《超声波检测-计算题类型汇总资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超声波检测-计算题类型汇总资料（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、超声检测计算题类型及例题超声检测计算题类型及例题超声检测计算题类型及例题超声检测计算题类型及例题 2015年9月2015年9月2015年9月2015年9月 1 1、波长、频率和波速波长、频率和波速 C f 2 例题1（1.1） 例题1（1.1）铝（铝（A1）的纵波声速为）的纵波声速为6300m/s， 横波声速为 ， 横波声速为3100m/s，试计算，试计算2MHz的声波在铝 （ 的声波在铝 （A1）中的纵、横波波长？）中的纵、横波波长？ 解：已知C 解：已知CL L=6300m/s, C=6300m/s, Cs s =3100 m /s f=210 =3100 m /s f=2106 6 Hz
2、 Hz =C/f 纵波 =C/f 纵波L L=C=CL L/f=6310/f=63106 6/210/2106 6=3.5（mm） 横波 =3.5（mm） 横波s s=C=Cs s/f=3.110/f=3.1106 6/210/2106 6=1.55（mm）=1.55（mm） 3 2、 声阻抗2、 声阻抗 ZC 4 例题2 例题2 甘油的密度为甘油的密度为1270kg/m3，纵波声速 为 ，纵波声速 为1900m/s，试计算其声阻抗？，试计算其声阻抗？ 解：已知C 解：已知CL L=1900m/s1.9 10=1900m/s1.9 103 3 m/s, =1270kg/m m/s, =1270
3、kg/m3 3 =1.2710 =1.27103 3kg/mkg/m3 3 Z= Z= C=1.9 10C=1.9 103 3 1.2710 1.27103 3 =2.410 =2.4106 6kg/mkg/m2 2s s 5 3、波高比的分贝值3、波高比的分贝值 1 2 20lg H H 6 4、声压反射率t和声压透射率 4、声压反射率t和声压透射率 21 21 ZZ r ZZ 2 21 2Z t ZZ 7 例题3 例题3 不锈钢与碳素钢的声阻抗约差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。 ， 试计算超声波由不锈钢进入碳钢时，复合界 面上的
4、声压反射率。 解：设碳钢的声阻抗Z 解：设碳钢的声阻抗Z钢 钢=1，则不锈 钢的声阻抗Z =1，则不锈 钢的声阻抗Z不 不=1-1%=0.99 =1-1%=0.99 8 4、声压往复透射率 （1.16、5.9、5.11） 4、声压往复透射率 （1.16、5.9、5.11） 2 2 21 21 1 )( 4 r ZZ ZZ T 往 )1 ( 2 rrT 往 23 23 ZZ ZZ r 9 在底面全反射的情况下，声压往复透射率与声强透射率在数 值上相等P38 4、声压往复透射率 （波高比） 底面回波与界面回波dB差值 4、声压往复透射率 （波高比） 底面回波与界面回波dB差值 r r r T BS
5、 2 1 lg20lg20 r rr r Tr BS 2 )1 ( lg20lg20 23 23 zz zz r 10 钛钢 钛钢 22 ZZ27.4-4.6 r=0.25 Z +Z27.4+4.6 T=1-r =1-0.25 =0.9375 r0.25 =20lg=20lg-11.46(dB) T0.9375 ZZ1.527.4 =0.896 Z +Z1.5+27.4 r =20lg(dB) T r - - r 0.25 20lg10.5 0.9375 0.896 水钛 水钛 例题 例题 从钢材一侧探测刚钛复合板，已知从钢材一侧探测刚钛复合板，已知Z1=46106kg/m2S， Z2=1.5
6、106kg/m2S，Z3=27.4106KG/m2S求求 *a. 界面声压反射率界面声压反射率 *b. 底面声压反射率底面声压反射率 *c. 界面回波与底面回波界面回波与底面回波dB差差 *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： 解： 11 5、折射定律 （1.4、1.81.9） 5、折射定律 （1.4、1.81.9） 21 sinsin CC 22111 sinsinsinsinsin S s L L S s L L L L CCCCC 12 例题：（7.7）例题：（7.7） 采用钢焊缝探伤用的采用钢焊缝探伤
7、用的K=1斜探头（斜探头（C L1=2700m/s，钢，钢 Cs=3200m/s）。检验某种硬质合金焊缝（）。检验某种硬质合金焊缝（Cs=3800m/s），其 实际 ），其 实际K值为多大？值为多大？ 解：K=1 tg 解：K=1 tg1 1=1 =1 1 1=45=45O O 根据折射定律： 根据折射定律： K K2 2=tg=tg57.1=tg=tg57.1o o=1.5 =1.5 13 1 1 1 sinsin SL CC 5966. 045sin 3200 2700 sinsin 1 2 1 o S L C C 2 2 1 sinsin SL CC 8397. 05966. 0 270
