超聲檢測計(jì)算題類型

超聲檢測計(jì)算題類型1第一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五我們總是想辦法用已有的知識來解決新出現(xiàn)的問題……第二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五1、波長、頻率和波速3第三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題1（1.1）鋁（A1）的縱波聲速為6300m/s，橫波聲速為3100m/s，試計(jì)算2MHz的聲波在鋁（A1）中的縱、橫波波長？

解：已知CL=6300m/s,Cs=3100m/sf=2×106Hz

λ=C/f

縱波λL=CL/f=63×106/2×106=3.5（mm）

橫波λs=Cs/f=3.1×106/2×106=1.55（mm）4第四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五2、聲阻抗5第五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題2

甘油的密度為1270kg/m3，縱波聲速為1900m/s，試計(jì)算其聲阻抗？

解：已知CL=1900m/s＝1.9×103m/s,ρ=1270kg/m3=1.27×103kg/m3

Z=ρ

C=1.9×103×1.27×103=2.4×106kg/m2s6第六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

3、波高比的分貝值

7第七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五4、聲壓反射率t和聲壓透射率

（1.14－1.15）8第八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

例題3不銹鋼與碳素鋼的聲阻抗約差1%，試計(jì)算超聲波由不銹鋼進(jìn)入碳鋼時(shí)，復(fù)合界面上的聲壓反射率。

解：設(shè)碳鋼的聲阻抗Z鋼=1，則不銹鋼的聲阻抗Z不=1-1%=0.99

9第九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五4、聲壓往復(fù)透射率

（1.16、5.9、5.11）10第十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五4、聲壓往復(fù)透射率

（波高比）11第十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

例題

從鋼材一側(cè)探測剛鈦復(fù)合板，已知=46×106kg/m2·S，=1.5×106kg/m2·S，=27.4×106KG/m2·S求**a.界面聲壓反射率**b.底面聲壓反射率**c.界面回波與底面回波dB差***d.如將鈦底面浸在水中，問此時(shí)的界面回波與底面回波差多少dB？

解：12第十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五5、折射定律

（1.4、1.8－1.9）13第十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

例題：（7.7）采用鋼焊縫探傷用的K=1斜探頭（CL1=2700m/s，鋼Cs=3200m/s）。檢驗(yàn)?zāi)撤N硬質(zhì)合金焊縫（Cs=3800m/s），其實(shí)際K值為多大？

解：K=1tgβ1=1∴β1=45O

根據(jù)折射定律：

K2=tgβ=tg57.1o=1.5

14第十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五6、臨界角

（1.5－1.7）15第十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：解：

已知鋼中CL=5900m/s，CN=3230m/s，水中CL=1480m/s，超聲波傾斜入射到水/鋼的界面。③求α1和αII。16第十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五7、材料衰減系數(shù)

17第十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五8、單一介質(zhì)縱波波源近場長度18第十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：試計(jì)算5P14SJ探頭，在水中（CL=1500m/s）的指向角和近場區(qū)長度？（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)19第十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五9、半擴(kuò)散角a或b一定平行于所在的坐標(biāo)軸面20第二十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

例題：試計(jì)算率f=5MHZ，邊長α=13mm的方晶片，在鋼中（CL=5900m/s）主聲速半擴(kuò)散角為多少度？

解：21第二十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五10、未擴(kuò)散區(qū)22第二十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：

已知鋼中CL=5900m/s，水中CL=1480m/s，求2.5MHZ、Φ20mm縱波進(jìn)探頭在鋼和水中輻射的縱波聲場的近場區(qū)長度N、半擴(kuò)散角θ0和未擴(kuò)散區(qū)長度b各為多少？（42.4毫米；8.28度；69.5毫米；168.9毫米；2.07度；277毫米）解：23第二十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五11、近場區(qū)在兩種介質(zhì)中的分布

24第二十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：用CL=2730m/s，、Φ20mm的縱波直探頭水浸探傷鋼板，已知水層厚度為20mm，鋼中CL=5900m/s，水中CL=1480m/s，求鋼中近場長度為多少？

解：25第二十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五12、橫波近場長26第二十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五13、斜探頭在介質(zhì)中的近場長度

減去探頭內(nèi)部占有的近場長度

L2:入射點(diǎn)到假想波源的距離27第二十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（平底孔）28第二十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（長橫孔）29第二十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（短橫孔）30第三十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（球孔）31第三十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（大平底面和實(shí)心圓柱曲面）32第三十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

