度为：

α

πλβcos cos 2s S F N =

29.横波声场中，第二介质中的近场区长度N '为：=-='2L N N α

πλβ

cos cos 2x F s S -

β

αtan tan 1

L S F —

波源的面积；

2s λ—第二介质中横波波长； 1L —入射点至波源的距离 2L —入射点至假想波源的距离

30.横波半扩散角 1. 对于圆片形声源：

θS

S S D D 02

2

2

7022

.1arcsin λλ≈= 2.对于矩形正方形声源：

θa a

S 2572arcsin

02

2

λλ≈=

31.规则反射体的反射波声压公式: X ≥3N

1.平底孔回波声压;

220x F F P x

F P P f

S f

x f λλ=

=

任意两个距离和直径不同的平底孔反射波声压之比为：

1

2212

11240

lg

20x D x D P P f f f f ==∆

2.长横孔回波声压; =f P x

D x

F P f S

220λ 任意两个距离、直径不同的长横孔回波分贝差为：

3

1

23

212

11210

lg

20x D x D P P f f f f ==∆

3.短横孔回波声压;

λ

λf

f S

f D x

l x F P P 20=

任意两个距离、长度和直径不同的短横孔回波分贝差为：

41

4

222

21

21

2

112lg

10lg

20x x l l D D P P f f f f f f ⋅⋅==∆

4.球孔回波声压：

x D x F P P f

S f 220λ=

任意两个距离度和直径不同的球孔回波分贝差为：

2

1212

2

2

112lg 20lg

20f f f f D D x x P P ⋅

==∆

5.大平底面或实心圆柱体回波声压：

x F P P S

B λ20=

两个不同距离的大平底回波分贝差为：

122112lg 20lg

20x x

P P B B ==∆