超声波探伤常用计算公式修订稿

超声波探伤常用计算公

式

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一、

1、示波屏上的波高与声压成正比。

既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1 (1NP= 1dB= 2、声压反射率r和投射率t分别为：

r=P

r / P

O

=Z

2

-Z

1

/Z

2

+Z

1

t=P

t

/ P

O

=2Z

2

/Z

2

+Z

1

3、声强反射率R和投射率T分别为：

R=r2 =(Z

2-Z

1

/Z

2

+Z

1

)2 T=4Z

1

Z/(Z

2

+Z

1

)2由以上几式得：t-r=1 T+R=1

4、声压往复透射率T

往：探头接收到的回波声压P a 与入射波声压P

O

之比。既：T

往=P a

/P

O

=4Z

1

Z

/(Z

2+Z

1

)2

5、反射、折射定律：

sinα

L /C

L1

=sinα1

L

/C

L1

= sinα1

S

/C

S1

=sinβ

L

/C

L2

=sinβ

S

/C

S2

6、第一临界角。α

Ⅰ=arcsinC L1/C

L2

第二临界角。α

Ⅱ=arcsinC L1

/C

S2

第三临界角：α

Ⅲ=arcsinC S1/C

L1

7、（1）薄板工件的衰减系数测定：α=(20lgBm/Bn-δ)/2x(n-m)

对于多次反射：α=[20lgBm/Bn-δ(n-m)]/2x(n-m)

（2）厚板工件的衰减系数测定：α=(20lgB1/B2-6-δ)/2x 对于2次波、3次波；α=(20lgB2/δ)/2x。

对于1次波、3次波；α=(20lgB1/δ)/4x。

二

1、近场区长度：N=D2

S /4λ= R2

S

/λ= F

S

/πλ= F

S

/Cλ

2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角；

θ

=λ/Ds≈70λ/Ds

3、波束未扩散区与扩散区：b=

4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ，未扩散区b=，

半扩散角θ

=arcsinλ/2a≈57λ/2a，

5、近场区在两种介质中的分布；公式N=D2

S

/4λ只适用均匀介质。在水、钢两种介质中，当水层厚度较小时，进场区就会分布在水、钢两种介质中，设水层厚度为L，则钢中剩余进场区长度N 为：

N=N

2-LC

1

/C

2

= D2

S

/4λ- LC

1

/C

2

，

6、横波近场区长度；方形 N=F

S /πλ

s2

*cosβ/cosα

圆形 N=D2/4λ

s2

*cosβ/cosα横波声场中，第二介质中的近场区长度：

N`=N-L

2= F

S

/πλ

s2

*cosβ/cosα-L

1

tgα/tgβ

F S -波源面积 λs2-介质Ⅱ中横波波 L 1-入射点至波源的距离 L 2-入射点至假想波源的距离

半扩散角；对于圆片形声源：0=λS2/D S =70λS2/D S

对于矩形正方形声源：0=arcsin λS2/2a=57λS2/2a

三

1、计算垂直线性误差D=（∣d 1∣+∣d 2∣）% 。d 1 —实测值与理想值的最大正偏差；d 2—实测值与理想值的最大负偏差。

2、计算水平线性误差； δ=∣αmax ∣/*100% αmax —α2、α

3、α4中最大者；b —示波屏水平刻度值（一般为10）。

3、斜探头K 值和折射角βs ：K= tg βs=L+L 0-35/反射体中心厚度 （分别为B=70、C=30、D=15mm ）。

4、信噪比；△=20lgH 信/H 噪。 四

1、（1）按声程调节扫描速度时：一次波探伤时（τ∫≤T ），缺陷至入射点的声程x ∫=n τ∫，则缺陷在工件中的水平距离为：l ∫=x ∫sin β= n τ∫sin β 、深度为：d ∫= x ∫cos β= n τ∫cos β。二次波探伤T ＜τ∫≤2T 时，则缺陷在工件中的水平距离为：l ∫=x ∫sin β= n τ∫sin β 、

深度为：d ∫= 2T-x ∫cos β= 2T-n τ∫cos β。

（2）按水平调节扫描速度时： 一次波探伤（τ∫≤T ）时，

则缺陷在工件中的水平距离：l ∫= n τ∫ 深度：d ∫= l ∫/K= n τ∫/K 。 二次波探伤T ＜τ∫≤2T 时，

则缺陷在工件中的水平距离：l ∫= n τ∫ 深度：d ∫=2T- l ∫/K=2T- n τ∫/K 。 （3）按深度调节扫描速度时： 一次波探伤（τ∫≤T ）时，

则缺陷在工件中的水平距离为：l ∫= Kn τ∫ 深度为：d=n τ∫。 二次波探伤（T ＜τ∫≤2T 时，

则缺陷在工件中的水平距离为：l ∫= Kn τ∫ 、深度为：d ∫=2T- n τ∫。 2、（1）外圆周向探测时，缺陷位置由深度H 和弧长L 来确定则： H=R-[(Kd)2+(R-d)2]0.5 L=R πθ/180= R π/180*tg -1Kd/R-d 。

结论：当探头从圆柱曲面外壁作周向探测时，弧长L 总比水平距离l 值大，但深度H 却总比平板工件中的缺陷深度d 小。

（2）内圆周向探测时，缺陷位置由深度h 和弧长l 来确定则：

h=[(Kd)2+(r+d)2] l=r πθ/180= r π/180*tg -1Kd/r+d

结论：当探头从圆柱曲面内壁作周向探测时，弧长 l 总比水平距离l 值小，但深度h 却总比平板工件中的缺陷深度d 值大。（注意，如缺陷深度h 大于壁厚，则为焊缝杂波） 3、最大探测壁厚；Tm/D ≤1/2(1-sin β)≤1/2(1-K/(1+K 2)

一般把筒体可探测的内外半径范围定位r/R ≥80% 4、不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为；

△B =20lgP B /P=20lg2λχ2/лD 2χB +2α(χ-χB ) α—材质衰减系数；χ—探测面至缺陷的距离；χВ—探测面至底面的距离（工件的厚度） 不同平底孔、距离的回波分贝差为；

△12=20lgP 1/P 2=40lgD 1χ2/D 2χ1 P 1—人工缺陷；P 2—工件缺陷 5、避免侧壁干涉的条件

侧壁反射波束与直接传播波束的声程差大于4λ（既：2W-α>4λ）就可以避免侧壁干涉。 （1）探头轴线上缺陷反射时避免侧壁干涉的最小距离d min 为：d min >(2αλ)

对于钢：d min >(2αλ)=（α/）

（2）底面反射时避免侧壁干涉的最小距离d min 为：d min >2 (αλ)