【正文】 法） 測長法當工件中缺陷尺寸大于聲束截面時，一般采用測長法來確定缺陷的長度。根據(jù)測定缺陷長度時的靈敏度基準不同將測長法分為相對靈敏度法、絕對靈敏度法和端點峰值法。（1）6 dB法（半波高度法）：由于波高降低6 dB后正好為原來的一半，因此6 dB法又稱為半波高度法。半波高度法（6 dB法）是用來對缺陷測長較常用的一種方法。這種方法適用于測長掃查過程中缺陷反射波有多個高點的情況。測長靈敏度高，缺陷長度大。端點峰值法測得的缺陷長度比端點6 dB法測得的指示長度要小一些。缺陷愈大，缺陷波愈高，底波就愈低，缺陷波高與底波波高之比就愈大?！〉撞ǜ叨确ǎ╝）F/BF　(b)F/BGBG/BF法是在一定的靈敏度條件下，以無缺陷處底波BG與缺陷處底波BF之比來衡量缺陷的相對大小。此外底波高度法只適用于具有平行底面的工件?！∪毕葑陨砀叨鹊臏y定設(shè)備的安全可靠性除與缺陷長度有關(guān)外，還與缺陷自身高度有關(guān)。雖然測定方法較多，但實際應(yīng)用時，測量精度不高，誤差較大。當缺陷深度較小時，波高隨缺陷深度增加而升高?！”砻娌úǜ叻? 　單探頭表面波時延法 表面波時延法（1）單探頭法：，儀器按表面波聲程1∶n調(diào)節(jié)比例，表面波在缺陷開口A處和尖端B處產(chǎn)生A、B兩個反射回波。缺陷表面過于粗糙，測試誤差增加。實驗室測試誤差可達177。還有缺陷表面過于粗糙，接收回波低，且誤差增大。當K=。具體方法這里不再贅述。 橫波端角反射法（a）所示，橫波入射到下表面開口缺陷時產(chǎn)生端角反射回波，其回波高與缺陷深度h同波長λ之比h/λ有關(guān)。這種方法用于測試下表面開口缺陷深度。當工件中存在缺陷時，發(fā)射探頭發(fā)出的波從缺陷反射到底面，再從底面反射至接收探頭，在示波屏上產(chǎn)生一個回波?！M波串列式雙探頭法 　串列式掃查死區(qū)串列式雙探頭法測定缺陷下端點時,存在一個探測不到的死區(qū),。最后根據(jù)A、B位置的聲程xx2和K（β）求得h： ()式中　ββ2——聲束軸線聲壓下降10dB時的折射角，可用試塊上的人工缺陷測定。發(fā)射探頭發(fā)出的波在缺陷端部產(chǎn)生衍射。1～2mm?！M波端部回波峰值法利用、6dB法還可測定表面未開口缺陷的高度。 影響缺陷定位的主要因素1．儀器的影響（1）儀器水平線性:儀器水平線性的好壞對缺陷定位有一定的影響。當實際上這兩者往往難以重合。發(fā)現(xiàn)缺陷時，不能判定是哪個主聲束發(fā)現(xiàn)的，因此也就難以確定缺陷的實際位置。當斜楔前面磨損較大時，折射角減小，K值也減小。當凹槽深度為λ/2時，則進入工件的聲波相位正好相反，這樣就猶如一個正負交替變化的次聲源作用在工件上，使進入工件的聲波互相干涉形成分叉，從而使缺陷定位困難。當應(yīng)力方向與波的傳播方向一致時，若應(yīng)力為壓縮應(yīng)力，則應(yīng)力作用使試件彈性增加，這時聲速加快。一種是平面與曲面接觸，這時為點或線接觸，握持不當，探頭折射角容易發(fā)生變化。當探測的工件溫度發(fā)生變化時，工件中的聲速發(fā)生變化，使探頭的折射角隨之發(fā)生變化。時，β45176。缺陷傾斜時，擴散波未入射至缺陷時回波較高；而定位時誤認為缺陷在軸線上，從而導(dǎo)致定位不準。（2）入射點、K值：橫波探測時，當測定探頭的入射點、K值誤差較大時，也會影響缺陷定位。儀器的垂直線性、衰減器精度、頻率、探頭形式、晶片尺寸、折射角大小等都直接影響回波高度。ΔBf增加。