超声检测公式

超声检测公式1.周期和频率的关系，二者互为倒数：T=1/fC波速、波长和频率的关系：C=母或入=fCl:Cs:CRe1.8：1：0.94.常用固体的密度、声速与声阻L抗种类P(g/cm3)0CLb(m/s)CL(m/s)CS(m/s)Z=pC(X106g/cm2•s)铝（Al）2.70.345040626030801.69铁（Fe）7.80.2851805850〜590032304.50铸铁6.9〜7.33500〜56002200〜32002.5〜4.2钢7.80.285880〜595032304.53铜（Cu）8.90.3537104700226014604.18有机玻璃1.180.324273011500.32聚苯乙烯1.050.3412340〜235011000.25环氧树脂1.1〜1.252400〜29000.27〜0.36尼龙1.1〜1.21800〜22000.198〜0.264声压： P=P1-P0 帕斯卡(Pa)微帕斯卡(pPa)1Pa=1N/m2 1Pa=106pP声阻抗:Z=p/u=Pcu/u=Pc单位为克/厘米2•秒(g/cm2•s)或千克/米2•秒(kg/m2•s)7.声强;7.声强;:=2Zu2=2Z单位；瓦/厘米2（W/cm2）或焦耳/厘米2•秒（J/cm2•s）8.声强级贝尔（BeL）8.声强级贝尔（BeL）。A=lgl2/I1 (BeL)9.声强级即分贝（dB）△=10lgI2/I1=20lgP2/Pi9.声强级即分贝（dB）(dB)2Z2Z(dB)2Z2Z2+Z1声压反射率、透射率： r=Pr/P0 *=Pt/P0J1+r=t pz-ZP[(1—r)/Z1=t/Z2r=P0-Z2+Z1 =P0Z］—第一种介质的声阻抗； Z2—第二种介质的声阻抗P212.声强反射率：R=A弓=P=r2=］修［2I P2 P2 kZ+Z^0立0 211P2tI 2Z ZP2 4ZZ声强透射率：t=/=才-p二矿+Z0 0 2 0 2 12Z21T+R=1 *—r=1

PP13.声压往复透射率；T往=p=节.P(ZPP13.声压往复透射率；T往=p=节.P(Z2+Z1)214.纵波斜入射:sinasina'LcL1cL1•!sin scS1sinPsinP- ScL2CL1、aCS1—第一介质中的纵波、横波波速;cl2、cs2—第二介质中的纵波、横波波速;l、a'l一纵波入射角、反射角;l、ps一纵波、横波折射角;'S一横波反射角。15.纵波入射时：第一临界角a:p=90°时a=arcsin L1L1cL2第二临界角a:ps=90。时au=arcsinc—L1cS216.有机玻璃横波探头al第二临界角a:ps=90。时au=arcsinc—L1cS216.有机玻璃横波探头al=27.6〜57.7，有机玻璃表面波探头alN57.7。17.横波入射：第三临界角：当a'l=90。时a=arcsincsicL1a=arcsinCsiiii cL1arcsin3230=3325900*s*2时，钢中横波全反射。横波入射角a、（等于横波探头的折射角pS)=35°〜55°S，即K=tgps=0.7〜1.43时，检测灵敏度最高。18.衰减系数的计算1.薄板：20lgB/B-n2(n-m)x（Bn-Bm（Bn-Bm）一两次底波分贝值之差，X为薄板的厚度T:工件检测厚度，dB；6为反射损失，每次反射损失约为（0.5~1）dB；mm；N:单直探头近场区长度，mm；m、n一底波反射次数2、厚板或粗圆柱体:20lgB1B2-6r(B1一B「一两次底波分贝值之差，dB；19.圆盘波源辐射的纵波声场声压为：p P兀R2 PF“=20.近场区的长度:D2—人2D19.圆盘波源辐射的纵波声场声压为：p P兀R2 PF“=20.近场区的长度:D2—人2D2R2FN=―s 机―A=—A=—J4入4元人兀无21.圆晶片辐射的声束半扩散角为：00=700入/DD222.波束未扩散区：b-244入=1.64N23.矩形波源辐射的纵波声场：波束轴线上的声压：xN3N时，P=P0F/XxN=—兀XX25.矩形波源的半扩散角00:X方向的半扩散角为：00=57°2aY方向的半扩散角为：0=570匕0 2b24.矩形波源的近场区的长度为:26.近场区在两种介质中的分布:cD2c1、基于钢中的近场区 N=N2一L-1=不―一匕222c2、基于水中的近场区 N=(N—D=(了了—D- 4X ccD2—i=(—s-2c2X2—介质II钢中波长N2一只有介质II时，钢中近场长度;C］一介质I水中波速;c2—介质II钢中波速27.横波轴线上的声压；27.横波轴线上的声压；P=Ks：°¥Xcosas2K一系数； FS一波源的面积;XX2—第二介质中横波波长;x一轴线上某点至假想波源的距离28.横波声场近场区长度为:F28.横波声场近场区长度为:FcosP

