超声检测计算公式及习题
超声检测公式及计算题
武玉林
二O一一年5月
*1.1 铝（Al ）的纵波声速为6300m/s ，横波声速为3100m/s 。试计算2MHz 声波在铝中的纵、横波波长。
f
c
λλf c =
→=
解：
*1.2 甘油的密度为1270kg/m 3，纵波声速为1900m/s ，计算其声阻抗。
c z ρ=
解：
1.4 5P20×10K2探头，楔块中声速C L1=2700m/s ，钢中声速C L2=5900m/s ，C S2=3200m/s ，求探头入射角为多少度？
==
l1s2
sin αsin βK tg β C C
解：
1.8 已知钢中C S 钢=3200m/s ，某硬质合金中，C S 硬=4000m/s ，铝中C S 铝=3080m/s ，求用探测钢的K1.0横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K 值为多少？
）
（）
（mm f C mm f C S S L L 55.110
210310015.310210630063
63=??===??==λλs
m kg c Z ??≈?==26/104.219001270ρ0
12
112101149)4.63sin 3200
2700
(sin sin sin sin sin 4.632≈?=?=→====----）（βαβαβS L S L C C
C C tg K tg
s2l 1C sinβ
C sinα=
解：
*1.10 示波屏上有A 、B 、C 三个波，其中A 波高为满刻度的80%，B 波为50%，C 波为20%。
①、设A 波为基准（0dB ），则B 、C 波各为多少dB ？ ②、设B 波为基准（10dB ），则A 、C 波各为多少dB ？ ③、设C 波为基准（-8dB ），则A 、B 波各为多少dB ？
铝
铝
硬硬钢钢有钢有在钢中，，楔块中声速为设入射角为S S 01-1-L sin C sin sin sin 451.0tg K C C C C tg S L βββαβα======0.9
42.442.4)45sin 32303080(sin sin C (sin sin C sin sin sin 8
.11.611.61)45sin 3230
4000
(
sin sin C (
sin 00
01S 1S S 00
01S 1====?=?========?=?=----tg tg K C C C C tg tg K C S S L S 铝铝钢钢铝铝铝
铝
硬硬钢钢有硬硬钢钢
硬
硬））ββββββαβββ2
1H H 20lg
Δ=
解：
*1.11 示波屏上有一波高为满刻度的100%，但不饱和。问衰减多少 dB 后，该波正好为10%？ 解：
*1.12 示波屏上有一波高为80mm ，另一波比它低16dB ，问另一波高为多少？
解：
*1.13 示波屏上有一波高为40%，衰减12dB 后该波为多高？若增益6dB 后该波为多高？
）
（dB H H 2010
100
lg 20lg 2021===?)
(7.1210
8010
10lg 2020
1620
12201212mm H H H H H H =?=?==→=?-?
?
=→=+===-=+===-=+=+=+==+=+=+==-====-=1
2
B B A
C C A A A B C C B A A C C H Δ20lg
H H 50
①、[B]0Δ20lg 20lg 4dB H 80
H 20
[C]0Δ20lg
20lg 12dB H 80
H 80
②、[A]10Δ1020lg 1020lg 14dB H 50
H 20
[C]10Δ1020lg 1020lg 2dB H 50H 80
③、[A]Δ820lg -820lg -84dB H 20
[B]Δ820==B C H 50
lg
-820lg -80dB H 20
解：
1.15 不锈钢与碳钢的声阻抗差约为1%，试计算超声波由不锈钢进入碳钢时，复合界面的声压反射率。
1212Z Z Z Z r +-=
解：
1.17 某工件厚度T=240mm ，测得第一次底波为屏高90%，第二次底波为屏高15%，如果忽略反射损失，试计算该材料的衰减系数。 解：
(%)
80104010(%)
10104010lg 202062012'2012
201
21
2
≈?=?==?=?=→
=??-?H H H H H H 0.5%
0.0050.99
10.99
-1Z Z Z -0.990.01-1Z 1Z ==+=+====不钢不
钢不钢，设Z r mm dB o o T B B /2.240
26
1590lg 2026
lg 202
1
=?-=-=
α2T
6])B [(B α21--=
*2.1 试计算5P14SJ 探头在水中的（C L =1500m/s ）的指向角和近场区长度。
=≈2D λ
N θ70
4λD
解：
2.2 试计算频率f ＝5MHz ，边长a ＝13mm 的方形晶片，在钢中（Cl ＝5900m/s ）的主声束半扩散角为多少度？
a
λ
57θ≈
解：
*2.3 已知钢中Cl ＝5900m/s ，水中Cl ＝1480m/s.求2.5MHz 、φ20mm 纵波直探头在钢中和水中辐射的纵波声场的近场区长度N 、半扩散角θ0和未扩散区长度b 各为多少？
=≈2
0D λN θ70 b ＝1.64N
4λD
mm
mm
f C L 1630.3
4144D N 1.5140.370D 703.010
0.51015002
20
63
≈?===?=≈=??==λλθλo
a mm f c 17.513
18.1575718.11051059006
3
=?=≈??=λθλ＝＝
解：
mm N b D mm
D N mm
f c mm
N b D mm
D N mm
f c 2779.16864.164.1007.220
592
.0707009.168592.0422042592.06105.23
1014805.694.4264.164.1026.820
36
.2707004.4236.242204236.2610
5.23
105900＝＝＝＝水中：＝＝＝＝钢中：?=?=≈=?===??=?=?=≈=?===??=λθλλλθλλ
2.4 用2.5MHz 、φ20mm 纵波直探头水浸探伤钢板，已知水层厚度为20mm ，钢中C L =5900m/s ，水中C L =1480m/s 。求钢中近声场长度。
2
1
1
2C C L N N'-=
解：
mm C C L D C C L N N mm f C 4.375900
1480
2036.24204'36.210
5.210590022
1
1
22
211263
22=?-?=-=-==??==λλ
2.5 用2.5MHz 、φ20mm 纵波直探头水浸探伤铝板，已知铝中近场长度为20mm ，铝中C L =6260m/s ，水中C L =1480m/s 。求水层厚度。 解：
2.6 用2.5MHz 、φ20mm 纵波直探头探测厚度为150mm 的饼形锻件，已知示波屏上同时出现三次底波，其中B2=50%，衰减器读数为20dB ，若不考虑介质衰减，求B1和B3达到50%高时衰减器读数各为多少dB ？
1
2
12x x 20lg
Δ=
解：
2.7 已知x ≥3N ，200mm 处φ2平底孔回波高度为24dB ，求400mm 处φ4平底孔和800mm 处φ2平底孔回波高度各为多少dB ？
mm C C L N N mm f C 84.31480
6260
20-0.592420C C L
-4D 0.59210
2.510148022
122
21
12'6
3
22=??==-==??==λλdB
x x dB
x x 5.163.5-20150
3150
2lg 2020lg
202020][B 26620150
150
2lg 2020lg
202020][B 32
3231
2
121==??+=+=?+==+=?+=+=?+=
1
22
112x φx φ40lg
Δ=
解：
3.1 PZT--4的声速C L =4000m/s ，如制作频率为2.5MHz 的晶片，晶片厚度应为多少mm ？
L
0t L 0t 2f C t f N t 2C tf N =
→=→==
解：
3.3 某探头的频率常数Nt=200Hz ·m ，频率f=2.5MHz ，求该晶片厚度为多少？ 解：
3.4 某探头晶片的波速C L =5740m/s ，晶片厚度t=0.574mm ，求该探头的标称频率为多少？
dB
x x dB
x x 0lg 4024lg
402424][24lg 4024lg
402424][8002200
23
1133134002200
42
11
2212=+=+=?+==+=+=?+=????φφφφφφmm
f C t L 8.010
5.22104000263
0=???==mm
f N t tf N t t 08.010
5.21020063
00=??===
解：
3.6 用IIW 试测定仪器的水平线性，当B 1和B 5分别对准2.0和10.0时，B 2、B 3和B 4分别对准3.98、5.92、7.96，求该仪器的水平线性误差为多少？
解：
3.7 用CSK-IA 试块测定斜探头和仪器的分辨力，现测得台阶孔φ50、φ44反射波等高的波峰高h 1=80%，波谷高h 2=25%，求分辨力为多少？
2
1
lg
20h h X =
解：
4.3 用K2探头在CSK--IA 试块上利用R50和R100反射面按水平1∶1调节时基线，两反射波应调在第几格？
2
221K
1100K l K 150K l +=
+=
3
6025740105105220.574
L L C t f C f Hz MHz
t =
?===?=?1%
100%10
0.80.08
100%8.008.092.56max max =??=?==-=b
a a δdB h h X 1025
80lg 20lg 202
1===100%
8.0m ax ?=
b
a δ
解：
4.6 用2.5P20Z 探头径向探测φ500mm 的圆柱形工件，C L =5900m/s ，如何利用工件底波调节500/φ2灵敏度？
2
f
f
πD 2λx 20lg Δ=
解：
4.7 用2.5P20Z 探头径向探测φ1000mm 的圆柱形钢工件，C L =5900m/s ，如何利用工件底波调节500/φ4灵敏度？
B
2
f 2
f
x πD 2λx 20lg Δ=
解：
4.8 用2.5P20Z 探头径向探测400mm 的工件，如何利用150mm 处φ4平底孔调节400/φ2灵敏度？
4
.892
1210011007.44212501502
2
1002250=+?=
+=
=+?=+=K
k l K k l .
