超声检测公式

超声检测公式1.周期和频率的关系，二者互为倒数： T =1/f2.波速、波长和频率的关系：C=f λ 或λ=fc3.C L ∶C s ∶C R ≈1.8∶1∶0.94.声压： P ＝P 1－P 0 帕斯卡（Pa ）微帕斯卡（μPa ）1Pa ＝1N/m 2 1Pa ＝106μP6.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 ＝21Zu 2＝ZP 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=P r / P 0t =P t / P 0⎩⎨⎧=-=+21//)1(1Z t Z r t r r =12120Z Z Z Z P P r +-=t =12202Z 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=2121220⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-==Z Z Z Z r I I r 声强透射率：T ()212214Z Z Z Z += T+R=1 t －r =113.声压往复透射率；T 往=21221)(4Z Z Z Z + 14.纵波斜入射:1sin L L c α=1sin L Lc α'=1n si S S c '=2sin L L c β=2sin S S c β C L1、C S1—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； βL 、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=arcsin21L L c c 第二临界角α：βS =90°时αⅡ=arcsin21S L c c16.有机玻璃横波探头αL =27.6°～57.7°， 有机玻璃表面波探头αL ≥57.7° 水钢界面 横波 αL =14.5°～27.27° 17.横波入射：第三临界角：当α´L =90°时αⅢ=arcsin11L S c c =33.2°当αS ≥33.2°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 =0.7～1.43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（0.5~1)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2α=(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 ：xFP x R P P ss λλπ020=≈20.近场区的长度： πλλλs s s F R D N ===22421. 圆晶片辐射的声束半扩散角为：D /7000λθ=22.波束未扩散区：N b64.1=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：a2570λθ= Y 方向的半扩散角为：b2570λθ=26.近场区在两种介质中的分布: 1基于钢中的近场区 21224c c L D N s -=λ 2、基于水中的近场区 21224c c L D N s ）（-=λ 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27.横波轴线上的声压; αλβcos 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：απλβcos 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 απλβcos cos 2x F s S -βαtan tan 1LS 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：θSS S D D 02227022.1arcsin λλ≈= 2.对于矩形正方形声源：θaaS 2572arcsin022λλ≈=31.规则反射体的反射波声压公式: X ≥3N1.平底孔回波声压;220x F F P xF P P fS fx 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：1221211240lg20x D x D P P f f f f ==∆2.长横孔回波声压; =f P xD xFP f S220λ 任意两个距离、直径不同的长横孔回波分贝差为：312321211210lg20xD x D P P f f f f ==∆3.短横孔回波声压; λλff SfD xl x F P P20=任意两个距离、长度和直径不同的短横孔回波分贝差为： 41422221212112lg10lg20x x l l D D P P f f f f f f ⋅⋅==∆4.球孔回波声压：xD x F P P fS f 220λ= 任意两个距离度和直径不同的球孔回波分贝差为：2121222112lg 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：xF P P SBλ20=两个不同距离的大平底回波分贝差为：122112lg 20lg20x xP P B B ==∆6.空心圆柱体 1.外柱面径向检测空心圆柱体：BP D dx F P Sλ20=2.内孔检测圆柱体：=B P dDx F P S λ20注意：以上各种规则反射体的反射波声压公式均未考虑介质衰减，如果考虑介质衰减，则所有公式均应增加68.82axe-0P :波源的起始声压；S F :探头波源的面积，4/2SS D F π=： x :反射体至波源的距离。