回波聲壓計(jì)算:例題1:已知x≥3N，200mm處Φ2平底孔回波高為24dB，求400mm處Φ4平底孔和800mm處Φ2平底孔回波高各為多少dB？

解：33第三十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

例題2

試計(jì)算在遠(yuǎn)場，頻率為2.5MHZ的超聲波探測Φ3平底孔與Φ1長橫孔回波高相等時(shí)的聲程。

解：34第三十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五15、

DGS（AVG）曲線xANDfGDS==歸一化距離歸一化缺陷當(dāng)量35第三十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題:用2P20Z直探頭，檢驗(yàn)厚度為340mm的餅形鋼鍛件，要求探傷靈敏度為Φ4mm，如利用通用型A、V、G曲線以底波調(diào)整探傷靈敏度，試計(jì)算A和G。

解：36第三十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五16、壓電晶片頻率常數(shù)N37第三十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：

某探頭晶片的波速為CL=5740m/s，晶片厚度t=0.574mm，求該探頭的標(biāo)稱頻率為多少？

解：38第三十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五17、儀器水平線性誤差39第三十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：用IIW試塊測定儀器的水平性線，當(dāng)B1、B5分別對準(zhǔn)2.0和10.0時(shí)，B2、B3、B1分別對準(zhǔn)3.98、5.92、7.96，求該儀器的水平線性誤差多少？

解：40第四十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五18、儀器垂直線性誤差：41第四十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五19、底波法調(diào)節(jié)靈敏度

（平行底面和圓柱曲底面）22220lgfBxxlpfD=（大平底與平底孔距離不同，Xf:平底孔XB大平底距離）42第四十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五19、底波法調(diào)節(jié)靈敏度

（空心圓柱體）43第四十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五19、借助試塊調(diào)節(jié)靈敏度44第四十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：

用2.5P20Z探頭徑向探測Φ500mm的圓柱形工件，CL=5900m/s，如何利用工件底波調(diào)節(jié)500/Φ2靈敏度。

解:備注：以基準(zhǔn)試件調(diào)好靈敏度后，數(shù)值為正則需要增益，反之，需要衰減

45第四十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：用2.5P20Z探頭探傷為400mm的工件，如何利用150mm處Φ4平底孔調(diào)節(jié)400/Φ2靈敏度？

解：46第四十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五解：1）

2）用2.5P14Z直探頭檢驗(yàn)外徑1100mm，壁厚200mm筒行鍛鋼件（XL=5900m/s）。（1）在外圓周作徑向探傷時(shí)，如何用內(nèi)壁曲面回波調(diào)節(jié)探傷靈敏度（Φ=2mm）？（2）在內(nèi)壁作徑向探傷時(shí)，如何用外壁曲面回波調(diào)節(jié)探傷靈敏度（Φ=2mm）？47第四十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五20、當(dāng)量計(jì)算法評定缺陷

（平面和曲底面）適用于平底面和實(shí)心圓柱曲底面調(diào)節(jié)靈敏度，來計(jì)算缺陷當(dāng)量的情況下，Xf：平底孔缺陷至談側(cè)面的距離，XB，平面底面至探測面的距離

大平底除以平底孔得上式?！鰾f：底波與平底孔缺陷的回波分貝差。

Xf-XB一定與分子分母對應(yīng)起來。

48第四十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五20、當(dāng)量計(jì)算法評定缺陷

（空心圓柱體）49第四十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五20、當(dāng)量計(jì)算法評定缺陷

（以平底孔為基準(zhǔn)）（以平底孔為基準(zhǔn)，平底孔對平底孔）注意X2-X1一定與分子分母對應(yīng)起來。50第五十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五定量計(jì)算題例題:用2MHz，Φ20直探頭對鍛件探傷，發(fā)現(xiàn)距探測面240mm處有一缺陷，其回波高度比150/Φ2試塊平底孔回波高6dB。求此缺陷的平底孔當(dāng)量。解：51第五十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：鍛鋼件厚度320mm，用2.5MHz，Φ20直探頭探傷。發(fā)現(xiàn)距探測面240mm處有一波高為36dB的缺陷波，而探頭在工件完好處測得底面回波高度為52dB。求此缺陷的平底孔當(dāng)量

