超聲檢測(cè)計(jì)算題類演示文稿

超聲檢測(cè)計(jì)算題類演示文稿當(dāng)前第1頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)優(yōu)選超聲檢測(cè)計(jì)算題類Ppt當(dāng)前第2頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)1、波長、頻率和波速3當(dāng)前第3頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

例題1（1.1）鋁（A1）的縱波聲速為6300m/s，橫波聲速為3100m/s，試計(jì)算2MHz的聲波在鋁（A1）中的縱、橫波波長？

解：已知CL=6300m/s,Cs=3100m/sf=2×106Hzλ=C/f

縱波λL=CL/f=63×106/2×106=3.5（mm）橫波λs=Cs/f=3.1×106/2×106=1.55（mm）4當(dāng)前第4頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)2、聲阻抗5當(dāng)前第5頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

例題2

甘油的密度為1270kg/m3，縱波聲速為1900m/s，試計(jì)算其聲阻抗？

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當(dāng)前第6頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

3、波高比的分貝值

7當(dāng)前第7頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)4、聲壓反射率t和聲壓透射率

（1.14－1.15）8當(dāng)前第8頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

例題3不銹鋼與碳素鋼的聲阻抗約差1%，試計(jì)算超聲波由不銹鋼進(jìn)入碳鋼時(shí)，復(fù)合界面上的聲壓反射率。

解：設(shè)碳鋼的聲阻抗Z鋼=1，則不銹鋼的聲阻抗Z不=1-1%=0.99

9當(dāng)前第9頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)4、聲壓往復(fù)透射率

（1.16、5.9、5.11）10在底面全反射的情況下，聲壓往復(fù)透射率與聲強(qiáng)透射率在數(shù)值上相等P38當(dāng)前第10頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)4、聲壓往復(fù)透射率

（波高比）

界面回波與底面回波dB差值11當(dāng)前第11頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

例題

從鋼材一側(cè)探測(cè)剛鈦復(fù)合板，已知=46×106kg/m2·S，=1.5×106kg/m2·S，=27.4×106KG/m2·S求**a.界面聲壓反射率**b.底面聲壓反射率**c.界面回波與底面回波dB差***d.如將鈦底面浸在水中，問此時(shí)的界面回波與底面回波差多少dB？

解：12當(dāng)前第12頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)5、折射定律

（1.4、1.8－1.9）13當(dāng)前第13頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

例題：（7.7）采用鋼焊縫探傷用的K=1斜探頭（CL1=2700m/s，鋼Cs=3200m/s）。檢驗(yàn)?zāi)撤N硬質(zhì)合金焊縫（Cs=3800m/s），其實(shí)際K值為多大？

解：K=1tgβ1=1∴β1=45O

根據(jù)折射定律：

K2=tgβ=tg57.1o=1.5

14當(dāng)前第14頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)6、臨界角

（1.5－1.7）15當(dāng)前第15頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題：解：已知鋼中CL=5900m/s，CN=3230m/s，水中CL=1480m/s，超聲波傾斜入射到水/鋼的界面。③求α1和αII。16當(dāng)前第16頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)7、材料衰減系數(shù)

17當(dāng)前第17頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)8、單一介質(zhì)縱波波源近場(chǎng)長度18當(dāng)前第18頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題：試計(jì)算5P14SJ探頭，在水中（CL=1500m/s）的指向角和近場(chǎng)區(qū)長度？（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當(dāng)前第19頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)9、半擴(kuò)散角20a或b一定平行于所在的坐標(biāo)軸面當(dāng)前第20頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

例題：試計(jì)算率f=5MHZ，邊長α=13mm的方晶片，在鋼中（CL=5900m/s）主聲速半擴(kuò)散角為多少度？

解：因?yàn)槭钦叫?，不存在a和b的問題21當(dāng)前第21頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)10、未擴(kuò)散區(qū)

未擴(kuò)散區(qū)內(nèi)，平均聲壓可看做常數(shù)。22當(dāng)前第22頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題：

已知鋼中CL=5900m/s，水中CL=1480m/s，求2.5MHZ、Φ20mm縱波進(jìn)探頭在鋼和水中輻射的縱波聲場(chǎng)的近場(chǎng)區(qū)長度N、半擴(kuò)散角θ0和未擴(kuò)散區(qū)長度b各為多少？（42.4毫米；8.28度；69.5毫米；168.9毫米；2.07度；277毫米）解：23當(dāng)前第23頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)11、近場(chǎng)區(qū)在兩種介質(zhì)中的分布

出現(xiàn)零或負(fù)值如何考慮？P6324當(dāng)前第24頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題：用CL=2730m/s，、Φ20mm的縱波直探頭水浸探傷鋼板，已知水層厚度為20mm，鋼中CL=5900m/s，水中CL=1480m/s，求鋼中近場(chǎng)長度為多少？

解：25當(dāng)前第25頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)12、橫波近場(chǎng)長26當(dāng)前第26頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)13、斜探頭在介質(zhì)中的近場(chǎng)長度