因此衰減器精度直接影響缺陷定量，衰減器精度低定量誤差大。如鍛件、鋼板中的缺陷大多平行于探測面，宜采用縱波直探頭。對于近表面缺陷，宜采用分割式雙晶探頭。對于橫波K值斜探頭而言，不同K值的探頭的靈敏度不同。）時，回波較高，當K=～（βs=55176。由（）式可知,當耦合層厚度等于半波長的整數(shù)倍時,聲強透射率與耦合劑性質(zhì)無關(guān)。（2）衰減的影響：實際工件是存在介質(zhì)衰減的，由介質(zhì)衰減引起的分貝差Δ=2ax可知，當衰減系數(shù)較大或距離x較大時，由此引起的衰減Δ也較大。3．試件幾何形狀和尺寸的影響試件底面形狀不同,回波高度不一樣,凸曲面使反射波發(fā)散,回波降低:凹曲面使反射波聚，回波升高。實際檢測中應(yīng)綜合考慮以上因素對定量的影響，否則會使定量誤差增加。側(cè)壁附近的缺陷，靠近側(cè)壁探測回波低，遠離側(cè)壁探測反而回波高。當試件尺寸較小，缺陷位于3N以內(nèi)時，利用底波調(diào)靈敏度并定量，將會使定量誤差增加。對于各種形狀的點狀缺陷，當尺寸很小時，缺陷形狀對波高的影響就變得很小。因此對缺陷尺寸估計偏小的可能性很大。時，波幅下降到1/10，傾斜12176。當缺陷直徑低于上述值時，缺陷波指向性變壞，缺陷回波降低。表面光滑與否，對反射波指向性已無影響。否則就是粗糙表面。（5）缺陷性質(zhì)的影響：缺陷回波波高受缺陷性質(zhì)的影響。所以，試件中缺陷性能不同，大小相同的缺陷波波高不同。層厚超過1/4波長時，缺陷回波波高保持在一定水平上?！∪毕菪再|(zhì)分析超聲波檢測除了確定工件中缺陷的位置和大小外，還應(yīng)盡可能判定缺陷的性質(zhì)。檢測人員根據(jù)這兩方面的信息來判定缺陷的性質(zhì)是有困難的。鑄造過程中可能產(chǎn)生氣孔、縮孔、疏松和裂紋等缺陷。對于平面形缺陷，在不同的方向上探測，其缺陷回波高度顯著不同。一般的氣孔、夾渣等屬于點狀缺陷。靜態(tài)波形是指探頭不動時缺陷波的高度、形狀和密集程度。另外，不同類型缺陷反射波的形狀也有一定的差別?！饪缀蛫A渣的靜態(tài)波形單個缺陷與密集缺陷的區(qū)分比較容易。動態(tài)波形圖橫坐標為探頭移動距離，縱坐標為波高。 點反射。1. 波形模式Ⅰ 表示點反射體產(chǎn)生的波形模式Ⅰ，即在熒光屏上顯示出的一個尖銳回波。．動態(tài)波形超聲波入射到不同性質(zhì)的缺陷上，其動態(tài)波形是不同的。而夾渣表面粗糙，界面反射率低，同時還有部分聲波透入夾渣層，形成多次反射，波形寬度大并帶鋸齒。．靜態(tài)波形缺陷內(nèi)含物的聲阻抗對缺陷回波高度有較大的影響，白點、氣孔等內(nèi)含氣體，聲阻抗很小反射回波高。一般白點、疏松、密集氣孔等屬于密集形缺陷。一般的裂紋、夾層、折疊等缺陷就屬于平面形缺陷。在檢測前應(yīng)查閱有關(guān)工件的圖紙和資料，了解工件的材料、結(jié)構(gòu)特點、幾何尺寸和加工工藝，這對于正確判定估計缺陷的性質(zhì)是十分有益的。 根據(jù)加工藝分析缺陷性質(zhì)工件內(nèi)所形成的各種缺陷與加工工藝密切相關(guān)。因此，缺陷定性十分重要。缺陷位于近場區(qū)時，同樣大小的缺陷隨位置起伏變化，定量誤差大。但是，對于非金屬夾雜物等缺陷，缺陷與材料之間的聲阻抗差異較小，透射的聲波已不能忽略，缺陷波高相應(yīng)降低。當兩邊聲阻抗差異較大時，近似地可認為是全反射，反射聲波強。當聲波傾斜入射時，缺陷回波波高隨著凹凸程度與波長的比值增大而增高。（4）缺陷表面粗糙度的影響：缺陷表面光滑與否，用波長衡量。