2020年新版超声波检测主要公式.docxVIP

超声波检测主要公式 1.物理基础部分： 1.1 f - T f频率：单位时间内质点振动的次数； T周期：质点完成一次完全振动 所需时间. 1.2 c 波长,波在一个周期内所传播 的路程; c波速，波在单位时间内所传播 的距离 波动方程推导用图 设B为波线上任意一点，距原点0的距离为X.因为振动从0点传 播到B点所需的时间为x/c,所以B点处质点在时间t的位移等于0点 上质点在时间(t-x/c)的位移,即： 1.3 y Acos (t x/c) Acos( t kx) 圆频率,即1秒钟内变化的弧度数 k波数.^ -— c 1.4 2 I _Em 2Z I声强.在垂直声波传播方向上，单位面积上在单位时间内通过的平均声能. p声压弹性质点在传播声时，相邻质点所受到的附加 压力. Z声阻抗.其能直接表示介质的声 学性质.数值上Z c 1.5 dB 20 lg -Pl 20lg 也 p2 H 2 P1和p2两个比较声压.分母中的p2为基准声压. 已和h2两个比较的反射回波幅 度.分母中的h2为基准反射回波幅度. 1.6 声速c E k V E介质的杨氏弹性模量，等于介质承受的拉应力 F / S与相对伸长 L/L之比. 即:E 3 L/ L TOC \o "1-5" \h \z 介质的密度.等于介质的质量M与其体积V之比,即 M/V k与介质的泊松比有关的常数. 介质的泊松比，等于介质横向相对缩短 1 d/d与纵向相对伸长 L/L 之比，即 1/ 1.7 在钢中c/ct 1.82; Cr 0.92ct 1.8 反射折射定律 sin I sin i sin t sin i sin t cn ci1 ct1 ci2 ct2 l, h t分别是第一介质的纵波 入射角，纵波反射角，横波反射角 Cl1,Ct1,Q2,Q2分别是第一介质纵波速 度,横波速度，第二介质纵波速度,横波速度 i, t分别是第二介质纵波折 射角,横波折射角 1. 1. PAGE # 第一临界角:纵波斜入射时，第二介质折射纵波的折 射角等于90°时的纵波 入射角为第一临界角。 I sin1 I sin1Cl1;有机玻璃/钢: C|2 第二临界角：纵波斜入射时 入射角为第二临界角。 I 27.2°;水 /钢:I 14.7° ,第二介质折射横波的折射角等于90°时的纵波 Il sin 1 Il sin 1乞;有机玻璃/钢:Ct2 第三临界角：横波斜入射至固 入射角为第三临界角。 II 56.7°;水 /钢:II 27.7° /气界面,第一介质纵波反射角等 于90°时的横波 川sin 川sin t1;钢/空气：in cii ° 33.2 1.10垂直入射时的反射率和透过率 声压反射率：反射声压Pa与入射声压P之比. Pa Z2 乙 rp — -- P 乙乙 声压透过率：透过声压pt与入射声压P之比 t Pl 2Z2 ； P 乙乙 故：1 rp tp 声强反射率：反射声强Ia与入射声强I之比. R ￥ r； 声强透过率：透过声强It与入射声强I之比. D ￥ 1 rp2; 故：R D 1 声压往复透过率：探头接收的返回声压pt与入射声压p之比. ￡；故Tp在数值上等于 ￡；故Tp在数值上等于D I p tp1 tp2 1 p p Pt 1. 1. PAGE # 因两者声阻抗仅差约％故 因两者声阻抗仅差约％故rp 001 °.5%;tp 1 rp 1 超声波垂直入射平面界面的四种常见情况 ⑴Z2 乙如超声波从水入射至钢中：rp ⑵Z2 乙如超声波从钢入射至水中：rp 46 1 5 0.973; tp 1 rp 1.973 1.5 46 p p 15 46 0.937;tp 1 rp 0.063 46 1.5 p p ⑶Z2 乙如超声波入射到钢试件底面;探头直接置于空气中： 0.0004 46 rp 1；tp 1 rp 0 p 46 0.0004 p p ⑷Z1 Z2如超声波入射至普通碳 钢焊缝金属与母材金属 界面: 1. 1. PAGE # 2 2 多层平面上垂直入射的反射率与透过率情况 ⑴均匀介质中的异质薄层(Zi Z3 Z2) 声压透过率:tL211.2 声压透过率:t L 2 1 1 .22 d2 - m —— sin 4 m 2 2 1 1 1 .22 d2 —m — sin 4 m 2 1 声压反射率:r 2 1 m 1 4 1 2 2 d2 sin d2异质薄层厚度； 2异质薄层中的波长 Z2m Z2 由上述公式可知 当d2 n 2 n为正整数 时,r 0,t 1,超声波全透过，几乎无反射，常称为半波透声层. 2 当d2 (2n 1) 2 n为正整数 时,即异质薄层厚度等于 1波长的奇数倍时，t最低r最高. 4 4 ⑵薄层两侧介质不同的双 界面(Z1 Z2 Z