45.55.452
14.3500
36.22lg 202lg 2036.2105.2105900226
3
dB dB
D x mm f C f L 再用衰减器将增益提高波调至荧光屏基准线，将工件完好处第一次底=???==?=??==πλλdB
x D x mm
f C B
f f L 4.271000
414.350036.22lg
202lg
2036.2105.21059002
22
2
63=????==?=??==πλλ
1
22
112x φx φ40lg
Δ=
解：
4.9 用2.5P20Z 探头探测500mm 的工件，C L =5900m/s ，探伤中在200mm 处发现一缺陷，其波高比B 1低12dB ，求此缺陷的当量大小为多少？ 解：
5.1 用水浸法探测40mm 厚的钢板，要求钢板四次底波与第二次界面波重合，其水层距离应为多少？
4
nT
H =
解： dB
x x 29150
2400
4lg
40lg
401
22
112=??==?φφmm
x x D x D x mm
f C B f f B
f f L 5.510
5003.142002.36210
22lg
2036.2105.210590012/20
220
/2
2
2
63=????==
→
=?=??==?πλπλλmm n 404
4044T H =?==
dB
294/150用衰减器将增益提高并调至荧光屏基准线，孔的最大反射波，移动探头，找到φ
5.2 用水浸二次波重合法探伤T=40mm 的钢板，仪器在钢试块上按1：2调节扫描速度，并校正“零点”。求： ①、水层厚度为多少？
②、钢板中距上表面12mm 的缺陷回波的水平刻度值为多少？ ③、示波屏上τf =50处缺陷在钢板中的位置？
解：
5.6 用充水探头采用三次重合法检测T=60mm 的钢板，水层厚度应调节为多少？ 解： 5.9 对钛/钢复合板在复层一侧作接触法检验，已知钛与钢的声阻抗差约为40%，试计算复合层界面回波与底波相差多少dB?
r
r 120lg
r T 20lg Δr
1)Z (Z Z 4Z T Z Z Z Z r 2
BS
2
221211
21
2-==-=+=+-=
mm mm
n 20210224
20-5046
6402
12
2420204
4024T H =?=??=+=+?=?==）③、（②、①、mm nT H 454
6034=?==
解：
5.11 从钢材一面探测钢/钛复合板，已知Z 钢=46×106kg/m 2·s ， Z 钛=27.4×106kg/m 2·s ，不计扩散衰减和材质衰减，求： ①、复合界面声压反射率。
②、底波与复合界面回波的dB 差值。 解：
5.13 今有一批φ50×6mm 的无缝钢管，采用水浸聚焦横波探伤，若透镜曲率半径为40mm ，求应采用偏心距和水层距离。
2.2r
C C C r F F C C C r x R F H 2
0.458r
0.251R X 1211
212
2≈-=→-=--=--+=
解：
dB r T r Z r 5.1125
.0938
.0lg 201lg 20938.025.011T 0.25
0.610.6
-1Z Z Z -0.60.4-1Z 1Z 2
22==-=?=-=-==+=+====钛钢钛钢钛钢，设dB
r r Z r 5.1125
.0936
.0lg 20r -1lg 206
93.025.011T -0.25
4627.446
-27.4Z Z Z -222=-==?=-=-==+=+=钢钛钢钛mm
x mm
r x mm r F 648.23885.72588-R -F H 7.52190.458250.25120.4580.251R 88402.22.22222-
≈-=--==≈?+?=+==?==
5.18 直径300mm 、壁厚20mm 的钢管作周向斜角探伤，采用K=2的斜探头合适吗？
)
K
1K
(12D T )
K
1K
(121sinβ)(121D T 2O m 2
O m +-=→+-=-≤
解：
5.19 采用K=2的斜探头对外径为600mm 的钢管作接触法周向探伤，能扫查到的最大厚度为多少？ 解：
5.21 用接触法周向横波探伤外圆直径D=300mm ,壁厚t=60 mm 的钢管，可使用的探头的K 值最大为多少？
R
r sin βR r sinβ1-=→=
解：
75
.087.3687.3615090sin sin sin 00
11======→=--tg tg K R r R r βββ不合适
＜20mm
8.15)2121(2
300)
11(2
)sin 1(22
2
00=+-=
+-=-=K K D
D t m βm
7.31)2121(2
600)
11(2
)sin 1(22
2
00m K K D
D t m =+-=
+-=-=β
6.1 用2.5MHz 、φ20mm 直探头探测厚度300mm 的钢锻件。 ①、如何利用工件底面调节φ2mm 平底孔当量灵敏度？
②、探伤时发现距探测面200mm 处有一缺陷，波高为15dB ，求此缺陷的平底孔当量。
解：
6.3 用2P20Z 直探头对钢锻件探伤，发现距探测面240mm 处有一缺陷，波高比150/φ2试块平底孔回波高6dB ，求此缺陷平底孔当量。 解：
6.8 用2.5P14Z 直探头探测外径1100mm ，壁厚200mm 的筒形钢锻件（C=5900m/s ).
①、在外圆周作径向探测时，如何用内壁曲面回波调节探伤灵敏度（φ=2mm ）？
②、在内圆周作径向探测时，如何用外壁曲面回波调节探伤灵敏度（φ
mm
x x
x x
dB
dB
D x f f 16.310300
200210lg 404141214.33005.29
.52lg 202lg 204015
40
1
2122
11
2212221
=??=?=→=?=???
==??φφφφπλ②、增益基准高度，再用衰减器将一次底波调至荧光屏在工件无缺陷完好部位①、mm
x x
x x
52.410150
240210lg 40406
40
1
2122
11
22121
=??=?=→=??φφφφ
=2mm ）？
D
d
10lg πφ2λx 20lg Δ2
f ±=
解：
6.9 用2.5P20Z 直探头探测厚度350mm 的饼形钢锻件（C=5900m/s )，将底波调节为40dB 进行探伤。
①、此探伤灵敏度是否符合JB/T4730--2005标准要求？
②、探伤时发现一单个缺陷，深200mm ，波幅29dB ，求此缺陷当量。 解：
dB D d
D x dB D
d D x f
f f f
5.3925.371100
700lg 10214.3200
5.29
.52lg
20lg 102lg 205.3525.371100
700lg 10214.3200
5.29.52lg 20lg
102lg
202
2
2
2
=+=-???=-=?=-=+???=+=?πλπλ②、①、mm
D x x D x D x dB D x f B f f B
f f f f 74.484
.481035014.32005
.29
.521022lg
204.422
14.33505.29
.52lg 202lg 2020
29
40220
2
222
22≈==????
