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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11、波长、频率和波速波长、频率和波速C f2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 Hz=C/f纵波
2、=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）32、 声阻抗2、 声阻抗ZC4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/mm/s,=1270kg/m3 3 =1.2710 =1.27103
3、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 s53、波高比的分贝值3、波高比的分贝值1220lgH H 64、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2121ZZrZZ2212ZtZZ7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
4、不锈 钢的声阻抗Z不不=1-1%=0.99=1-1%=0.9984、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 21211)(4rZZZZT往)1 (2rrT往2323 ZZZZr9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P384、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rr rTBS21lg20lg20rrr rTrBS2)1 (lg20lg202323 zzzzr10 钛钢钛钢22ZZ27.4-4.6r=0.25Z +Z27.4+4.6T
5、=1-r =1-0.25 =0.9375r0.25=20lg=20lg-11.46(dB)T0.9375 ZZ1.527.4=0.896Z +Z1.5+27.4r=20lg(dB)T r-r0.2520lg10.50.9375 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=1.5106kg/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
6、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：115、折射定律 （1.4、1.81.9）5、折射定律 （1.4、1.81.9）21sinsin CC22111sinsinsinsinsinSsLLSsLLLL CCCCC12例题：（7.7）例题：（7.7）采用钢焊缝探伤用的采用钢焊缝探伤用的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
7、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 13111sinsinSLCC5966. 045sin32002700sinsin1 21oSL CC221sinsinSLCC8397. 05966. 027003800sinsin12 2LS CCo1 .579387. 0sin1 26、临界角 （1.51.7）6、临界角 （1.51.7）211sinLL ICC211sinSL IICC111sinLS IIICC14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
8、 的界面。 求1和II。12110sin1480sin14,55900L I LCC12110sin1480sin27.33230L II SCC157、材料衰减系数7、材料衰减系数P52)3()(2)/lg(20dB15 . 0）反射损失：NTTmnBBnm16)3(2-6)/1lg(206dB;15 . 02）扩散衰减引起的损失反射损失：NTTBB8、单一介质纵波波源近场长度24SSFDN17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
9、=5MHz=510 解：已知f=5MHz=5106 6Hz，D=14mm， CHz，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) 189、半扩散角1 0sin 1.2270SSDD1 01 0sin5722sin5722aabb19a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=13
10、mm的方晶 片，在钢中（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6605.9 101.185 10 1.185757513Cmmfa2010、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。1.64bN21 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长度N、半 扩
11、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：225,92.362.52042.444 2.36 1.641.64 42.469.5CmmfDNmmbNmm 2211、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？P632 1S1 22222122CDCN=N -L=-LC4CN -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 -介质II中的波长23 例题：例题：用用CL=2730m/s，、，、20m
12、m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 22222CDCN=N -L=-LC4C=2014802037.44 2.365900mm2412、横波近场长12、横波近场长 coscos2sSFN 2513、斜探头在介质中的近场长度 tgtgLFLNNsS 1 22 coscos26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）220 xFFPPfS f1221
13、 12xxlg402714、规则反射体的回波声压 （长横孔）xDxFpPfs f220 3 123 21 12xxlg102814、规则反射体的回波声压 （短横孔）ffs fDxlxFpP202914、规则反射体的回波声压 （球孔）xxFpPs f40 2 122 21 12xxlg203014、规则反射体的回波声压 （大平底面和实心圆柱曲面）12 12xxlg2031x2FPPs0 3221 21 1231 31 134 20040lg40lg0()2 400回波高度 24 024() 2 20040lg40lg-24()2 800回波高度 24 （ 24）0()xdBxdB xdBxdB
14、回波声压计算:回波声压计算: 例题1:已知例题1:已知x3N，200mm处处2平底孔回波高为平底孔回波高为 24 dB，求，求400mm处处4平底孔和平底孔和800mm处处2 平底孔回波高各为多少平底孔回波高各为多少dB？ 解： 解：330 2202 00 222242422224223.14371.692222 2.361ssf fssf fffP F FPx P FDPxxP FP FDPPxxxDXmmxxD 平底孔 长横孔例题2例题2 试计算在远场，频率为试计算在远场，频率为2.5MHZ的超声 波探测的超声 波探测3平底孔与平底孔与1长横孔回波高相等时 的声程。长横孔回波高相等时 的声程。 解： 解：15、 DGS（AVG）曲线 DGS（
