超声检测计算题类型
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
rZ钢Z水 10.990.01 Z钢Z水 10.99 1.99
0.0050.5%
9
4、声压往复透射率 （1.16、5.9、5.11）
T往(Z41Z1Z Z22)2 1r2
T往(1r2)r'
r' Z3 Z2 Z3 Z2
10
4、声压往复透射率 （波高比）
BS20lgTr
20lg1r2 r
BS20 lgTr'r20 lg(1rr2)r'
N FS DS 2 4
18
例题 ：试计算5P14SJ探头，在水中
（CL=1500m/s）的指向角和近场区长度？ （1.5度；163毫米）
解：已知f=5MHz=5×106Hz，D=14mm， CL=1500m/s=1.5×106mm/s， λ=C/f =1.5×106 /5×106 =0.3（mm) N=（D2/4λ）=142/4×0.3=163 （mm)
sin sin2
CL1
CS2
sin2C CS L1 2sin3 28 7 0 00.5 0 09 60.6 8397
2si 1n 0 .935 8.1 7 7 o
K2=tgβ=tg57.1o=1.5
14
6、临界角 （1.5－1.7）
I
sin1 CL1 CL2
II
sin1 CL1 CS2
III
r' z3 z2 z3 z2
11
例题 从钢材一侧探测刚钛复合板，已知=46×106kg/m2·S，
=1.5×106kg/m2·S，=27.4×106KG/m2·S求 **a. 界面声压反射率 **b. 底面声压反射率 **c. 界面回波与底面回波dB差
***d. 如将钛底面浸在水中，问此时的界面回波与底面回波差多少dB？
＝ sin 1 1 4 8 0 2 7 .30
3230
16
7、材料衰减系数
[20lg来自百度文库Bm / Bn) ] 2(n m)T
反射损失0：.5~1dB
(T 3N）)
[20lg(B1/ B2 ) 6 - ] 2T
反射损失：0.5 ~1dB;
6扩散衰减引起的损失
(T 3N）)
17
8、单一介质纵波波源近场长度
• 解：
C 5,9 2.36mm
f 2.5
N D2 202 42.4mm
4 42.36
b 1.64N 1.64 42.4 263 9.5mm
11、近场区在两种介质中的分布
N=N
2 -L
C1 C2
=
D
2 S
4λ2
-L
C1 C2
N 2 -介 质 II中 的 近 场 长 度
λ=C/f 纵波λL=CL/f=63×106/2×106=3.5（mm） 横波λs=Cs/f=3.1×106/2×106=1.55（mm）
4
2、 声阻抗
Z C
5
例题2 甘油的密度为1270kg/m3，纵波声速 为1900m/s，试计算其声阻抗？
解：已知CL=1900m/s＝1.9 ×103 m/s, ρ=1270kg/m3 =1.27×103kg/m3 Z= ρ C=1.9 ×103 ×1.27×103 =2.4×106kg/m2s
解： r= Z 钛 -Z 钢 = 2 7 .4 -4 .6 = － 0 .2 5
Z 钛 + Z 钢 27.4+ 4.6
T = 1-r 2 = 1-0.25 2 = 0.9375
Δ = 20lg r = 20lg 0.25 ≈ -11.46(dB)
T
0.9375
r '= Z 水 -Z 钛 = 1.5－ 27.4 = － 0.896
Z 水 + Z 钛 1.5+ 27.4
= 20lg
T
r r'
＝20
lg
0.25 0 .9 3 7 5 0 .8 9126
10.5(dB)
5、折射定律 （1.4、1.8－1.9）
sin Lsin 'Lsin 'ssin Lsin s
C L 1
C L 1
C S1
C L2
C S2
sin sin
C1
C2
13
例题：（7.7）
采用钢焊缝探伤用的K=1斜探头（C L1=2700m/s，钢 Cs=3200m/s）。检验某种硬质合金焊缝（Cs=3800m/s），其 实际K值为多大？
解：K=1 tgβ1=1 ∴β1=45O 根据折射定律：