=
=
→=?=???
==?-?
πλπλπλ②、（不符合）
①、
6.10 用2.5P20Z 直探头检测厚度380mm 的钢锻件（C=5900m/s ），材质衰减系数a=0.01dB/mm 。检验中在130mm 深发现一处缺陷，其波幅比底波低7dB 。求此缺陷当量。
)x 2α(x x πφ2λx 20lg ΔB f B
22
f
Bf -+=
解：
7.1 板厚20mm 的焊缝，外表面焊缝宽度30mm ，内表面焊缝宽度20mm ，用前沿距离18mm 的探头探伤，为保证声束能扫查到整个焊缝，探头K 值应如何选择？
T
L b a K 0++≥
解：
7.3 用斜探头探测RB--2试块上深度d 1=40mm 和深度d 2=80mm 的φ3横孔，分别测得简化水平距离L'1=45mm ，L'2= 105mm ，试计算探头K 值和前沿距离L 0。
mm
D x x D x x x D x f x x B f f B f B
f f Bf B f Bf 4.116.77
.1610
38014.31305
.29.5210
2)22lg
2020380-130201.072
20
)
(22
22
2
≈==????==→
-+=??---?）
（（απλαπλ15.220
18
2202300=++=++≥T l b a K
解：
7.4 检验板厚T ＝22mm 的焊缝，上焊缝宽度为30mm ，下焊缝宽度为20mm ，选用K=2,前沿距离L 0＝17mm 的探头，用一、二次波法能否扫查到整个焊缝截面？
解：为保证用一、二次波扫查到整个焊缝截面，要求：
7.5 用5P10×12K2.5探头检验板厚T=25mm 的钢板对接焊缝，扫描比例按深度2∶1调节。探伤时在水平刻度60mm 处发现一缺陷波，求此缺陷的深度和水平距离。
解：
7.6 用5P10×12K2.5探头检验板厚T=20mm 的钢板对接焊缝，扫描比例按水平1∶1调节。探伤时在水平刻度40mm 和70mm 处各发现缺陷波一，试分别求这两个缺陷的深度。
???==→???=+=+→??
?=+=+=15
5
.1801054045''000220110L K K L K L Kd l L Kd l L Kd
L 20mm 2
60
252d'2T d 75mm
260
2.5Kd'l 故缺陷在二次波位。 25，30＞T 2
60
=-?=-==?====截面。
探头能扫查到整个焊缝故29.129.122
17
2/202/3000K K T L b a K >==++=++≥
Kd
L L L L '0=+='
'd 2T d Kd L -==
K
L
2T d K L d -
==
解：
7.7 采用钢焊缝探伤用的K=1斜探头（C L1=2700m/s ，钢C S =3200m/s ），检验某种硬质合金焊缝（C S =3800m/s ），其实际K 值多大？
S2L1C sinβ
C sinα=
解：
mm
K l T d l mm
K l d l 125
.270
20221002KT 50KT 70165.240
50,KT 402211=-?=-=========故在二次波位。
，而＜＞第二个缺陷，故在一次波位。＜第一个缺陷，
110
S S S S 1
S 1
00
1145sin sin sin sin C C sin sin C C sin (sin 3800sin (sin 45)57.1
3200
57.1 1.5
l l S K tg K tg C C C C K tg tg βββααβββββ----=========?====钢硬
钢硬钢硬
钢硬
钢硬硬钢钢
硬硬，，，）
超声波常用公式汇总
求波长的公式：λ(波长)=c(波声速)÷f(频率) 求声阻抗的公式：Z=ρ(密度)×c(波声速) 折射定律： 2 21'1'1sin sin sin sin sin S S L L S S L L L L c c c c c ββααα= === C L1、C S1——第一介质中的纵波、横波波速 C L2、C S2——第二介质中的纵波、横波波速 L α、L 'α、s 'α——纵波入射角、反射角、横波反射角 L β、s β——纵、横波折射角 求斜探头入射角：sin α=C L1÷C S2×sin β 第一临界角：αⅠ=arcsin C L1÷C L2 第二临界角：αⅡ= arcsin C L1÷C s2 第三临界角：αⅢ= arcsin C s1÷C L1 当入射角在αⅠ～αⅡ时，钢中只有纯横波 当入射角大于αⅢ时，钢中只有表面波 求波高公式：先算出二者间的差值，再加上基准值 △=20lg （H 2/H 1） 求水钢界面声强透射率： 2 122 1)(4Z Z Z Z T += 计算薄工件的衰减系数（厚度小于200mm ）： )/()(2)lg( 20mm dB x m n B B n m --= δ α m 、n 为底波反射次数；B m 、B n 为第m 、n 次波高 δ——反射损失；x ——薄板厚度 计算厚工件的衰减系数： )/(26 )lg(2021 mm dB x B B -= α 计算圆盘圆辐射纵波声场的半扩散角（指向角）： θ0=arcsin1.22λ/D s ≈70λ/D s （°） 近场区长度的计算： N=D 2/4λ 矩形波源辐射纵波声场的半扩散角（指向角）： ψ0=arcsin λ/a ≈57λ/a(°) 近场区长度为：N=Fs/πλ=、D 2/4λ 纵波声场两种介质的近场区长度： 已知水层厚度为L ，基于钢中的近场区长度： N=D s 2/4λ2-LC 1/C 2 基于水中的近场区长度： N=（D s 2/4λ2-L ）C 1/C 2 未扩散区长度b=1.64N 计算平底孔回波声压： 2 20x F F P P f s f λ= P 0：探头波源的起始声压 Fs ：探头波源面积=πD 2s/4 Ff ：平底孔缺陷的面积=πD 2f /4 X ：平底孔至波源的距离 二者回波分贝差：1 221lg 40x D x D f f 长横孔回波声压计算公式： x D x F P P f s f 220λ= 两者的分贝差：3 123 2 1lg 10x D x D f f 球孔回波声压计算公式：x D x F P P f s f 40λ= 两者的分贝差：2 1 22 2 1lg 20x D x D f f 大平底面回波声压公式：x F P P s B λ20= 不同距离的大平底面回波分贝差：1 2 lg 20x x
超声波检测级考试计算公式汇总
超声波检测2级基础知识计算公式 超声波频率：f>20000Hz 声波频率：20Hz