27減去探頭內(nèi)部占有的近場(chǎng)長度

L2:入射點(diǎn)到假想波源的距離當(dāng)前第27頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（平底孔）28當(dāng)前第28頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（長橫孔）29當(dāng)前第29頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（短橫孔）30當(dāng)前第30頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（球孔）31當(dāng)前第31頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)14、規(guī)則反射體的回波聲壓

（大平底面和實(shí)心圓柱曲面）32x2FPPs0l=當(dāng)前第32頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)33

回波聲壓計(jì)算:例題1:已知x≥3N，200mm處Φ2平底孔回波高為24dB，求400mm處Φ4平底孔和800mm處Φ2平底孔回波高各為多少dB？

解：當(dāng)前第33頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)34

例題2

試計(jì)算在遠(yuǎn)場(chǎng)，頻率為2.5MHZ的超聲波探測(cè)Φ3平底孔與Φ1長橫孔回波高相等時(shí)的聲程。

解：當(dāng)前第34頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)15、

DGS（AVG）曲線35xANDfGDS==歸一化距離歸一化缺陷當(dāng)量當(dāng)前第35頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題:用2P20Z直探頭，檢驗(yàn)厚度為340mm的餅形鋼鍛件，要求探傷靈敏度為Φ4mm，如利用通用型A、V、G曲線以底波調(diào)整探傷靈敏度，試計(jì)算A和G。

解：36當(dāng)前第36頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)16、壓電晶片頻率常數(shù)N37當(dāng)前第37頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題：

某探頭晶片的波速為CL=5740m/s，晶片厚度t=0.574mm，求該探頭的標(biāo)稱頻率為多少？

解：38當(dāng)前第38頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)17、儀器水平線性誤差39當(dāng)前第39頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題：用IIW試塊測(cè)定儀器的水平性線，當(dāng)B1、B5分別對(duì)準(zhǔn)2.0和10.0時(shí)，B2、B3、B1分別對(duì)準(zhǔn)3.98、5.92、7.96，求該儀器的水平線性誤差多少？解：40當(dāng)前第40頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)18、儀器垂直線性誤差：41當(dāng)前第41頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)19、底波法調(diào)節(jié)靈敏度

（平行底面和圓柱曲底面）4222220lgfBxxlpfD=（大平底與平底孔距離不同，Xf:平底孔XB大平底距離）當(dāng)前第42頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)19、底波法調(diào)節(jié)靈敏度

（空心圓柱體）43當(dāng)前第43頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)19、借助平底孔試塊調(diào)節(jié)靈敏度44當(dāng)前第44頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題：

用2.5P20Z探頭徑向探測(cè)Φ500mm的圓柱形工件，CL=5900m/s，如何利用工件底波調(diào)節(jié)500/Φ2靈敏度。

解:45備注：大平底除以平底孔，以基準(zhǔn)試件調(diào)好靈敏度后，數(shù)值為正，則需要增益，反之，需要衰減

當(dāng)前第45頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

例題：用2.5P20Z探頭探傷為400mm的工件，如何利用150mm處Φ4平底孔調(diào)節(jié)400/Φ2靈敏度？

解：46當(dāng)前第46頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)解：1）

2）47用2.5P14Z直探頭檢驗(yàn)外徑1100mm，壁厚200mm筒行鍛鋼件（XL=5900m/s）。（1）在外圓周作徑向探傷時(shí)，如何用內(nèi)壁曲面回波調(diào)節(jié)探傷靈敏度（Φ=2mm）？（2）在內(nèi)壁作徑向探傷時(shí)，如何用外壁曲面回波調(diào)節(jié)探傷靈敏度（Φ=2mm）？注：lg700/1100一定是負(fù)值當(dāng)前第47頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)20、當(dāng)量計(jì)算法評(píng)定缺陷

（平面和實(shí)心圓柱曲底面）48適用于平底面和實(shí)心圓柱曲底面（相當(dāng)于大平底聲壓公式）調(diào)節(jié)靈敏度，來計(jì)算缺陷當(dāng)量的情況下，Xf：平底孔缺陷至探測(cè)面的距離，XB，平面底面至探測(cè)面的距離

大平底除以平底孔得上式。△Bf：底波與平底孔缺陷的回波分貝差。

（Xf-XB）一定與分子分母對(duì)應(yīng)起來。

2a（xf-Xb）分別得正或得負(fù)的意義？？當(dāng)前第48頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)20、當(dāng)量計(jì)算法評(píng)定缺陷

（空心圓柱體）49當(dāng)前第49頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)20、已知靈敏度后，

由當(dāng)量計(jì)算法評(píng)定缺陷

（以平底孔為基準(zhǔn)）50（以平底孔為基準(zhǔn)，平底孔對(duì)平底孔）注意X2-X1一定與分子分母對(duì)應(yīng)起來。當(dāng)前第50頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)定量計(jì)算題例題:用2MHz，Φ20直探頭對(duì)鍛件探傷，發(fā)現(xiàn)距探測(cè)面240mm處有一缺陷，其回波高度比150/Φ2試塊平底孔回波高6dB。求此缺陷的平底孔當(dāng)量。解：51當(dāng)前第51頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題：鍛鋼件厚度320mm，用2.5MHz，Φ20直探頭探傷。發(fā)現(xiàn)距探測(cè)面240mm處有一波高為36dB的缺陷波，而探頭在工件完好處測(cè)得底面回波高度為52dB。求此缺陷的平底孔當(dāng)量