sin sin1
CL1
CS1
sinC C S L1 2sin 13 22 7s0 0i4 0 0 no50.5966
超声检测计算题类型及例题
2019年4月
1
我们总是想办法用已有的知 识来解决新出现的问题……
1、波长、频率和波速
＝ C f
3
例题1（1.1）铝（A1）的纵波声速为6300m/s， 横波声速为3100m/s，试计算2MHz的声波在铝 （A1）中的纵、横波波长？
解：已知CL=6300m/s, Cs =3100 m /s f=2×106 Hz
6
3、波高比的分贝值
20 lg H1 H2
7
4、声压反射率t和声压透射率 （1.14－1.15） r Z2 Z1 Z2 Z1
t 2Z 2 Z2 Z1
8
例题3 不锈钢与碳素钢的声阻抗约差1%，
试计算超声波由不锈钢进入碳钢时，复合界 面上的声压反射率。
解：设碳钢的声阻抗Z钢=1，则不锈 钢的声阻抗Z不=1-1%=0.99
sin1 CS1 CL1
15
例题：
•
解： 已知钢中CL=5900m/s，CN=3230
m/s，水中CL=1480m/s，超声波倾斜入射到水/钢
的界面。
•
③求α1和αII。
I
s i n 1 C L1 C L2
sin 1 1480 14, 50
5900
II
s i n 1 C L1 C S2
19
9、半扩散角
0sin11.22D S 70D S
0
sin 1
2a
57
2a
0
sin 1
2b
57
2b
a或b一定平行于所在的坐标轴面
20
例题：试计算率f=5MHZ，边长α=13mm的方晶
片，在钢中（CL=5900m/s）主声速半扩散角为
多少度？
解：
C f
5.9 106 5 106
1.18mm
57 57 1.18 50
a
13
21
10、未扩散区
b1.64N
22
• 例题： 已知钢中CL=5900m/s，水中
CL=1480m/s，求2.5MHZ、Φ20mm纵波进探头 在钢和水中辐射的纵波声场的近场区长度N、半 扩散角θ0和未扩散区长度b各为多少？ （42.4毫米；8.28度；69.5毫米；168.9毫米；2.07 度；277毫米）
0.0050.5%
9
4、声压往复透射率 （1.16、5.9、5.11）
T往(Z41Z1Z Z22)2 1r2
T往(1r2)r'
r' Z3 Z2 Z3 Z2
10
4、声压往复透射率 （波高比）
BS20lgTr
20lg1r2 r
BS20 lgTr'r20 lg(1rr2)r'
N FS DS 2 4
18
例题 ：试计算5P14SJ探头，在水中
（CL=1500m/s）的指向角和近场区长度？ （1.5度；163毫米）
解：已知f=5MHz=5×106Hz，D=14mm， CL=1500m/s=1.5×106mm/s， λ=C/f =1.5×106 /5×106 =0.3（mm) N=（D2/4λ）=142/4×0.3=163 （mm)
sin sin2
CL1
CS2
sin2C CS L1 2sin3 28 7 0 00.5 0 09 60.6 8397
2si 1n 0 .935 8.1 7 7 o
K2=tgβ=tg57.1o=1.5
14
6、临界角 （1.5－1.7）
I
sin1 CL1 CL2
II
sin1 CL1 CS2
III
r' z3 z2 z3 z2
11
例题 从钢材一侧探测刚钛复合板，已知=46×106kg/m2·S，
=1.5×106kg/m2·S，=27.4×106KG/m2·S求 **a. 界面声压反射率 **b. 底面声压反射率 **c. 界面回波与底面回波dB差
***d. 如将钛底面浸在水中，问此时的界面回波与底面回波差多少dB？
＝ sin 1 1 4 8 0 2 7 .30
3230
16
7、材料衰减系数
[20lg来自百度文库Bm / Bn) ] 2(n m)T
反射损失0：.5~1dB
(T 3N）)
[20lg(B1/ B2 ) 6 - ] 2T
反射损失：0.5 ~1dB;
6扩散衰减引起的损失
(T 3N）)
17
8、单一介质纵波波源近场长度