钢中波速：c L =5900m /s c s =3230m /s 水中波速：c L =1480m /s 有机玻璃波速：c L =2730m /s c s =1460m /s 液体、气体中纵波声速：c =√B ρ 超声场特征值 声压：P =?ωAsinω(t ?x c ?) 声压幅值：P m =ρcωΑ=ρcu 质点振动速度：u =2πfΑ 声阻抗：Z =P u =ρc ? 声强：I =P 2 2Z 声强级（贝尔）：Δ=lg (I 2I 1?) 分贝差（dB ）：Δ=10lg (I 2I 1?)=20lg (P 2P 1?)=20lg (H 2H 1?) 奈培（NP ）：Δ=ln (P 2P 1?) 1NP= 1dB= 单一平面反、透射率 声压：r = P r P 0= Z 2?Z 1 Z 2+Z 1 t = P t P 0= 2Z 2 Z 2+Z 1 声强：R =(Z 2?Z 1 Z 2+Z 1) T =4Z 1Z 2 (Z 2+Z 1)2 T+R=1 t-r=1 声压往复透射率： T =4Z 1Z 2 (Z 1+Z 2)2 超声波倾斜入射界面 纵波折反射定律： sinαL C L = sinα′L C L1 = sinα′s C s1 = sinβL C L2 = sinβs C s2 第一临界角：αⅠ=arcsin C L1C L2
超声检测1、3章习题
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 超声检测1、3章习题 1-1. 什么是机械振动和机械波？二者有何关系？答：（1）联系： 机械波是由机械振动引起的；（2）区别： 机械振动研究单个质点的运动，机械波研究的是许多质点的运动. 1-2. 写出波动方程，并说明各参量的物理含义。 答： 22222=dxdcdtd，其中，为介质质点振动位移， c 为与介质性质有关的常数。 方程的解为 ()()kxwtAtxm=cos, 1-3. 何谓纵波、横波、表面波及板波？在固体和液体介质中各可传播何种类型波？为什么？答： 纵波： 振动方向与传播方向相同 L。 横波： 振动方向与传播方向相互垂直 T/S。 表面波： 沿介质表面传播。 质点振动轨迹为一椭圆。 板波： 板材特有的一种波型，它在板材厚度小于入射波波长时产生的。 1/ 6
固体中可传播的波： 横波和纵波，因有切变产生。 液体中只存在纵波。 1-4. 什么是平面波、柱面波及球面波？它们各有什么特点？答： 根据波阵面的形状为平面、柱面及球面的不同而分。 （尚 p14） 1-5. 什么是声压反射率和透射率？声波垂直入射到 Z1/Z2界面时，其声压反射率和透射率与哪些因素有关？在什么情况下声压反射率最高？答： 声压反射率是指反射声压与入射声压的比。 (尚 p38)与两种介质声阻抗率相差很大的界面上时，声压几乎全部被反射，无投射波。 1-6. 声波垂直入射到 Z1/Z2界面时，在什么情况下其声压透射率大于 1？这种情形是否违反能量守恒定律？为什么？答：水/钢，即 Z2Z1 不违背能量守恒定律。 因为反射率加透射率和为一。 1-7. 声波垂直入射到薄层两侧介质不同的界面上时，在什么情况下声压往复透过率最高？(尚 p42)() ==, 3 , 2 , 1222nnd 1-8. 分别画图说明声纵波斜入射到固/固、固/液、液/固、固/气、气/固界面上时的反射波和透射波。 (尚 p44)L 为纵波 S 为横波 1-9. 什么是第一、第二、第三临界角？其出现的条件各是什么？并画图说明。
无损检测超声检测公式汇总
超声检测公式 1.周期和频率的关系，二者互为倒数： T=1/f 2.波速、波长和频率的关系：C=f λ 或λ=f c ∶Cs ∶C R ≈∶1∶ 4.声压： P ＝P 1－P 0 帕斯卡（Pa ）微帕斯卡（μPa ）1Pa ＝1N/m 2 1Pa ＝106μP 6.声阻抗:Z ＝p/u ＝ρcu/u ＝ρc 单位为克/厘米2·秒（g/cm 2·s ）或千克/米2·秒（kg/m 2·s ） 7.声强；I ＝21Zu2＝Z P 22 单位; 瓦/厘米2（W/cm 2）或 焦耳/厘米2·秒（J/cm 2·s ） 8.声强级贝尔（BeL ）。△＝lgI 2/I 1 （BeL ） 9.声强级即分贝（dB ） △＝10lgI 2/I 1 ＝20lgP 2/P 1 （dB ） 10.仪器示波屏上的波高与回波声压成正比：△20lgP 2/P 1＝20lgH 2/H 1 （dB ） 11.声压反射率、透射率： r=Pr / P0 t =Pt / P0 ?? ?=-=+2 1//)1(1Z t Z r t r r =12120Z Z Z Z P P r +-= t =122 02Z Z Z P P t += Z 1—第一种介质的声阻抗； Z 2—第二种介质的声阻抗 12.声强反射率： R=2 12 1220???? ??+-==Z Z Z Z r I I r 声强透射率：T ()2122 14Z Z Z Z += T+R=1 t －r =1 13.声压往复透射率；T 往= 2 122 1)(4Z Z Z Z +
14.纵波斜入射: 1sin L L c α=1sin L L c α'=1n si S S c '=2sin L L c β=2sin S S c β CL1、CS1—第一介质中的纵波、横波波 速； C L2、C S2—第二介质中的纵波、横波波速；αL 、α′L —纵波入射角、反射角； β L 、βS —纵波、横波折射角；α′S —横波反射角。 15.纵波入射时：第一临界角α: βL =90°时αⅠ=arcsin 2 1 L L c c 第二临界角α：βS =90°时α Ⅱ= arcsin 21 S L c c 16.有机玻璃横波探头αL =°～°， 有机玻璃表面波探头αL ≥° 水钢界面 横波 αL =°～° 17.横波入射：第三临界角：当α′L=90°时αⅢ=arcsin 11L S c c =°当αS ≥°时，钢中横波全反射。 有机玻璃横波入射角αS （等于横波探头的折射角βS ）=35°～55°，即K=tg βS=～时，检测灵敏度最高。 18.衰减系数的计算 1. α=(Bn-Bm-20lg n/m)/2x(m-n) α—衰减系数，dB/m （单程）； )(m n B B -—两次底波分贝值之差，dB ；δ为反射损失，每次反 射损失约为（~1)dB ； X 为薄板的厚度 T ：工件检测厚度，mm ；N ：单直探头近场区长度，mm ；m 、n —底波反射次数 2、 α=(Bn-Bm-6)/2x ) (21B B -—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 ： x F P x R P P s s λλπ020=≈
超声波探伤常用计算公式
