超声检测计算公式及习题

超声检测计算公式及习题

超声检测公式及计算题

武玉林

二O一一年5月

s 2l 1C sinβ

C sinα=

解：

*1.10 示波屏上有A 、B 、C 三个波，其中A 波高为满刻度的80%，B 波为50%，C 波为20%。

①、设A 波为基准（0dB ），则B 、C 波各为多少dB ？ ②、设B 波为基准（10dB ），则A 、C 波各为多少dB ？ ③、设C 波为基准（-8dB ），则A 、B 波各为多少dB ？

铝

铝

硬硬钢钢有钢有在钢中，，楔块中声速为设入射角为S S 01-1-L sin C sin sin sin 451.0tg K C C C C tg S L βββαβα======0.9

42.442.4)45sin 32303080(sin sin C (sin sin C sin sin sin 8

.11.611.61)45sin 3230

4000

(

sin sin C (

sin 00

01S 1S S 00

01S 1====⨯=⋅========⨯=⋅=----tg tg K C C C C tg tg K C S S L S 铝铝钢钢铝铝铝

铝

硬硬钢钢有硬硬钢钢

硬

硬））ββββββαβββ2

1H H 20lg

Δ=

解：

*1.11 示波屏上有一波高为满刻度的100%，但不饱和。问衰减多少 dB 后，该波正好为10%？ 解：

*1.12 示波屏上有一波高为80mm ，另一波比它低16dB ，问另一波高为多少？

解：

*1.13 示波屏上有一波高为40%，衰减12dB 后该波为多高？若增益6dB 后该波为多高？

）

（dB H H 2010

100

lg 20lg 2021===∆)

(7.1210

8010

10lg 2020

1620

12201212mm H H H H H H =⨯=⋅==→=∆-∆

∆

=→=+===-=+===-=+=+=+==+=+=+==-====-=1

2

B B A

C C A A A B C C B A A C C H Δ20lg

H H 50

①、[B]0Δ20lg 20lg 4dB H 80

H 20

[C]0Δ20lg

20lg 12dB H 80

H 80

②、[A]10Δ1020lg 1020lg 14dB H 50

H 20

[C]10Δ1020lg 1020lg 2dB H 50H 80

③、[A]Δ820lg -820lg -84dB H 20

[B]Δ820==B C H 50

lg

-820lg -80dB H 20

解：

1.15 不锈钢与碳钢的声阻抗差约为1%，试计算超声波由不锈钢进入碳钢时，复合界面的声压反射率。

1212Z Z Z Z r +-=

解：

1.17 某工件厚度T=240mm ，测得第一次底波为屏高90%，第二次底波为屏高15%，如果忽略反射损失，试计算该材料的衰减系数。 解：

(%)

80104010(%)

10104010lg 202062012'2012

201

21

2

≈⨯=⋅==⨯=⋅=→

=∆∆-∆H H H H H H 0.5%

0.0050.99

10.99

-1Z Z Z -0.990.01-1Z 1Z ==+=+====不钢不

钢不钢，设Z r mm dB o o T B B /2.240

26

1590lg 2026

lg 202

1

=⨯-=-=

α2T

6])B [(B α21--=

*2.1 试计算5P14SJ 探头在水中的（C L =1500m/s ）的指向角和近场区长度。

=≈2D λ

N θ70

4λD

解：

2.2 试计算频率f ＝5MHz ，边长a ＝13mm 的方形晶片，在钢中（Cl ＝5900m/s ）的主声束半扩散角为多少度？

a

λ

57θ≈

解：

*2.3 已知钢中Cl ＝5900m/s ，水中Cl ＝1480m/s.求2.5MHz 、φ20mm 纵波直探头在钢中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？

=≈2

0D λN θ70 b ＝1.64N

4λD

mm

mm

f C L 1630.3

4144D N 1.5140.370D 703.010

0.51015002

20

63

≈⨯===⨯=≈=⨯⨯==λλθλo

a mm f c 17.513

18.1575718.11051059006

3

=⨯=≈⨯⨯=λθλ＝＝

解：

mm N b D mm

D N mm

f c mm

N b D mm

D N mm

f c 2779.16864.164.1007.220

592

.0707009.168592.0422042592.06105.23

1014805.694.4264.164.1026.820

36

.2707004.4236.242204236.26105.23

105900＝＝＝＝水中：＝＝＝＝钢中：⨯=⨯=≈=⨯===⨯⨯=⨯=⨯=≈=⨯===⨯⨯=λθλλλθλλ

2.4 用2.5MHz 、φ20mm 纵波直探头水浸探伤钢板，已知水层厚度为20mm ，钢中C L =5900m/s ，水中C L =1480m/s 。求钢中近声场长度。

2

1

1

2C C L N N'-=

解：

mm C C L D C C L N N mm f C 4.375900

1480

2036.24204'36.210

5.210590022

1

1

22

211263

22=⨯-⨯=-=-==⨯⨯==λλ