超声检测计算题类型

超声检测计算题类型1第一页，共八十二页，编辑于2023年，星期五我们总是想办法用已有的知识来解决新出现的问题……第二页，共八十二页，编辑于2023年，星期五1、波长、频率和波速3第三页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题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=3100m/sf=2×106Hz

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第四页，共八十二页，编辑于2023年，星期五2、声阻抗5第五页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题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＝1.9×103m/s,ρ=1270kg/m3=1.27×103kg/m3

Z=ρ

C=1.9×103×1.27×103=2.4×106kg/m2s6第六页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

3、波高比的分贝值

7第七页，共八十二页，编辑于2023年，星期五4、声压反射率t和声压透射率

（1.14－1.15）8第八页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

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

9第九页，共八十二页，编辑于2023年，星期五4、声压往复透射率

（1.16、5.9、5.11）10第十页，共八十二页，编辑于2023年，星期五4、声压往复透射率

（波高比）11第十一页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

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***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：12第十二页，共八十二页，编辑于2023年，星期五5、折射定律

（1.4、1.8－1.9）13第十三页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

例题：（7.7）采用钢焊缝探伤用的K=1斜探头（CL1=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？

解：K=1tgβ1=1∴β1=45O

根据折射定律：

K2=tgβ=tg57.1o=1.5

14第十四页，共八十二页，编辑于2023年，星期五6、临界角

（1.5－1.7）15第十五页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：解：

已知钢中CL=5900m/s，CN=3230m/s，水中CL=1480m/s，超声波倾斜入射到水/钢的界面。③求α1和αII。16第十六页，共八十二页，编辑于2023年，星期五7、材料衰减系数

17第十七页，共八十二页，编辑于2023年，星期五8、单一介质纵波波源近场长度18第十八页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：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

=1.5×106/5×106=0.3（mm)

N=（D2/4λ）=142/4×0.3=163（mm)19第十九页，共八十二页，编辑于2023年，星期五9、半扩散角a或b一定平行于所在的坐标轴面20第二十页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

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？

解：21第二十一页，共八十二页，编辑于2023年，星期五10、未扩散区22第二十二页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：

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？（42.4毫米；8.28度；69.5毫米；168.9毫米；2.07度；277毫米）解：23第二十三页，共八十二页，编辑于2023年，星期五11、近场区在两种介质中的分布

24第二十四页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：用CL=2730m/s，、Φ20mm的纵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？

解：25第二十五页，共八十二页，编辑于2023年，星期五12、横波近场长26第二十六页，共八十二页，编辑于2023年，星期五13、斜探头在介质中的近场长度

减去探头内部占有的近场长度

L2:入射点到假想波源的距离27第二十七页，共八十二页，编辑于2023年，星期五14、规则反射体的回波声压

（平底孔）28第二十八页，共八十二页，编辑于2023年，星期五14、规则反射体的回波声压

（长横孔）29第二十九页，共八十二页，编辑于2023年，星期五14、规则反射体的回波声压

（短横孔）30第三十页，共八十二页，编辑于2023年，星期五14、规则反射体的回波声压

（球孔）31第三十一页，共八十二页，编辑于2023年，星期五14、规则反射体的回波声压

（大平底面和实心圆柱曲面）32第三十二页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

回波声压计算:例题1:已知x≥3N，200mm处Φ2平底孔回波高为24dB，求400mm处Φ4平底孔和800mm处Φ2平底孔回波高各为多少dB？

解：33第三十三页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

例题2

试计算在远场，频率为2.5MHZ的超声波探测Φ3平底孔与Φ1长横孔回波高相等时的声程。

解：34第三十四页，共八十二页，编辑于2023年，星期五15、

DGS（AVG）曲线xANDfGDS==归一化距离归一化缺陷当量35第三十五页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题:用2P20Z直探头，检验厚度为340mm的饼形钢锻件，要求探伤灵敏度为Φ4mm，如利用通用型A、V、G曲线以底波调整探伤灵敏度，试计算A和G。

解：36第三十六页，共八十二页，编辑于2023年，星期五16、压电晶片频率常数N37第三十七页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：

某探头晶片的波速为CL=5740m/s，晶片厚度t=0.574mm，求该探头的标称频率为多少？

解：38第三十八页，共八十二页，编辑于2023年，星期五17、仪器水平线性误差39第三十九页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：用IIW试块测定仪器的水平性线，当B1、B5分别对准2.0和10.0时，B2、B3、B1分别对准3.98、5.92、7.96，求该仪器的水平线性误差多少？

解：40第四十页，共八十二页，编辑于2023年，星期五18、仪器垂直线性误差：41第四十一页，共八十二页，编辑于2023年，星期五19、底波法调节灵敏度

（平行底面和圆柱曲底面）22220lgfBxxlpfD=（大平底与平底孔距离不同，Xf:平底孔XB大平底距离）42第四十二页，共八十二页，编辑于2023年，星期五19、底波法调节灵敏度

（空心圆柱体）43第四十三页，共八十二页，编辑于2023年，星期五19、借助试块调节灵敏度44第四十四页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：

用2.5P20Z探头径向探测Φ500mm的圆柱形工件，CL=5900m/s，如何利用工件底波调节500/Φ2灵敏度。

解:备注：以基准试件调好灵敏度后，数值为正则需要增益，反之，需要衰减

45第四十五页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：用2.5P20Z探头探伤为400mm的工件，如何利用150mm处Φ4平底孔调节400/Φ2灵敏度？