一、 1、示波屏上的波高与声压成正比。 既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1 (1NP= 1dB= 2、声压反射率r和投射率t分别为： r=P r/ P O=Z2-Z1/Z2+Z1 t=P t/ P O =2Z2/Z2+Z1 3、声强反射率R和投射率T分别为： R=r2 =(Z2-Z1/Z2+Z1)2 T=4Z1Z/(Z2+Z1)2由以上几式得：t-r=1 T+R=1 4、声压往复透射率T往：探头接收到的回波声压P a与入射波声压P O之比。既：T往=P a/P O=4Z1Z/(Z2+Z1)2 5、反射、折射定律： sinαL/C L1=sinα1L/C L1= sinα1S/C S1=sinβL/C L2=sinβS/C S2 6、第一临界角。αⅠ=arcsinC L1/C L2第二临界角。αⅡ=arcsinC L1/C S2 第三临界角：αⅢ=arcsinC S1/C L1 7、（1）薄板工件的衰减系数测定：α=(20lgBm/Bn-δ)/2x(n-m) 对于多次反射：α=[20lgBm/Bn-δ(n-m)]/2x(n-m) （2）厚板工件的衰减系数测定：α=(20lgB1/B2-6-δ)/2x 对于2次波、3次波；α=(20lgB2/δ)/2x。 对于1次波、3次波；α=(20lgB1/δ)/4x。 二 1、近场区长度：N=D2S/4λ= R2S/λ= F S/πλ= F S?/Cλ 2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角； θ0=λ/Ds≈70λ/Ds 3、波束未扩散区与扩散区：b= 4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ，未扩散区b=， 半扩散角θ0=arcsinλ/2a≈57λ/2a，
超声波检测笔试试题(含答案)
超声波检测笔试试题(含答案)
笔试考卷 单位：姓名： 评分：日期： 一是非判断题（在每题后面括号内打“X”号表示“错误”，画“○”表示正确） （共20题，每题1.5分，共30分） 1.质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离(0) 2.超声波检测时要求声束方向与缺陷取向垂直为宜(0) 3.表面波、兰姆波是不能在液体内传播的(0) 4.纵波从第一介质倾斜入射到第二介质中产生的折射横波其折射角达到90°时的纵波入射角称为第一临界角(X) 5.吸收衰减和散射衰减是材料对超声能量衰减的主要原因(0) 6.我国商品化斜探头标称的角度是表示声轴线在任何材料中的折射角(X) 7.超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比,与波长成反比(0) 8.根据公式：C=λ·f 可知声速C与频率f成正比，同一波型的超声波在同一材料中传播时高频的声波传播速度比低频大(X) 9.一台垂直线性理想的超声波检测仪，在线性范围内其回波高度与探头接收到的声压成正比例(0) 10.在人工反射体平底孔、矩形槽、横孔、V形槽中，回波声压只与声程有关而与探头折射角度无关的是横孔(0) 11.用sinθ=1.22λ/D公式计算的指向角是声束边缘声压P1与声束中心声压P0之比等于0%时的指向角(0) 12.水平线性、垂直线性、动态范围属于超声波探头的性能指标(X) 13.入射点、近场长度、扩散角属于超声波检测仪的性能指标(X) 14.在超声波检测中，如果使用的探测频率过低，在探测粗晶材料时会出现林状回波（X） 15.钢板探伤中，当同时存在底波和伤波时，说明钢板中存在小于声场直径的缺陷(0)
无损检测超声检测公式汇总
超声检测公式 1、周期与频率的关系,二者互为倒数: T =1/f 2、波速、波长与频率的关系:C=f λ 或λ=f c 3、C L ∶Cs ∶C R ≈1、8∶1∶0、9 4、声压: P ＝P 1－P 0 帕斯卡(Pa)微帕斯卡(μPa)1Pa ＝1N/m 2 1Pa ＝106μP 6、声阻抗:Z ＝p/u ＝ρcu/u ＝ρc 单位为克/厘米2·秒(g/cm 2·s)或千克/米2·秒(kg/m 2·s) 7、声强;I ＝21Zu2＝Z P 22 单位; 瓦/厘米2(W/cm 2)或 焦耳/厘米2·秒(J/cm 2·s) 8、声强级贝尔(BeL)。△＝lgI 2/I 1 (BeL) 9、声强级即分贝(dB) △＝10lgI 2/I 1 ＝20lgP 2/P 1 (dB) 10、仪器示波屏上的波高与回波声压成正比:△20lgP 2/P 1＝20lgH 2/H 1 (dB) 11、声压反射率、透射率: r=Pr / P0 t =Pt / P0 ?? ?=-=+2 1//)1(1Z t Z r t r r =12120Z Z Z Z P P r +-= t =122 02Z Z Z P P t += Z 1—第一种介质的声阻抗; Z 2—第二种介质的声阻抗 12、声强反射率: R= 2 12 1220???? ??+-==Z Z Z Z r I I r 声强透射率:T ()2122 14Z Z Z Z += T+R=1 t －r =1 13、声压往复透射率;T 往= 2 122 1)(4Z Z Z Z + 14、纵波斜入射: 1sin L L c α=1sin L L c α'=1n si S S c '=2sin L L c β=2sin S S c β CL1、CS1—第一介质中的纵波、横波波速; C L2、C S2—第二介质中的纵波、横波波速;αL 、α′L —纵波入射角、反射角; βL 、βS —纵波、横波折射角;α′S —横波反射角。 15、纵波入射时:第一临界角α: βL =90°时αⅠ=arcsin 21 L L c c 第二临界角α:βS =90°时αⅡ=arcsin 21S L c c 16、有机玻璃横波探头αL =27、6°～57、7°, 有机玻璃表面波探头αL ≥57、7° 水钢界面 横波 αL =14、5°～27、27° 17、横波入射:第三临界角:当α′L=90°时αⅢ=arcsin 11 L S c c =33、2°当αS ≥33、2°时,钢中横波全反射。 有机玻璃横波入射角αS(等于横波探头的折射角βS)=35°～55°,即K=tg βS=0、7～1、43时,检测灵敏度最高。 18、衰减系数的计算 1、 薄板 α=(Bn-Bm-20lg n/m)/2x(m-n) α—衰减系数,dB/m(单程); )(m n B B -—两次底波分贝值之差,dB;δ为反射损失,每次反射损失约为(0、5~1)dB; X 为薄板的厚度 T :工件检测厚度,mm;N :单直探头近场区长度,mm;m 、n —底波反射次数 2、厚板或粗圆柱体 α=(Bn-Bm-6)/2x )(21B B -—两次底
超声波探伤中的当量计算
超声波探伤中的当量计算 一、 当量计算公式及其应用 论证“距声源三倍近场区以远的声波近似于球面波”的文献很容易查找，恕不赘述。在此仅引用两个关键性的公式，得出计算场当量的一般公式： 0 f A S S f P p λχ= （1） 0A S B p p = （2） 式中：f p ----缺陷的反射声压 B p ----底面反射声压 0P ----换能器起始声压 A S ----压电晶片面积 f S ----缺陷面积 λ----超声波波长 χ----缺陷深度或工件厚度，即反射面与探测面之间的距离 设有两个缺陷： 实际探伤过程中发现的缺陷f f ，其深度为f χ，面积为f S ; 定起始当量的假想平底孔b f ，其深度为b χ，面积为b S ;其声压发 射比值为： 202 22224 22222024S S A f f ff f f f b b b S S A b fb b f f f b b b P P S P S P πφ2λχπφ2λχφχχχχχχφ==?=?=?