• 解：
C 5,9 2.36mm
f 2.5
N D2 202 42.4mm
4 42.36
b 1.64N 1.64 42.4 263 9.5mm
11、近场区在两种介质中的分布
N=N
2 -L
C1 C2
=
D
2 S
4λ2
-L
C1 C2
N 2 -介 质 II中 的 近 场 长 度
λ=C/f 纵波λL=CL/f=63×106/2×106=3.5（mm） 横波λs=Cs/f=3.1×106/2×106=1.55（mm）
4
2、 声阻抗
Z C
5
例题2 甘油的密度为1270kg/m3，纵波声速 为1900m/s，试计算其声阻抗？
解：已知CL=1900m/s＝1.9 ×103 m/s, ρ=1270kg/m3 =1.27×103kg/m3 Z= ρ C=1.9 ×103 ×1.27×103 =2.4×106kg/m2s
解： r= Z 钛 -Z 钢 = 2 7 .4 -4 .6 = － 0 .2 5
Z 钛 + Z 钢 27.4+ 4.6
T = 1-r 2 = 1-0.25 2 = 0.9375
Δ = 20lg r = 20lg 0.25 ≈ -11.46(dB)
T
0.9375
r '= Z 水 -Z 钛 = 1.5－ 27.4 = － 0.896
Z 水 + Z 钛 1.5+ 27.4
= 20lg
T
r r'
＝20
lg
0.25 0 .9 3 7 5 0 .8 9126
10.5(dB)
5、折射定律 （1.4、1.8－1.9）
sin Lsin 'Lsin 'ssin Lsin s
C L 1
C L 1
C S1
C L2
C S2
sin sin
C1
C2
13
例题：（7.7）
采用钢焊缝探伤用的K=1斜探头（C L1=2700m/s，钢 Cs=3200m/s）。检验某种硬质合金焊缝（Cs=3800m/s），其 实际K值为多大？
解：K=1 tgβ1=1 ∴β1=45O 根据折射定律：
sin sin1
CL1
CS1
sinC C S L1 2sin 13 22 7s0 0i4 0 0 no50.5966
超声检测计算题类型及例题
2019年4月
1
我们总是想办法用已有的知 识来解决新出现的问题……
1、波长、频率和波速
＝ C f
3
例题1（1.1）铝（A1）的纵波声速为6300m/s， 横波声速为3100m/s，试计算2MHz的声波在铝 （A1）中的纵、横波波长？
解：已知CL=6300m/s, Cs =3100 m /s f=2×106 Hz
6
3、波高比的分贝值
20 lg H1 H2
7
4、声压反射率t和声压透射率 （1.14－1.15） r Z2 Z1 Z2 Z1
t 2Z 2 Z2 Z1
8
例题3 不锈钢与碳素钢的声阻抗约差1%，
试计算超声波由不锈钢进入碳钢时，复合界 面上的声压反射率。
解：设碳钢的声阻抗Z钢=1，则不锈 钢的声阻抗Z不=1-1%=0.99
sin1 CS1 CL1
15
例题：
•
解： 已知钢中CL=5900m/s，CN=3230
m/s，水中CL=1480m/s，超声波倾斜入射到水/钢
的界面。
•
③求α1和αII。
I
s i n 1 C L1 C L2
sin 1 1480 14, 50
5900
II
s i n 1 C L1 C S2
19
9、半扩散角
0sin11.22D S 70D S
0
sin 1
2a
57
2a
0
sin 1
2b
57
2b
a或b一定平行于所在的坐标轴面
20
例题：试计算率f=5MHZ，边长α=13mm的方晶
片，在钢中（CL=5900m/s）主声速半扩散角为
多少度？
解：
C f
5.9 106 5 106
1.18mm
57 57 1.18 50
a
13
21
10、未扩散区
b1.64N
22
• 例题： 已知钢中CL=5900m/s，水中
CL=1480m/s，求2.5MHZ、Φ20mm纵波进探头 在钢和水中辐射的纵波声场的近场区长度N、半 扩散角θ0和未扩散区长度b各为多少？ （42.4毫米；8.28度；69.5毫米；168.9毫米；2.07 度；277毫米）