解：52當(dāng)前第52頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)***例題:用2.5MHz，Φ20直探頭探測(cè)厚度350mm的鍛鋼件，探傷靈敏度在200/Φ2平底孔試塊上校正，當(dāng)試塊平底孔回波達(dá)基準(zhǔn)高度時(shí)，測(cè)得工件中150mm處有一波高16dB的缺陷，求此缺陷的平底孔當(dāng)量。（試塊材質(zhì)衰減不計(jì)，工件材質(zhì)衰減為α雙=0.02dB/mm，工件與試塊耦合差4dB）注意此處用試塊校準(zhǔn)，所以僅僅考慮工件150mm距離的材質(zhì)衰減、在試塊衰減不計(jì)的情況下。如果不是因?yàn)樗p存在，也許波高會(huì)更高。。所以加上7dB，這種情況絕對(duì)不能用a（X2-X1）。假如考慮試塊衰減如何做？解：53當(dāng)前第53頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)綜合計(jì)算題：有一鍛鋼曲拐，用4MHz，Φ14直探頭探測(cè)其軸頸（直徑）Φ280mm），要求Φ3當(dāng)量缺陷不漏檢，問利用曲拐的扇形平面（厚320mm）如何調(diào)探傷靈敏度？（曲率補(bǔ)償6dB，材質(zhì)衰減不計(jì)），探測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)距探測(cè)面180mm處有一波高為10dB的缺陷，求此缺陷的平底孔當(dāng)量。

解：54當(dāng)前第54頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)解：用2.5MHz，Φ14直探頭探測(cè)厚度300mm的鍛鋼件，技術(shù)條件規(guī)定不允許≥Φ2當(dāng)量缺陷存在，材料衰減系數(shù)為x=0.02dB/mm，利用工件底面如何調(diào)節(jié)探測(cè)靈敏度？在此靈敏度下發(fā)現(xiàn)距探測(cè)面200mm處有一缺陷，其最高回波為22dB，問此缺陷當(dāng)量？在本體上調(diào)節(jié)的公式。55當(dāng)前第55頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)例題：

用2.5P20Z直探頭檢驗(yàn)厚度為380mm的鋼鍛件（CL=5900m/s），材質(zhì)衰減系數(shù)α=0.01dB。檢驗(yàn)中在130mm深發(fā)現(xiàn)一缺陷，其波幅較底波低7dB。求此缺陷當(dāng)量多大？

解：56當(dāng)前第56頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

例：用2.5MHZ，Φ20直探頭，探測(cè)厚400mm鍛鋼件，要求檢測(cè)靈敏度不低于Φ4平底孔當(dāng)量，已測(cè)得工件一次底波高100％，二次底波高為20％，若考慮衰減，問：①如何用工件底面調(diào)探傷靈敏度？（CL鋼＝5900/s）②用150/Φ2平底孔試塊如何調(diào)靈敏度？（試塊與工件材質(zhì)相同，表面偶合補(bǔ)償差4dB）③上述靈敏度下發(fā)現(xiàn)探測(cè)面下300mm缺陷波比基準(zhǔn)高20dB，求缺陷當(dāng)量。當(dāng)前第57頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

解：①dB＝20lg＝20lg＝20lg＝31.5dB注意此處：因?yàn)樵诒倔w上調(diào)節(jié)，不存在材質(zhì)衰減補(bǔ)償。②先求材質(zhì)衰減系數(shù)：α雙＝＝0.02dB/mm當(dāng)前第58頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

當(dāng)前第59頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

再求150/Φ2與400/Φ4dB差dB1＝20lg＝40lg＝5dB材質(zhì)引起dB差為

dB2＝（400-150）×α雙＝250×0.02＝5dB當(dāng)前第60頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

表面補(bǔ)償：dB3＝4dBΔdB總＝dB1+dB2+dB3＝5+5+4＝14Db將150/Φ2反射波調(diào)至基準(zhǔn)高再提高14dB。當(dāng)前第61頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)

③dB1＝20lg=20lg=20lgdB＝（400-300）×α雙＝100×0.02＝2dB則20-2＝20lg,即18＝40lg,解得：ΦX=8.45mm。當(dāng)前第62頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)見課本P266例題當(dāng)前第63頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)26、重合法探傷

64當(dāng)前第64頁\共有79頁\編于星期三\15點(diǎn)解：用水浸二次重波合法探傷T=40mm的鋼板，儀器在鋼板上按1：2調(diào)節(jié)掃描速度，并校正“0”點(diǎn)。求：（1）水層厚度為多少？（20毫米）（2）鋼板中距上表面12mm處的缺陷回波的水平刻度值為多少？（4.6格）（3）示波屏上=50處缺陷在鋼板中的位置？