若缺陷发射声压比假想平底孔反射声压高β dB ，则 20ff fb P g P l =β 22222020g ff f b fb f b P g P l l φχχφ=? 222220g f b f b l φχχφβ=? 40g f b f b l φχχφβ=? 40 10 f b f b βφχ= ? 40 10 f b f b βχχφ=φ f b jk φ=φ （3） 式中： 40 10j β=称为分贝系数 f b k χχ= 称为深度系数 （3）式为起始当量是b φ，工件厚度（或分层探伤之层深）为b χ时，求深度为f χ，β分贝的场当量计算公式。β＝0时，j ＝10°＝1，（3）式可简化为： f b k φ=φ f b f b χχφ= ?φ （4）
超声波检测主要定律
超声波检测主要公式 1.物理基础部分: . ; 1 1.1 所需时间 质点完成一次完全振动 周期 次数 单位时间内质点振动的 频率 ： T ： f T f - - = 的距离 波在单位时间内所传播 波速 的路程 波在一个周期内所传播 波长 , ; , 2.1 - - = c f c λ λ 设B为波线上任意一点,距原点O的距离为x.因为振动从O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O 点上质点在时间(t-x/c)的位移,即: λ π ω π π ω ω ω ω 2 . 2 2 . 1 , ) cos( ) / ( cos 3.1 = = - = = - - = - = c k k T f kx t A c x t A y 波数 秒钟内变化的弧度数 即 圆频率
c Z Z p I Z p I m ρ=---= 数值上学性质其能直接表示介质的声声阻抗压力相邻质点所受到的附加弹性质点在传播声时声压内通过的平均声能单位面积上在单位时间在垂直声波传播方向上声强...,..,.24 .12 . .. .lg 20lg 205.12212212 121为基准反射回波幅度分母中的度两个比较的反射回波幅和为基准声压分母中的两个比较声压和H H H p p p H H p p dB --==? ε εσεεσσρρρ /,//,. /,.//:.//,6.111=?=?=--=-?= ?-?= 即之比与纵向相对伸长等于介质横向相对缩短介质的泊松比有关的常数与介质的泊松比即之比与其体积等于介质的质量介质的密度即之比与相对伸长等于介质承受的拉应力介质的杨氏弹性模量声速L L d d k V M V M L L S F E L L S F E k E c 横波折射角 射角分别是第二介质纵波折横波速度 第二介质纵波速度横波速度度分别是第一介质纵波速横波反射角纵波反射角入射角分别是第一介质的纵波反射折射定律 ,,,,,,,,. ,,,,sin sin sin sin sin 8 .12211,2 211,1---====t l t l t l t l l t t l l t t l l l l c c c c c c c c c ββαααββααα t r t l c c c c 92.0;82.1/7 .1≈≈在钢中
超声波检测笔试试题(含答案)
笔试考卷 单位：： 评分：日期： 一是非判断题（在每题后面括号打“X”号表示“错误”，画“○”表示正确） （共20题，每题1.5分，共30分） 1.质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离(0) 2.超声波检测时要求声束方向与缺陷取向垂直为宜(0) 3.表面波、兰姆波是不能在液体传播的(0) 4.纵波从第一介质倾斜入射到第二介质中产生的折射横波其折射角达到90°时的纵波入射角称为第一临界角(X) 5.吸收衰减和散射衰减是材料对超声能量衰减的主要原因(0) 6.我国商品化斜探头标称的角度是表示声轴线在任何材料中的折射角(X) 7.超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比,与波长成反比(0) 8.根据公式：C=λ·f 可知声速C与频率f成正比，同一波型的超声波在同一材料中传播时高频的声波传播速度比低频大(X) 9.一台垂直线性理想的超声波检测仪，在线性围其回波高度与探头接收到的声压成正比例(0) 10.在人工反射体平底孔、矩形槽、横孔、V形槽中，回波声压只与声程有关而与探头折射角度无关的是横孔(0) 11.用sinθ=1.22λ/D公式计算的指向角是声束边缘声压P1与声束中心声压P0之比等于0%时的指向角(0) 12.水平线性、垂直线性、动态围属于超声波探头的性能指标(X) 13.入射点、近场长度、扩散角属于超声波检测仪的性能指标(X) 14.在超声波检测中，如果使用的探测频率过低，在探测粗晶材料时会出现林状回波（X） 15.钢板探伤中，当同时存在底波和伤波时，说明钢板中存在小于声场直径的缺陷(0)
16.探测工件侧壁附近的缺陷时，探伤灵敏度往往会明显偏低，这是因为有侧壁干扰所致(0) 17.耦合剂的用途是消除探头与工件之间的空气以利于超声波的透射(0) 18.按照经典理论，超声波检测方法所能检测的最小缺陷尺寸大约是（λ/2）(0) 19.按JB/T4730-2005.3标准检验钢板时，相邻间距为70mm的两个缺陷，第一缺陷指示面积为20cm2，指示长度为50mm，第二缺陷指示面积为25cm2，指示长度为75mm，则此钢板（1x1m）为II级（0） 20.外径400mm，径300mm压力容器用低合金钢筒形锻件，可按JB/T4730-2005.3标准检验（X） 二选择题（将认为正确的序号字母填入题后面的括号，只能选择一个答案） （共30题，每题1.5分，共45分） 1.工业超声波检测中,产生和接收超声波的方法,最经常利用的是某些晶体的(c) a.电磁效应 b.磁致伸缩效应 c.压电效应 d.磁敏效应 2.对于无损检测技术资格等级人员,有权独立判定检测结果并签发检测报告的是(d) a.高级人员 b.中级人员 c.初级人员 d.a和b e.以上都可以 3.焊缝中常见的缺陷是下面哪一组?(b) a.裂纹,气孔,夹渣,白点和疏松 b.未熔合,气孔,未焊透,夹渣和裂纹 c.气孔,夹渣,未焊透,折叠和缩孔 d.裂纹,未焊透,未熔合,分层和咬边 4. GB/T 9445-1999无损检测人员资格鉴定与认证规定的证书一次有效期最长为（b） a.3年 b.5年 c.10年 d.15年 5.下列材料中声速最低的是（a）：a.空气b.水c.铝d.不锈钢 6.一般来说，在频率一定的情况下，在给定的材料中，横波探测缺陷要比纵波灵敏，这是因为（a） a.横波比纵波的波长短 b.在材料中横波不易扩散 c.横波质点振动的方向比缺陷更为灵敏 d.横波比纵波的波长长 7.超过人耳听觉围的声波称为超声波，它属于（c） a.电磁波 b.光波 c.机械波 d.微波
超声波探伤常用计算公式
超声波探伤常用计算公 式 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
一、 1、示波屏上的波高与声压成正比。既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1(1NP== 2、声压反射率r和投射率t分别为： r=P r /P O =Z 2 -Z 1 /Z 2 +Z 1 t=P t /P O =2Z 2 /Z 2 +Z 1 3、声强反射率R和投射率T分别为： R=r2=(Z 2-Z 1 /Z 2 +Z 1 )2T=4Z 1 Z/(Z 2 +Z 1 )2由以上几式得：t-r=1T+R=1 4、声压往复透射率T 往：探头接收到的回波声压P a 与入射波声压P O 之比。既：T 往 =P a /P O =4Z 1 Z/(Z 2 +Z 1 )2 5、反射、折射定律： sinα L /C L1 =sinα1 L /C L1 =sinα1 S /C S1 =sinβ L /C L2 =sinβ S /C S2 6、第一临界角。α Ⅰ=arcsinC L1/C L2 第二临界角。α Ⅱ=arcsinC L1 /C S2 第三临界角：αⅢ=arcsinC S1/C L1 7、（1）薄板工件的衰减系数测定：α=(20lgBm/Bn-δ)/2x(n-m) 对于多次反射：α=[20lgBm/Bn-δ(n-m)]/2x(n-m) （2）厚板工件的衰减系数测定：α=(20lgB1/B2-6-δ)/2x 对于2次波、3次波；α=(20lgB2/δ)/2x。 对于1次波、3次波；α=(20lgB1/δ)/4x。 二 1、近场区长度：N=D2 S /4λ=R2 S /λ=F S /πλ=F S /Cλ 2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角； θ =λ/Ds≈70λ/Ds 3、波束未扩散区与扩散区：b= 4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ，未扩散区b=， 半扩散角θ =arcsinλ/2a≈57λ/2a， 5、近场区在两种介质中的分布；公式N=D2 S /4λ只适用均匀介质。在水、钢两种介质中，当水层厚度较小时，进场区就会分布在水、钢两种介质中，设水层厚度为L，则钢中剩余进场区长度N 为： N=N 2-LC 1 /C 2 =D2 S /4λ-LC 1 /C 2 ，
无损检测人员II级超声检测基础理论试卷(含答案)