8、0 3800 sinsin 1 2 2 L S C C o 1 . 579387 . 0 sin 1 2 6、临界角 （1.51.7） 6、临界角 （1.51.7） 2 1 1 sin L L I C C 2 1 1 sin S L II C C 1 1 1 sin L S III C C 14 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。 求1和II。 1 2 1 10 sin 1480 sin14,5 5900 L I L C C 1 2 1 10 sin 1480 sin27.3 3230 L II S C
9、 C 15 7、材料衰减系数7、材料衰减系数 P52 )3( )(2 )/lg(20 dB15 . 0 ） 反射损失： NT Tmn BB nm 16 )3( 2 -6)/1lg(20 6 dB;15 . 0 2 ） 扩散衰减引起的损失 反射损失： NT T BB 8、单一介质纵波波源近场长度 2 4 SS FD N 17 例题 ：例题 ：试计算5P14SJ探头，在水中 （ 试计算5P14SJ探头，在水中 （CL=1500m/s）的指向角和近场区长度？）的指向角和近场区长度？ （1.5度；度；163毫米）毫米） 解：已知f=5MHz=510 解：已知f=5MHz=5106 6Hz，D=14mm
10、， C Hz，D=14mm， CL L=1500m/s=1.510=1500m/s=1.5106 6mm/s，mm/s， =C/f =1.510 =C/f =1.5106 6 /510 /5106 6 =0.3（mm) N=（D =0.3（mm) N=（D2 2/4）=14/4）=142 2/40.3=163 （mm) /40.3=163 （mm) 18 9、半扩散角 1 0 sin 1.2270 SS DD 1 0 1 0 sin57 22 sin57 22 aa bb 19 a或b一定平行于所在的坐标轴面 例题： 例题：试计算率试计算率f=5MHZ，边长，边长=13mm的方晶 片，在钢中（
11、 的方晶 片，在钢中（CL=5900m/s）主声速）主声速半扩散角半扩散角为 多少度？ 为 多少度？ 解：因为是正方形，不存在a和b的问题 解：因为是正方形，不存在a和b的问题 6 6 0 5.9 10 1.18 5 10 1.18 57575 13 C mm f a 20 10、未扩散区10、未扩散区 未扩散区内，平均声压可看做常数。未扩散区内，平均声压可看做常数。 1.64bN 21 例题：例题： 已知钢中已知钢中CL=5900m/s，水中，水中 CL=1480m/s，求，求2.5MHZ、20mm纵波进探头 在钢和水中辐射的纵波声场的近场区长度 纵波进探头 在钢和水中辐射的纵波声场的近场区
12、长度N、半 扩散角 、半 扩散角0和未扩散区长度和未扩散区长度b各为多少？ （ 各为多少？ （42.4毫米；毫米；8.28度；度；69.5毫米；毫米；168.9毫米；毫米；2.07 度；度；277毫米）毫米） 解：解： 22 5,9 2.36 2.5 20 42.4 44 2.36 1.641.64 42.469.5 C mm f D Nmm bNmm 22 11、近场区在两种介质中的分布近场区在两种介质中的分布 出现零或负值如何考虑？P63 2 1S1 2 222 2 1 2 2 CDC N=N -L=-L C4C N -介质II中的近场长度 C -介质I中的波速 C -介质II中的波速 -
13、介质II中的波长 23 例题：例题：用用CL=2730m/s，、，、20mm的纵波直探 头水浸探伤钢板，已知水层厚度为 的纵波直探 头水浸探伤钢板，已知水层厚度为20mm，钢中，钢中 CL=5900m/s，水中，水中CL=1480m/s，求钢中近场 长度为多少？ ，求钢中近场 长度为多少？ 解：解： 2 1S1 2 222 2 CDC N=N -L=-L C4C = 201480 2037.4 4 2.365900 mm 24 12、横波近场长12、横波近场长 cos cos 2s S F N 25 13、斜探头在介质中的近场长度 tg tg L F LNN s S 1 2 2 cos cos
14、 26 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 14、规则反射体的回波声压 （平底孔） 22 0 x FFP P fS f 12 21 12 x x lg40 27 14、规则反射体的回波声压 （长横孔） x D x Fp P f s f 22 0 3 12 3 21 12 x x lg10 28 14、规则反射体的回波声压 （短横孔） ff s f D x l x Fp P 2 0 29 14、规则反射体的回波声压 （球孔） xx Fp P s f 4 0 2 12 2 21 12 x x lg20 30 14、规则反射体的回波声压 （大平底面和实心圆柱曲面） 1 2 12 x x lg20 31 x2 FP P s0 32 21 21 12 31 31 13 4 200 40lg40lg0() 2 400 回波高度 24 024() 2 200 40lg40lg-24() 2 800 回波高度 24 （ 24）0() x dB x dB x dB x dB