當缺陷直徑小于波長的3倍時，缺陷反射不能看成鏡面反射，這時缺陷波能量呈球形分布。 光滑面波高與入射角的關(guān)系（3）缺陷波的指向性：缺陷波高與缺陷波的指向性有關(guān)，缺陷波的指向性與缺陷大小有關(guān)，而且差別較大。當有傾角時，缺陷波高隨入射角的增大而急劇下降。缺陷變小時，波高急劇下降，很容易下降到檢測儀不能發(fā)現(xiàn)的程度。平面形缺陷波高與缺陷面積成正比。必要時還可采用試塊比較法來定量，以便提高定量精度。當試件底面與探測面不平行、底面粗糙或沾有水跡、油污時將會使底波下降，這樣利用底波調(diào)節(jié)的靈敏度將會偏高，缺陷定量誤差增加。入射點處的回波聲壓理論上同平底面試件。因此在檢測晶粒較粗大和大型工件時，應(yīng)測定材質(zhì)的衰減系數(shù)，并在定量計算時考慮介質(zhì)衰減的影響。因此，實際檢測中耦合劑的聲阻抗，對探頭施加的壓力大小都會影響缺陷回波高度，進而影響缺陷定量。）時，回波很低，容易引起漏檢。特別是橫波檢測平板對接焊縫根部未焊透等缺陷時，不同K值探頭探測同一根部缺陷，其回波高相差較大，當K=～（βs=35176。晶片尺寸影響近場區(qū)長度和波來指向性，因此對定量也有一定的影響。宜采用橫波探頭。垂直線性差，定量誤差大。（2）衰減器精度和垂直線性的影響：A型脈沖反射式超聲波檢測儀是根據(jù)相對波高來對缺陷定量的。（1）頻率的影響：由可知，超聲波頻率f對于大平底與平底孔回波高度的分貝差ΔBf有直接影響。例如JB115281標準規(guī)定聲程修正系數(shù)μ=（K=，γ/R＜；K=，γ/R；K=，γ/R＜＝,要用曲面試塊修正,否則定位誤差大。另外，調(diào)節(jié)比例時，回波前沿沒有對準相應(yīng)水平刻度或讀數(shù)不準。時，β＞45176。的探頭折射角變化情況。（4）工件邊界：當缺陷靠近工件邊界時，由于側(cè)壁反射波與直接入射波在缺陷處產(chǎn)生干涉，使聲場聲壓分布發(fā)生變化，聲束軸線發(fā)生偏離、使缺陷定位誤差增加。當應(yīng)力與波的傳播方向不一致時，波動過程中質(zhì)點振動軌跡受應(yīng)力干擾，使波的傳播方向產(chǎn)生偏離，影響缺陷定位。當工件與試塊的聲速不同時，就會使探頭的K值發(fā)生變化。（4）探頭指向性：探頭半擴散角小，指向性好，缺陷定位誤差小，反之定位誤差大。當操作者用力不均時，探頭斜楔前后磨損不同。（2）探頭雙峰：一般探頭發(fā)射的聲場只有一個主聲束，遠場區(qū)軸線上聲壓最高。（2）儀器水平刻度精度：儀器時基線比例是根據(jù)未波屏上水平刻度值來調(diào)節(jié)的，當儀器水平刻度不準時，缺陷定位誤差增大。探頭前后移動波束軸線打到缺陷上、下端點，產(chǎn)生較強的回波FF2，當FF2降為半波高度（6dB法）時，探頭位于2處，據(jù)2處的聲程xx2和探頭的K（β）值可求得缺陷自身高度h： ()利用探頭2處的間距a也可求得h： （）　端部回波峰值法測未開口缺陷　影響缺陷定位、定量的主要因素目前A型脈沖反射式超聲波檢測儀是根據(jù)熒光屏上缺陷波的位置和高度來評價被檢工件中缺陷的位置和大小，然而影響缺陷波位置和高度的因素很多。當F。這是缺陷深度h為：　衍射波法 （）這種方法適用于檢測高度≥3mm的表面開口缺陷。目前國內(nèi)處用得較多的是10dB。這種方法用于測試表面未開口缺陷高度。兩探頭前后平行掃查，確定聲束軸線入射到缺陷上下端點時的位置A、A′和B、B′。需用兩個K（β）值相同的斜探頭進行串列式探測來測定缺陷的高度。