中国船级社无损检测人员II 级超声检测基础理论试卷参考答案 （2009.09） 一．判断题（正确的画O ，错误的画×，每题2.5分，共25分） 1.材料（介质衰减）的声阻抗越大，超声波传播时衰减越大 （×） 见书P .39中超声波能量衰减的主要原因：波速扩散、晶粒扩散、介质吸收。波速扩散仅仅 取决于波阵面的形状；吸收衰减主要与超声波频率有关；散射（晶粒）衰减主要与晶粒直 径和超声波频率有关，故与声阻抗没直接关系。 见书P .19中声阻抗是超声场中任一点的声压与该处质点振动速度之比，Z=P/u=ρc,随温度 的增加而降低。 2.纵波的传播方向与质点振动方向平行，而横波的传播方向与质点振动方向相垂直 （O ） 见书P .10和P .11 3.水中（空气中）是不能传播横波的，因此，不能用水浸法对固体材料进行横波探伤 （×） 水中是不能传播横波，但可通过水中传播的纵波对固体材料斜入射，在固体中折射成横波 进行检测。 4.超声波探伤的频率取决于仪器的重复频率，重复频率越高，超声波频率越高 （×） 超声波的频率取决于晶片振动频率，也取决于发射电路发射的高频电脉冲的频率。仪器的 重复频率是同步电路控制的扫描电路和发射电路在单位时间内工作的次数。 5.斜探头中斜楔前部磨损会导致K 值变小 （O ） 6.在厚钢板超声波探伤中，如出现缺陷的多次反射波，说明缺陷一定比较大 （×） 如果只有缺陷多次反射波而无底波，则缺陷一定比较大，缺陷面积定大于声束截面。 7.钢板分层的超声波检测，在任何条件下，单晶直探头均是有效的 （×） 单晶直探头盲区较大，当缺陷在盲区内就无法检测出。一般20㎜以下钢板用双晶直探头， 6㎜以下钢板用板波检测。 8.大型铸件超声波探伤时，应采用较高频率，以保证有足够的穿透能力 （×） 频率高，衰减就越大，穿透力低。 9.横波检测焊缝根部未焊透时，选用K2探头灵敏度较高 （×） P119应选用折射角为45o 探头，则检测焊缝根部未焊透时灵敏度较高。 二．选择题（将正确的答案代号填入括号中，每题2分，共52分） 1.以下哪种方法不能确定缺陷的深度： （B ） A.垂直入射法 B.穿透法 C.斜入射法 D.水浸法 2.工程上，在金属材料的超声波探伤中，使用最多的频率范围是： （C ） A.10～25MHz B.1～1000KHz C.1～5MHz D.大于2000MHz 3.如果要测定材料中的单声程（在远场）衰减系数，可用下列哪个公式 （B ） A. T B B 23dB -(dB)/21= α B.T B B 26dB -(dB)/21=α C. T B B 29dB -(dB)/21=α D.T B B 212dB -(dB)/21=α 4.单直探头接触法纵波超声波检测中，靠近入射面的不连续不能检测出来，下列叙述中正确 的是 （C ） A.探头近场区过大 B.不连续性落在未扩散区内 C.操作系统盲区大 D.以上均可能 5.超声波探伤用的横波，具有的特点是 （A ）
超声检测计算公式及习题
超声检测公式及计算题
* 铝（Al ）的纵波声速为6300m/s ，横波声速为3100m/s 。试计算2MHz 声波在铝中的纵、横波波长。 f c λλf c = →= 解： * 甘油的密度为1270kg/m 3，纵波声速为1900m/s ，计算其声阻抗。 c z ρ= 解： 5P20×10K2探头，楔块中声速C L1=2700m/s ，钢中声速C L2=5900m/s ，C S2=3200m/s ，求探头入射角为多少度 s 2l 1C sinβC sinαtgβK = --= 解： 已知钢中C S 钢=3200m/s ，某硬质合金中，C S 硬=4000m/s ，铝中C S 铝=3080m/s ，求用探测钢的横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K 值为多少 ） （） （mm f C mm f C S S L L 55.110 210310015.310 21063006363 =??===??==λλs m kg c Z ??≈?==26/104.219001270ρ0 12 112101149)4.63sin 3200 2700 (sin sin sin sin sin 4.632≈?=?=→====----）（βαβαβS L S L C C C C tg K tg
s 2l 1C sinβ C sinα= 解： * 示波屏上有A 、B 、C 三个波，其中A 波高为满刻度的80%，B 波为50%，C 波为20%。 ①、设A 波为基准（0dB ），则B 、C 波各为多少dB ②、设B 波为基准（10dB ），则A 、C 波各为多少dB ③、设C 波为基准（-8dB ），则A 、B 波各为多少dB 铝 铝 硬硬钢钢有钢有在钢中，，楔块中声速为设入射角为S S 01-1-L sin C sin sin sin 451.0tg K C C C C tg S L βββαβα======0.9 42.442.4)45sin 32303080(sin sin C (sin sin C sin sin sin 8 .11.611.61)45sin 3230 4000 ( sin sin C ( sin 00 01S 1S S 00 01S 1====?=?========?=?=----tg tg K C C C C tg tg K C S S L S 铝铝钢钢铝铝铝 铝 硬硬钢钢有硬硬钢钢 硬 硬））ββββββαβββ2 1H H 20lg Δ=
超声波测声速汇总
超声波测声速 声波是一种在弹性介质中传播的机械波,它是纵波,其振动方向与传播方向一致.声速是描述声波在介质中传播特性的一个基本物理量,它与介质的特性及状态因素有关,因而通过介质中声速的测定,可以了解介质的特性或状态变化。例如，测量氯气、蔗糖等气体或溶液的浓度、氯丁橡胶乳液的比重以及输油管中不同油品的分界面等等，这些问题都可以通过测定这些物质中的声速来解决。 频率低于20Hz的声波称为次声波；频率在20Hz～20kHz的声波可以被人听到,称为可闻声波;频率在20kHz以上的声波称为超声波.超声波的传播速度就是声波的速度.由于超声波具有波长短、易发射、能定向传播等优点,在超声波段进行声速测量是比较方便的. 本实验用压电陶瓷超声换能器来测定超声波在空气中的传播速度。 [实验目的] 1.学习相位比较法测定声速的原理及方法.加深对振动合成等理论知识的理解 2.了解压电换能器的工作原理和功能,进一步熟悉信号发生器、示波器的使用 3.练习使用逐差法处理数据 [实验仪器] 声速测定组合仪,信号发生器,示波器 声速测量仪： 由发射器、接收器、游标卡尺组成。当一交变正弦电压信号加在发射器上时，由于压电晶片的逆压电效应，产生机械振动发生超声波。可移动的接收器，将接收的声振动转化为电振动信号输至示波器。接收器的位置由游标卡尺读数确定。 图1. 声速测量仪 使用方法：
左击或右击换能器，可以改变换能器面与水平方向的夹角。按下右边换能器的拖动，可以改变两个换能器之间的的距离。点击或按下窗体中上部的微调按钮，可以缓慢改变两个换能器之间的距离。 信号发生器： 图2. 信号发生器 它是一种多功能信号发生器，可以输出正弦波、方波、三角波三种波形的交变信号，信号频率范围为10Hz—2000kHz，既可分档调节，又可连续调节。信号幅度可连续调节。 1．频率显示窗口：显示输出信号的频率或外测频信号的频率，用五位数字显示信号的频率，且频率连续可调（输出信号时）。 2．幅度显示窗口：显示函数输出信号的幅度，由三位数字显示信号的幅度。 3．输出波形，对称性调节旋钮（SYM）：调节此旋钮可改变输出信号的对称性。当电位器处在关闭或者中心位置时，则输出对称信号。输出波形对称调节器可改变输出脉冲信号空度比，与此类似，输出波形为三角或正弦时可使三角波调变为锯齿波, 正弦波调变为正与负半周分别为不同角频率的正弦波形，且可移相180?。（仿真实验中使用方法：右键单击进行顺时针旋转，左键打击进行逆时针旋转。） 4．速率调节旋钮（WIDTH）：调节此电位器可以改变内扫描的时间长短。在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为外输入测量信号经过低通开关进入测量系统。 5．扫描宽度调节旋钮（RATE）：调节此电位器可调节扫频输出的扫频范围。在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为外输入测量信号经过衰减“20dB”进入测量系统。 6．外部输入插座（INPUT）：当“扫描/计数键”（13）功能选择在外扫描外计数状态时，外扫描控制信号或外测频信号由此输入。 7． TTL信号输出端（TTL OUT）：输出标准的TTL幅度的脉冲信号，输出阻抗为600Ω。 8．函数信号输出端：输出多种波形受控的函数信号，输出幅度20Vp–p（1MΩ负载）,10Vp–p (50Ω负载)。
超声波检测——超声二级考试试题
超声二级考试试题及答案 一是非判断题（在每题后面括号内打“X”号表示“错误”，画“○”表示正确） （共20题，每题1.5分，共30分） 1.质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离(0) 2.超声波检测时要求声束方向与缺陷取向垂直为宜(0) 3.表面波、兰姆波是不能在液体内传播的(0) 4.纵波从第一介质倾斜入射到第二介质中产生的折射横波其折射角达到90°时的纵波入射角称为第一临界角(X) 5.吸收衰减和散射衰减是材料对超声能量衰减的主要原因(0) 6.我国商品化斜探头标称的角度是表示声轴线在任何材料中的折射角(X) 7.超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比与波长成反比(0) 8.根据公式：C=λ·f 可知声速C与频率f成正比，同一波型的超声波在同一材料中传播时高频的声波传播速度比低频大(X) 9.一台垂直线性理想的超声波检测仪，在线性范围内其回波高度与探头接收到的声压成正比例(0) 10.在人工反射体平底孔、矩形槽、横孔、V形槽中，回波声压只与声程有关而与探头折射角度无关的是横孔(0) 11.用sinθ=1.22λ/D公式计算的指向角是声束边缘声压P1与声束中心声压P0之比等于0%时的指向角(0) 12.水平线性、垂直线性、动态范围属于超声波探头的性能指标(X) 13.入射点、近场长度、扩散角属于超声波检测仪的性能指标(X) 14.在超声波检测中，如果使用的探测频率过低，在探测粗晶材料时会出现林状回波（X） 15.钢板探伤中，当同时存在底波和伤波时，说明钢板中存在小于声场直径的缺陷(0) 16.探测工件侧壁附近的缺陷时，探伤灵敏度往往会明显偏低，这是因为有侧壁干扰所致(0)
超声检测计算公式及习题.