解：52第五十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五***例題:用2.5MHz，Φ20直探頭探測厚度350mm的鍛鋼件，探傷靈敏度在200/Φ2平底孔試塊上校正，當(dāng)試塊平底孔回波達(dá)基準(zhǔn)高度時(shí)，測得工件中150mm處有一波高16dB的缺陷，求此缺陷的平底孔當(dāng)量。（試塊材質(zhì)衰減不計(jì)，工件材質(zhì)衰減為α雙=0.02dB/mm，工件與試塊耦合差4dB）注意此處用試塊校準(zhǔn)，所以僅僅考慮工件150mm距離的材質(zhì)衰減、在試塊衰減不計(jì)的情況下。假如考慮試塊衰減如何做？解：53第五十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五綜合計(jì)算題：

有一鍛鋼曲拐，用4MHz，Φ14直探頭探測其軸頸（直徑）Φ280mm），要求Φ3當(dāng)量缺陷不漏檢，問利用曲拐的扇形平面（厚320mm）如何調(diào)探傷靈敏度？（曲率補(bǔ)償6dB，材質(zhì)衰減不計(jì)），探測時(shí)發(fā)現(xiàn)距探測面180mm處有一波高為10dB的缺陷，求此缺陷的平底孔當(dāng)量。

解：54第五十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五解：用2.5MHz，Φ14直探頭探測厚度300mm的鍛鋼件，技術(shù)條件規(guī)定不允許≥Φ2當(dāng)量缺陷存在，材料衰減系數(shù)為x=0.02dB/mm，利用工件底面如何調(diào)節(jié)探測靈敏度？在此靈敏度下發(fā)現(xiàn)距探測面200mm處有一缺陷，其最高回波為22dB，問此缺陷當(dāng)量？

55第五十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：

用2.5P20Z直探頭檢驗(yàn)厚度為380mm的鋼鍛件（CL=5900m/s），材質(zhì)衰減系數(shù)α=0.01dB。檢驗(yàn)中在130mm深發(fā)現(xiàn)一缺陷，其波幅較底波低7dB。求此缺陷當(dāng)量多大？

解：56第五十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

例：用2.5MHZ，Φ20直探頭，探測厚400mm鍛鋼件，要求檢測靈敏度不低于Φ4平底孔當(dāng)量，已測得工件一次底波高100％，二次底波高為20％，若考慮衰減，問：①如何用工件底面調(diào)探傷靈敏度？（CL鋼＝5900/s）②用150/Φ2平底孔試塊如何調(diào)靈敏度？（試塊與工件材質(zhì)相同，表面偶合補(bǔ)償差4dB）③上述靈敏度下發(fā)現(xiàn)探測面下300mm缺陷波比基準(zhǔn)高20dB，求缺陷當(dāng)量。第五十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

解：①dB＝20lg＝20lg＝20lg＝31.5dB注意此處：因?yàn)樵诒倔w上調(diào)節(jié)，不存在材質(zhì)衰減補(bǔ)償。②先求材質(zhì)衰減系數(shù)：α雙＝＝0.02dB/mm第五十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

第五十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

再求150/Φ2與400/Φ4dB差dB1＝20lg＝40lg＝5dB材質(zhì)引起dB差為

dB2＝（400-150）×α雙＝250×0.02＝5dB第六十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

表面補(bǔ)償：dB3＝4dBΔdB總＝dB1+dB2+dB3＝5+5+4＝14Db將150/Φ2反射波調(diào)至基準(zhǔn)高再提高14dB。第六十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

③dB1＝20lg=20lg=20lgdB2＝（400-300）×α雙＝100×0.02＝2dB則20-2＝20lg,即18＝40lg,解得：ΦX=8.45mm。第六十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

第六十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五見課本P266例題第六十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五21、外圓面周向橫波

可檢測最大壁厚65第六十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五計(jì)算題(5.17－5.19、5.21、7.9）例題（5.19）解：66第六十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五22、焊縫缺陷定位

（聲程法）67第六十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五22、焊縫缺陷定位

（水平法）68第六十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五22、焊縫缺陷定位

（深度法）69第六十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五計(jì)算題（7.5－7.6）例題（7.5）解：70第七十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五例題：（7.6）解：71第七十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五23、探頭K值選擇72第七十二頁，共八