特別是探頭K（β）值較大，這種起伏變化更大。橫波端部回波峰值法是目前應(yīng)用較廣的一種方法，其測試誤差較小。當聲波主聲束軸線入射到缺陷中部時，由于缺陷表面凹凸不平，示波屏上將產(chǎn)生回波F。根據(jù)探頭前沿至缺陷的距離a和探頭的K（β）值可得缺陷深度h為： （）式中　l0——探頭前沿長度。但當缺陷內(nèi)含油或水等液體時，表面波有可能跨越缺陷開口，使測試誤差大大增加。（2）雙探頭法：。 ()這種方法只適用于深度較大的開口缺陷。這種方法只適用于測試深度較小的表面開口缺陷。這里的缺陷包括表面開口和未開口缺陷，表面開口缺陷又分為上表面開口和下表面開口兩種情況。然而缺陷高度測定比長度困難更大。底波次數(shù)少，缺陷尺寸大或密集程度嚴重。但不能給出缺陷的當量尺寸，同樣大小的缺陷，距離不同，F(xiàn)/BF不同，距離小時F/BF大，距離大時F/BF小。F/BF法是在一定的靈敏度條件下，以缺陷波高F與缺陷處底波高BF之比來衡量缺陷的相對大小，（a）?！《它c峰值測長法 底波高度法底波高度法是利用缺陷波與底波的相對波高來衡量缺陷的相對大小。探頭在測長掃查過程中，如發(fā)現(xiàn)缺陷反射波峰值起伏變化，有多個高點時，則可以缺陷兩端反射波極大值之間探頭的移動長度來確定為缺陷指示長度。絕對靈敏度測長法是在儀器靈敏度一定的條件下，探頭沿缺陷長度方向平行移動，當缺陷波高降到規(guī)定位置時（）探頭移動的距離，即為缺陷的指示長度。（2）端點6 dB法（端點半波高度法）：當缺陷各部分反射波高有很大變化時，測長采用端點6 dB法。6 dB法的具體做法是：移動探頭找到缺陷的最大反射波后，調(diào)節(jié)衰減器，使缺陷波高降至基準波高。降低的分貝值有3 dB、6 dB、10 dB、12 dB、20 dB、等幾種。按規(guī)定的方法測定的缺陷長度稱為缺陷的指示長度。，因此這里也應(yīng)扣除介質(zhì)衰減的分貝差：Δ12=222a(x2x1)=222100=20 dB，由xB=500作垂線交Ф曲線于a點，由a向上數(shù)20 dB至b點，過b點作水平線交過xf=400所作垂線于c點，c點對應(yīng)的當量大小為Ф5，即此缺陷的當量平底孔尺寸為Ф5mm。當量AVG曲線法是利用通用AVG或?qū)嵱肁VG曲線來確定工件中缺陷的當量尺寸。設(shè)420 mm處大平底回波聲壓為PB，210 mm處缺陷回波聲壓為Pf，則有 mm。利用以上兩式和測試結(jié)果可以算出缺陷的當量平底孔尺寸。應(yīng)用當量計算法對缺陷定量不需要任何試塊，是目前廣泛應(yīng)用的一種當量法。同時操作也比較煩瑣，現(xiàn)場檢測要攜帶很多試塊，很不方便。當同聲程處的自然缺陷回波與某人工缺陷回波高度相等時，該人工缺陷的尺寸就是此自然缺陷的當量大小。 當量法采用當量法確定的缺陷尺寸是缺陷的當量尺寸?！∪毕荽笮〉臏y定缺陷定量包括確定缺陷的大小和數(shù)量，而缺陷的大小指缺陷的面積和長度。當K=，可探測的最大壁厚與外徑之比Tm/D=，內(nèi)外半徑之比r/R=。r/RTm/D由上表可知,探頭的K值愈小，可探測的最大壁厚就愈大，K值愈大，可探測的最大壁厚就愈小。176。35176。不同K值探頭最大探測壁厚Tm與工件外徑D之比Tm/D可由下述方法導(dǎo)出。下面舉例說明周向探測圓柱曲面缺陷定位。　 d(l)1020304050607080901001101201301401501601020314152637485971091201321451571701