超声检测公式及计算题 武玉林 二O一一年5月
*1.1 铝（Al ）的纵波声速为6300m/s ，横波声速为3100m/s 。试计算2MHz 声波在铝中的纵、横波波长。 f c λλf c = →= 解： *1.2 甘油的密度为1270kg/m 3，纵波声速为1900m/s ，计算其声阻抗。 c z ρ= 解： 1.4 5P20×10K2探头，楔块中声速C L1=2700m/s ，钢中声速C L2=5900m/s ，C S2=3200m/s ，求探头入射角为多少度？ == l1s2 sin αsin βK tg β C C 解： 1.8 已知钢中C S 钢=3200m/s ，某硬质合金中，C S 硬=4000m/s ，铝中C S 铝=3080m/s ，求用探测钢的K1.0横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K 值为多少？ ） （） （mm f C mm f C S S L L 55.110 210310015.310210630063 63=??===??==λλs m kg c Z ??≈?==26/104.219001270ρ0 12 112101149)4.63sin 3200 2700 (sin sin sin sin sin 4.632≈?=?=→====----）（βαβαβS L S L C C C C tg K tg
s2l 1C sinβ C sinα= 解： *1.10 示波屏上有A 、B 、C 三个波，其中A 波高为满刻度的80%，B 波为50%，C 波为20%。 ①、设A 波为基准（0dB ），则B 、C 波各为多少dB ？ ②、设B 波为基准（10dB ），则A 、C 波各为多少dB ？ ③、设C 波为基准（-8dB ），则A 、B 波各为多少dB ？ 铝 铝 硬硬钢钢有钢有在钢中，，楔块中声速为设入射角为S S 01-1-L sin C sin sin sin 451.0tg K C C C C tg S L βββαβα======0.9 42.442.4)45sin 32303080(sin sin C (sin sin C sin sin sin 8 .11.611.61)45sin 3230 4000 ( sin sin C ( sin 00 01S 1S S 00 01S 1====?=?========?=?=----tg tg K C C C C tg tg K C S S L S 铝铝钢钢铝铝铝 铝 硬硬钢钢有硬硬钢钢 硬 硬））ββββββαβββ2 1H H 20lg Δ=
超声检测习题库及答案
一、是非题 1.1受迫振动的频率等于策动力的频率.( ) 1.2波只能在弹性介质中产生和传播.( ) 1.3由于机械波是机械振动产生的，所以波动频率等于振动频率.( ) 1.4由于机械波是由机械振动产生的，所以波长等于振幅.( ) 1.5传声介质的弹性模量越大，密度越小，声速就越高.( ) 1.6材料组织不均匀会影响声速，所以对铸铁材料超声波探伤和测厚必须注意这一问题.( ) 1.7一般固体介质中的声速随温度升高而增大.( ) 1.8由端角反射率实试验结果推断，使用K≥1.5的探头探测单面焊焊缝根部未焊透缺陷，灵敏度较低，可能造成漏检.( ) 1.9超声波扩散衰减的大小与介质无关.( ) 1.10超声波的频率越高，传播速度越快.( ) 1.11介质能传播横波和表面波的必要条件是介质具有切变弹性模量.( ) 1.12频率相同的纵波，在水中的波长大于在钢中的波长.( ) 1.13既然水波能在水面传播，那么超声表面波也能沿液体表面传播.( ) 1.14因为超声波是由机械振动产生的，所以超声波在介质中的传播速度即为质点的振动速度.( ) 1.15如材质相同，细钢棒（直径＜λ=与钢锻件中的声速相同、）.( ) 1.16在同种固体材料中，纵、横波声速之比为常数.( ) 1.17水的温度升高时，超声波在水中的传播速度亦随着增加.( ) 1.18几乎所有的液体（水除外），其声速都随温度的升高而减小.( ) 1.19波的叠加原理说明，几列波在同一介质中传播并相遇时，都可以合成一个波继续传播.( ) 1.20介质中形成驻波时，相邻两波节或波腹之间的距离是一个波长.( ) 1.21具有一定能量的声束，在铝中要比在钢中传播的更远.( ) 1.22材料中应力会影响超声波传播速度，在拉应力时声速减小，在压应力时声速增大，根据这一特性，可用超声波测量材料的内应力.( ) 1.23材料的声阻抗越大，超声波衰减越大.( ) 1.24平面波垂直入射到界面上，入射声压等于透射声压和反射声压之和.( ) 1.25平面波垂直入射到界面上，入射能量等于透射能量和反射能量之和.( ) 1.26超声波的扩散衰减与波型，声程和传声介质、晶粒度有关.( ) 1.27对同一材料而言，横波的衰减系数比纵波大得多.( ) 1.28界面上入射声束的折射角等于反射角.( ) 1.29当声束以一定角度入射到不同介质的界面上，会发生波形转换.( ) 1.30在同一固体材料中，传播纵、横波时声阻抗不一样.( ) 1.31声阻抗是衡量介质声学特性的重要参数，温度变化对材料的声阻抗无任何影响.( ) 1.32超声波垂直入射到平界面时，声强反射率与声强透射率之和等于 1.( ) 1.33超声波垂直入射到异质界面时，界面一侧的总声压等于另一侧的总声压.( ) 1.34超声波垂直入射到Z2 >Z1的界面时，声压透射率大于1，说明界面有增强声压的作用.( ) 1.35超声波垂直入射到异质界面时，声压往复透射率与声强透射率在数值上相等.( ) 1.36超声波垂直入射时，界面两侧介质声阻抗差愈小，声压往复透射率愈低.( ) 1.37当钢中的气隙（如裂纹）厚度一定时，超声波频率增加，反射波高也随着增加.( ) 1.38超声波倾斜入射到异质界面时，同种波型的反射角等于折射角.( ) 1.39超声波倾斜入射到异质界面时，同种波型的折射角总大于入射角.( ) 1.40超声波以10ο角入射至水/钢界面时，反射角等于10ο.( )