超声检测计算题类型
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r Z钢 Z水 1 0.99 0.01 Z钢 Z水 1 0.99 1.99
0.005 0.5%
9
4、声压往复透射率 （1.16、5.9、5.11）
T往
4Z1Z2 (Z1 Z2 )2
1 r2
T往 (1 r2) r'
r' Z3 Z2 Z3 Z2
10
4、声压往复透射率
（波高比）
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
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
解： C 5.9106 1.18mm
f 5106
57
57 1.18
50
a
13
21
10、未扩散区
b 1.64N
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？
❖
③求α1和αII。I
sin 1
CL1 CL2
sin 1 1480 14, 50
5900
II
sin 1 CL1 CS2
＝sin 1 1480 27.30
16
3230
7、材料衰减系数
[20lg(Bm / Bn ) ] 2(n m)T
反射损失：0.5 ~1dB
(T 3N）)
[20lg(B1/ B2 ) 6 - ] 2T
解：K=1 tgβ1=1 ∴β1=45O
根据折射定律：
sin sin 1
C L1
CS1
sin
C L1 CS2
sin 1
2700 3200
sin 45 o
0.5966wenku.baidu.com
sin sin 2
C L1
CS2
sin 2
CS2 C L1
s in
3800 2700
0.5966
0.8397
2 sin 1 0.9387 57.1o
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
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
***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？
解： r= Z钛 -Z钢 = 27.4-4.6 =－0.25
Z钛+Z钢 27.4+4.6
T=1-r 2 =1-0.252 =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
超声检测计算题类型及例题
2012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
=1.5×106 /5×106 =0.3（mm)
N=（D2/4λ）=142/4×0.3=163
（mm)
19
9、半扩散角
0
sin1 1.22
DS
70
DS
0
sin1
2a
57
2a
0
sin1
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？
K2=tgβ=tg57.1o=1.5
14
6、临界角 （1.5－1.7）
I
sin 1 CL1 CL2
II
sin 1 CL1 CS 2
III
sin 1 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。
波直探头水浸探伤钢板，已知水层厚度为 20mm，钢中CL=5900m/s，水中 CL=1480m/s，求钢中近场长度为多少？
Z水+Z钛 1.5+27.4
=20lg
r T r'
＝20 lg
0.25 0.9375 0.896
10.5(dB)12
5、折射定律 （1.4、1.8－1.9）
s in L
s
in
' L
s
in
' s
sin L
sin s
CL1
CL1
CS1
CL2
CS2
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？
BS
20lg T r
20lg 1 r 2 r
Tr '
(1 r 2 )r '
BS 20lg r 20lg r
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
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
（42.4毫米；8.28度；69.5毫米；168.9毫米
❖ ；解：2.07度；C2f 77毫52,.米59 ） 2.36mm
D2
202
N
42.4mm
4 4 2.36
23
b 1.64N 1.64 42.4 69.5mm
11、近场区在两种介质中的分布
24
❖ 例题：用CL=2730m/s，、Φ20mm的纵
0.005 0.5%
9
4、声压往复透射率 （1.16、5.9、5.11）
T往
4Z1Z2 (Z1 Z2 )2
1 r2
T往 (1 r2) r'
r' Z3 Z2 Z3 Z2
10
4、声压往复透射率
（波高比）
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
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
解： C 5.9106 1.18mm
f 5106
57
57 1.18
50
a
13
21
10、未扩散区
b 1.64N
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？
❖
③求α1和αII。I
sin 1
CL1 CL2
sin 1 1480 14, 50
5900
II
sin 1 CL1 CS2
＝sin 1 1480 27.30
16
3230
7、材料衰减系数
[20lg(Bm / Bn ) ] 2(n m)T
反射损失：0.5 ~1dB
(T 3N）)
[20lg(B1/ B2 ) 6 - ] 2T
解：K=1 tgβ1=1 ∴β1=45O
根据折射定律：
sin sin 1
C L1
CS1
sin
C L1 CS2
sin 1
2700 3200
sin 45 o
0.5966wenku.baidu.com
sin sin 2
C L1
CS2
sin 2
CS2 C L1
s in
3800 2700
0.5966
0.8397
2 sin 1 0.9387 57.1o
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
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
***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？
解： r= Z钛 -Z钢 = 27.4-4.6 =－0.25
Z钛+Z钢 27.4+4.6
T=1-r 2 =1-0.252 =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
超声检测计算题类型及例题
2012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
=1.5×106 /5×106 =0.3（mm)
N=（D2/4λ）=142/4×0.3=163
（mm)
19
9、半扩散角
0
sin1 1.22
DS
70
DS
0
sin1
2a
57
2a
0
sin1
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？
K2=tgβ=tg57.1o=1.5
14
6、临界角 （1.5－1.7）
I
sin 1 CL1 CL2
II
sin 1 CL1 CS 2
III
sin 1 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。
波直探头水浸探伤钢板，已知水层厚度为 20mm，钢中CL=5900m/s，水中 CL=1480m/s，求钢中近场长度为多少？
Z水+Z钛 1.5+27.4
=20lg
r T r'
＝20 lg
0.25 0.9375 0.896
10.5(dB)12
5、折射定律 （1.4、1.8－1.9）
s in L
s
in
' L
s
in
' s
sin L
sin s
CL1
CL1
CS1
CL2
CS2
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？
BS
20lg T r
20lg 1 r 2 r
Tr '
(1 r 2 )r '
BS 20lg r 20lg r
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
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
（42.4毫米；8.28度；69.5毫米；168.9毫米
❖ ；解：2.07度；C2f 77毫52,.米59 ） 2.36mm
D2
202
N
42.4mm
4 4 2.36
23
b 1.64N 1.64 42.4 69.5mm
11、近场区在两种介质中的分布
24
❖ 例题：用CL=2730m/s，、Φ20mm的纵