f F :平底孔缺陷的面积，4/2f fD F π= λ:波长, fD :长横孔的直径, Lf ：短横孔长度 D:空心圆柱体外经 d ：空心圆柱体内径 α：介质单程衰减系数，dB/mm32.同距离的大平底与平底孔反射波dB 差：22lg 20lg20ff B D xP P πλ==∆33.当用平底面的和实心圆柱体曲底面调节灵敏度时，不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为：)(22lg 20lg 2022B f Bf f f B Bf x x x D x P P -+==∆απλ f x :平底孔缺陷至检测面的距离；B x :锻件底面至检测面的距离α:材质衰减系数； λ:波长；f D :平底孔缺陷的当量直径；Bf ∆:底波与平底孔缺陷的反射波分贝差34. 不同平底孔回波分贝差为：)(2lg40lg201212211221x x x D x D P P f f f f -+==∆α35.当用空心圆柱体内孔或外圆曲底面调节平底孔灵敏度时：)(2lg 102lg 20lg 2022B f B f f f B Bf x x Ddx D x P P -+±==∆απλd—空心圆柱体的内径；D —空心圆柱体的外径； “+”—外圆径向探测，内孔凸柱面反射； “-”—内孔径向探测，外圆凹柱面反射；Bf∆—圆柱曲底面与平底孔缺陷的回波分贝差。

36．水浸法波型分析，水层厚度4δnH ＝37. 管材周向检测纯横波检测条件：钢有钢有S L L L c c c c ≤≤αsin38. 纯横波到达内壁条件：D t ＜)1(2122L S C C- 2.横波检测到管材内壁R r≤βsin R r c c S L 钢有≤αsin39. 水浸法： ① 声透镜：F C C C r121-=② 偏心距：2458.0251.0r R X += 0.251R≤X＜0.458r③ 水层厚度:H ＞S X 21(S X －管中横波声程) ④ 焦距：22X R H F -+= ⑤r F2.2=40. 采用一次反射法检测时，探头移动区应大于或等于1.25P （即2.5KT ）：1）采用直射法时，探头移动区应大于或等于0.75P （即1.5KT ）。

P=2KT 或P=2Ttanβ式中：P ：跨距，mm ； T ：母材厚度，mm ；K ：探头K 值； β——探头折射角，（º）41. 为保证直射波与一次反射波能扫查到焊缝整个截面，K 值应满足下式： K对于单面焊、上述b 可以忽略不计，则：K 42按声程调节扫描速度时: 当仪器接声程1：n 调节扫描速度时，应采用声程定位法来确定缺陷的位置。

用直射法（一次波）检测发现缺陷时: βτβsin sin f f f n x l ==βτβcos cos f f f n x d ==用一次反射法（二次波）检测发现缺陷时 βτβsin sin f f fn x l == βτβcos 2cos 2f f f n T x T d -=-=f x :缺陷的横波声程；f τ:缺陷波前沿所对的刻度值；β:探头的折射角；T:板厚； f l :缺陷的水平距离； f d :缺陷至检测面的深度。

43.按水平调节扫描速度时: 当仪器按水平1：n 调节扫描速度时，应采用水平定位法来确定缺陷的位置。

若仪器按水平1：1调节扫描速度时，那么显示屏上缺陷波前沿所对应的水平刻度值f τ就是缺陷的水平距离f l :用直射法（一次波）检测发现缺陷时: f f n l τ= Kl d f f=一次反射法（二次波）检测发现缺陷时: f f n l τ= Kl T d f f-=2 式中 K:探头的K 值，K=βtg44、按深度调节扫描速度时：当仪器按深度1：n 调节扫描速度时，应采用深度定位法来确定缺陷的位置。

若仪器按深度1：1调节扫描速度时，那么显示屏上缺陷波前沿所对应的水平刻度值f τ就是缺陷的深度f d用直射法（一次波）检测发现缺陷时: f f n d τ= f f f Kn Kh l τ==用一次反射法（二次波）检测发现缺陷时: T d f2=－fn τ ffKn l τ=1、超声波的特点： 1.方向性好 2.能量高 3.能在界面上产生反射、折射、衍射和波型转换型转换 4.穿透能力强2、超声波检测：使超声波与工件相互作用，就反射、投射和散射的波进行研究，对工件进行宏观缺陷检测、几何特征测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。