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1、超声检测计算题类演示文稿第一页，共七十九页。优选超声检测计算题类Ppt第二页，共七十九页。1、波长、频率和波速波长、频率和波速3第三页，共七十九页。 例题例题1 1（1.11.1）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的声波在的声波在铝（铝（A1）中的纵、横波波长？）中的纵、横波波长？ 解：已知解：已知C CL L=6300m/s, C=6300m/s, Cs s =3100 m /s =3100 m /s f=210 f=2106 6 Hz =C/f Hz =C/f 纵波纵波 L L=C=CL L/f=6310/f
2、=63106 6/210/2106 6=3.5=3.5（mmmm） 横波横波 s s=C=Cs s/f=3.110/f=3.1106 6/210/2106 6=1.55=1.55（mmmm）4第四页，共七十九页。2 2、 声阻抗声阻抗5第五页，共七十九页。 例题例题2 2 甘油的密度为甘油的密度为1270kg/m3，纵波声速，纵波声速为为1900m/s，试计算其声阻抗？，试计算其声阻抗？ 解：已知解：已知C CL L=1900m/s=1900m/s1.9 101.9 103 3 m/s, m/s, =1270kg/m =1270kg/m3 3 =1.2710 =1.27103 3kg/mkg/
3、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 s6第六页，共七十九页。 3 3、波高比的分贝值、波高比的分贝值7第七页，共七十九页。 4 4、声压反射率、声压反射率t t和声压透和声压透射率射率（1.141.141.151.15）8第八页，共七十九页。 例例题题3 3 不不锈锈钢钢与与碳碳素素钢钢的的声声阻阻抗抗约约差差1%，试试计计算算超超声声波波由由不不锈锈钢钢进进入入碳碳钢钢时时，复合界面上的声压反射率。复合界面上的声压反射率。 解解：设设碳碳钢钢的的声声阻阻抗抗Z Z钢钢=1=1
4、，则则不不锈锈钢的声阻抗钢的声阻抗Z Z不不=1-1%=0.99=1-1%=0.99 9第九页，共七十九页。4 4、声压往复透射率、声压往复透射率（1.161.16、5.95.9、5.115.11）10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第十页，共七十九页。4 4、声压往复透射率、声压往复透射率（波高比）（波高比）界面回波与底面回波界面回波与底面回波dBdB差值差值11第十一页，共七十九页。 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=46106kg/m2S， =1.5106kg/m2S，=27.4106KG/m2S求求 *a. 界面声
5、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：12第十二页，共七十九页。5 5、折射定律、折射定律（1.41.4、1.81.81.91.9）13第十三页，共七十九页。 例题：（例题：（7.77.7） 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
6、K值为多大？值为多大？ 解：解：K=1 tgK=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 14第十四页，共七十九页。6 6、临界角、临界角（1.51.51.71.7）15第十五页，共七十九页。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。16第十六页，共七十九页。7 7、材料衰减系数、材料衰减系数17第十七页，共七十九页。8、单一介质纵波波源近场长度18第十八页，共七十九页。例题例题 ：试计
7、算试计算5P14SJ5P14SJ探头，在水中探头，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：已知解：已知f=5MHz=510f=5MHz=5106 6HzHz，D=14mmD=14mm，C CL L=1500m/s=1.510=1500m/s=1.5106 6mm/smm/s， =C/f=C/f =1.510 =1.5106 6 /510 /5106 6 =0.3 =0.3（mm)mm) N= N=（D D2 2/4/4）=14=142 2/40.3=163/40.3=163（mm) mm) 19第十九页，共七十九页。9
8、、半扩散角20a或b一定平行于所在的坐标轴面第二十页，共七十九页。 例题：例题：试计算率试计算率f=5MHZ，边长，边长=13mm的方的方晶片，在钢中（晶片，在钢中（CL=5900m/s）主声速）主声速半扩散半扩散角角为多少度？为多少度？ 解：因为是正方形，不存在解：因为是正方形，不存在a a和和b b的问题的问题21第二十一页，共七十九页。1010、未扩散区、未扩散区未扩散区内，平均声压可看做常未扩散区内，平均声压可看做常数。数。22第二十二页，共七十九页。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纵波进探纵波进探头在钢和
9、水中辐射的纵波声场的近场区长度头在钢和水中辐射的纵波声场的近场区长度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：23第二十三页，共七十九页。11、近场区在两种介质中的分近场区在两种介质中的分布布出现零或负值如何考虑？P6324第二十四页，共七十九页。例题：例题：用用CL=2730m/s，、，、20mm的纵波直的纵波直探头水浸探伤钢板，已知水层厚度为探头水浸探伤钢板，已知水层厚度为20mm，钢中，钢中CL=5900m/s，水中，水中CL=1480