解：46第四十六页，共八十二页，编辑于2023年，星期五解：1）

2）用2.5P14Z直探头检验外径1100mm，壁厚200mm筒行锻钢件（XL=5900m/s）。（1）在外圆周作径向探伤时，如何用内壁曲面回波调节探伤灵敏度（Φ=2mm）？（2）在内壁作径向探伤时，如何用外壁曲面回波调节探伤灵敏度（Φ=2mm）？47第四十七页，共八十二页，编辑于2023年，星期五20、当量计算法评定缺陷

（平面和曲底面）适用于平底面和实心圆柱曲底面调节灵敏度，来计算缺陷当量的情况下，Xf：平底孔缺陷至谈侧面的距离，XB，平面底面至探测面的距离

大平底除以平底孔得上式。△Bf：底波与平底孔缺陷的回波分贝差。

Xf-XB一定与分子分母对应起来。

48第四十八页，共八十二页，编辑于2023年，星期五20、当量计算法评定缺陷

（空心圆柱体）49第四十九页，共八十二页，编辑于2023年，星期五20、当量计算法评定缺陷

（以平底孔为基准）（以平底孔为基准，平底孔对平底孔）注意X2-X1一定与分子分母对应起来。50第五十页，共八十二页，编辑于2023年，星期五定量计算题例题:用2MHz，Φ20直探头对锻件探伤，发现距探测面240mm处有一缺陷，其回波高度比150/Φ2试块平底孔回波高6dB。求此缺陷的平底孔当量。解：51第五十一页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：锻钢件厚度320mm，用2.5MHz，Φ20直探头探伤。发现距探测面240mm处有一波高为36dB的缺陷波，而探头在工件完好处测得底面回波高度为52dB。求此缺陷的平底孔当量

解：52第五十二页，共八十二页，编辑于2023年，星期五***例题:用2.5MHz，Φ20直探头探测厚度350mm的锻钢件，探伤灵敏度在200/Φ2平底孔试块上校正，当试块平底孔回波达基准高度时，测得工件中150mm处有一波高16dB的缺陷，求此缺陷的平底孔当量。（试块材质衰减不计，工件材质衰减为α双=0.02dB/mm，工件与试块耦合差4dB）注意此处用试块校准，所以仅仅考虑工件150mm距离的材质衰减、在试块衰减不计的情况下。假如考虑试块衰减如何做？解：53第五十三页，共八十二页，编辑于2023年，星期五综合计算题：

有一锻钢曲拐，用4MHz，Φ14直探头探测其轴颈（直径）Φ280mm），要求Φ3当量缺陷不漏检，问利用曲拐的扇形平面（厚320mm）如何调探伤灵敏度？（曲率补偿6dB，材质衰减不计），探测时发现距探测面180mm处有一波高为10dB的缺陷，求此缺陷的平底孔当量。

解：54第五十四页，共八十二页，编辑于2023年，星期五解：用2.5MHz，Φ14直探头探测厚度300mm的锻钢件，技术条件规定不允许≥Φ2当量缺陷存在，材料衰减系数为x=0.02dB/mm，利用工件底面如何调节探测灵敏度？在此灵敏度下发现距探测面200mm处有一缺陷，其最高回波为22dB，问此缺陷当量？

55第五十五页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：

用2.5P20Z直探头检验厚度为380mm的钢锻件（CL=5900m/s），材质衰减系数α=0.01dB。检验中在130mm深发现一缺陷，其波幅较底波低7dB。求此缺陷当量多大？

解：56第五十六页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

例：用2.5MHZ，Φ20直探头，探测厚400mm锻钢件，要求检测灵敏度不低于Φ4平底孔当量，已测得工件一次底波高100％，二次底波高为20％，若考虑衰减，问：①如何用工件底面调探伤灵敏度？（CL钢＝5900/s）②用150/Φ2平底孔试块如何调灵敏度？（试块与工件材质相同，表面偶合补偿差4dB）③上述灵敏度下发现探测面下300mm缺陷波比基准高20dB，求缺陷当量。第五十七页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

解：①dB＝20lg＝20lg＝20lg＝31.5dB注意此处：因为在本体上调节，不存在材质衰减补偿。②先求材质衰减系数：α双＝＝0.02dB/mm第五十八页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

第五十九页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

再求150/Φ2与400/Φ4dB差dB1＝20lg＝40lg＝5dB材质引起dB差为

dB2＝（400-150）×α双＝250×0.02＝5dB第六十页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

表面补偿：dB3＝4dBΔdB总＝dB1+dB2+dB3＝5+5+4＝14Db将150/Φ2反射波调至基准高再提高14dB。第六十一页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

③dB1＝20lg=20lg=20lgdB2＝（400-300）×α双＝100×0.02＝2dB则20-2＝20lg,即18＝40lg,解得：ΦX=8.45mm。第六十二页，共八十二页，编辑于2023年，星期五

第六十三页，共八十二页，编辑于2023年，星期五见课本P266例题第六十四页，共八十二页，编辑于2023年，星期五21、外圆面周向横波

可检测最大壁厚65第六十五页，共八十二页，编辑于2023年，星期五计算题(5.17－5.19、5.21、7.9）例题（5.19）解：66第六十六页，共八十二页，编辑于2023年，星期五22、焊缝缺陷定位

（声程法）67第六十七页，共八十二页，编辑于2023年，星期五22、焊缝缺陷定位

（水平法）68第六十八页，共八十二页，编辑于2023年，星期五22、焊缝缺陷定位

（深度法）69第六十九页，共八十二页，编辑于2023年，星期五计算题（7.5－7.6）例题（7.5）解：70第七十页，共八十二页，编辑于2023年，星期五例题：（7.6）解：71第七十一页，共八十二页，编辑于2023年，星期五23、探头K值选择72第七十二页，共八