兀Xcosa

s229.横波声场中，第二介质中的近场区长度N29.横波声场中，第二介质中的近场区长度N'为:Fscos0 ltana兀Xxcosa1tan0s2FS一波源的面积；X之一第二介质中横波波长；匕一入射点至波源的距离 匕一入射点至假想波源的距离

30.在第I介质为有机玻璃;第二介质为钢II的探头：cosP/cosa、tga/tgp与K值的关系31.横波半扩散角0。31.横波半扩散角0。1.对于圆片形声源：02.对于矩形正方形声源:=arcsin1.22^s^牝7OoDS2八 .X—0=arcsin-^2就57o。 2aX—02DSX32规则反射体的反射波声压公式:1.平底孔回波声压;PFPFFP32规则反射体的反射波声压公式:1.平底孔回波声压;PFPFFP=xf=0Sf

f Xx X2x2任意两个距离和直径不同的平底孔反射波声压之比为:A=20lgL=40Df1X212 P22 D22气2.长横孔回波声压;任意两个距离、直径不同的长横孔回波分贝差为：A12任意两个距离、直径不同的长横孔回波分贝差为：A12=20lgPf1Pf2=10Df1x2Dx3f213.短横孔回波声压;P=P^L；D

fXx2xVXK值1.01.52.02.5cosP/cosa0.880.780.680.6tana/tanp0.750.660.580.5任意两个距离、长度和直径不同的短横孔回波分贝差为:A=20lg%=10lgf-气-&12 P22 122x4D22D_PFD4.球孔回波声压：Pf=XxS4xP x2D任意两个距离度和直径不同的球孔回波分贝差为:A=20lg"=20lg—•―Af2 x1f2任意两个距离度和直径不同的球孔回波分贝差为:5.大平底面或实心圆柱体回波声压:PF5.大平底面或实心圆柱体回波声压:PF=—S2Xx两个不同距离的大平底回波分贝差为:A=20lg两个不同距离的大平底回波分贝差为:A=20lg乌=20lg%12 P2 气6,空心圆柱体1.外柱面径向检测空心圆柱体:2.内孔检测圆柱体:如果考虑介质衰减，则所有公式均应增加注意：以上各种规则反射体的反射波声压公式均未考虑介质衰减，如果考虑介质衰减，则所有公式均应增加-2〃xe8.68P0一波源的起始声压；FS一探头波源的面积，FS=兀。；/4:x一反射体至波源的距离。XN3NFf一平底孔缺陷的面积，Ff=兀D2/4X一波长； Df一长横孔的直径 Lf：短横孔长度D:空心圆柱体外经 d：空心圆柱体内径 以：介质单程衰减系数，dB/mmAVG曲线为了简化计算，进行归一化处理4X 小X厂D FA=——= ，G=—f=|—fN FsdsFs实用AVG曲线可由以下公式得到。不同距离的大平底反射波dB差：A=20lgpB1=20lg%TOC\o"1-5"\h\zB2 气不同距离的不同大小平底孔反射波dB差：A=20lgPf1=40lgDf12Pf2 Df2X1.*P*2Xx同距离的大平底与平底孔反射波dB差：A=20lg舌=20lg——P 兀D2ff当用平底面的和实心圆柱体曲底面调节灵敏度时，不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为：\o"CurrentDocument"P 2Xx2A=20lg—^=20lg J—2a（x一x）f fbxf一平底孔缺陷至检测面的距离；xfN3NxB一锻件底面至检测面的距离 a一材质衰减系数；A一波长；Df一平底孔缺陷的当量直径； ABf一底波与平底孔缺陷的反射波分贝差PDx不同平底孔回波分贝差为：A12=20用3^=40lgf12—2a（气一x2）12 P Dx 1 2A12一平底孔1、2的dB