10、m/s，求，求钢中近场长度为多少？钢中近场长度为多少？ 解：解：25第二十五页，共七十九页。1212、横波近场长、横波近场长26第二十六页，共七十九页。13、斜探头在介质中的近场长度27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第二十七页，共七十九页。14、规则反射体的回波声压（平底孔）28第二十八页，共七十九页。14、规则反射体的回波声压（长横孔）29第二十九页，共七十九页。14、规则反射体的回波声压（短横孔）30第三十页，共七十九页。14、规则反射体的回波声压（球孔）31第三十一页，共七十九页。14、规则反射体的回波声压（大平底面和实心圆柱曲面）32x2FPPs0l=第三十二页
11、，共七十九页。33 回波声压计算回波声压计算: :例题例题1: 1:已知已知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：第三十三页，共七十九页。34 例题例题2 2 试计算在远场，频率为试计算在远场，频率为2.5MHZ的的超声波探测超声波探测3平底孔与平底孔与1长横孔回波高相长横孔回波高相等时的声程。等时的声程。 解：解：第三十四页，共七十九页。15、 DGS（AVG）曲线35xANDfGDS=归一化距离归一化缺陷当量第三十五页，共七十九页。例题例题: :用用2P2
12、0Z直探头，检验厚度为直探头，检验厚度为340mm的饼的饼形钢锻件，要求探伤灵敏度为形钢锻件，要求探伤灵敏度为4mm，如利，如利用通用型用通用型A、V、G曲线以底波调整探伤灵敏度，曲线以底波调整探伤灵敏度，试计算试计算A和和G。 解：解：36第三十六页，共七十九页。16、压电晶片频率常数频率常数N N37第三十七页，共七十九页。例题：例题： 某探头晶片的波速为某探头晶片的波速为CL=5740m/s，晶，晶片厚度片厚度t=0.574mm，求该探头的标称频率为多，求该探头的标称频率为多少？少？ 解：解：38第三十八页，共七十九页。17、仪器水平线性误差水平线性误差39第三十九页，共七十九页。例题：
13、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，共七十九页。18、仪器仪器垂直线性误差：垂直线性误差：41第四十一页，共七十九页。19、底波法调节灵敏度（平行底面和圆柱曲底面）4222220lgfBxxlpfD=（大平底与平底孔距离不同，Xf:平底孔 XB大平底距离）第四十二页，共七十九页。19、底波法调节灵敏度（空心圆柱体）43第四十三页，共七十九页。1919、借助平底孔试块调节灵敏度、借助平底孔试块调节灵敏度44第四十四页，共七十九页。例题：例题： 用用2.5
14、P20Z探头径向探测探头径向探测500mm的圆的圆柱形工件，柱形工件，CL=5900m/s，如何利用工件底波调，如何利用工件底波调节节500/2灵敏度。灵敏度。 解解: :45备注：大平底除以平底孔，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 第四十五页，共七十九页。 例题：例题：用用2.5P20Z探头探伤为探头探伤为400mm的工件，的工件，如何利用如何利用150mm处处4平底孔调节平底孔调节400/2灵敏灵敏度？度？ 解：解：46第四十六页，共七十九页。解：1） 2）47用用2.5P 14Z直探头检验外径直探头检验外径1100mm，壁厚，壁厚200mm筒行锻钢件（筒行锻钢
15、件（X L=5900 m/s）。（）。（1）在外圆周作径向探伤时，如何用内壁曲面回）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（波调节探伤灵敏度（=2mm）？）？ （2）在内壁作径向探伤时，如何用）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（外壁曲面回波调节探伤灵敏度（=2mm）？）？注：注：lg700/1100一定是负值一定是负值第四十七页，共七十九页。20、当量计算法评定缺陷（平面和实心圆柱曲底面）48适用于平底面和实心圆柱曲底面（相当于大平底声压公式）调节灵敏度，来计算缺陷当量的情况下，Xf：平底孔缺陷至探测面的距离，XB，平面底面至探测面的距离大平底除以平底孔得上
16、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。2a（xf-Xb）分别得正或得负的意义？第四十八页，共七十九页。20、当量计算法评定缺陷（空心圆柱体）49第四十九页，共七十九页。20、已知灵敏度后，由当量计算法评定缺陷（以平底孔为基准）50（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。第五十页，共七十九页。定量计算题例题:用2MHz，20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150/2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，共七十九页。例题：锻钢件厚度例题：锻钢件厚度320mm，用，用2.5MHz，20直直探头探伤。发现距探测面探头探伤。发现距探测面240mm处有一波高为处有一波高为36dB的缺陷波，而探头在工件完好处测得底面回的缺陷波，而探头在工件完好处测得底面回波高度为波高度为52dB。求此缺陷的平底孔当量。求此缺陷的平底孔当量 解：52第五十二页，共七十九页。*例题:用2.5MHz，20直探头探测厚度350mm的锻钢件，探伤灵敏度在200/2平底孔试块上校正，当试块平底孔
