【正文】 P∝ FS， P∝ 1/x 。 ??? c osc osxKFPSS2?K系數(shù) Fs波源的面積 λs2第二介質中橫波波長 X軸線上某點到假想波源的距離 2022/5/30 橫波聲場結構 ? 2. 近場區(qū)長度 ? 橫波聲場近場區(qū)長度為： ? N∝ FS， N∝ 1/ λs2 。 ? 第二介質中的近場區(qū)長度： ? 式中： FS—— 波源面積； ? λs2—— 介質中橫波波長； ? L1—— 入射點至波源的距離； ? L2—— 入射點至假想波源的距離。 ???? c o sc o sFNSS2??????? t ant anLc o sc o sFLN39。NSS122 ????2022/5/30 橫波聲場結構 3. 半擴散角 (1) 縱波斜入射在第二介質中產生 橫波聲場，波束不對稱于聲束 軸線，存在上下（ θ上 、 θ下 ） 兩個半擴散角，且 θ上 ＞ θ下 。 θ上 ＝ β2－ β θ下 ＝ β－ β1 sinβ1＝ a－ b, sinβ2＝ a＋ b (2) 橫波垂直入射時，其聲束對稱于軸線，半擴散角 θ0為： 圓形聲源： 矩形正方形聲源： 212211 ??????????SLD.si na ???? c osCD LSSL121221?SSSS c s i n220 70221 ??? ??SSSDaar c s i n220 572??? ??2022/5/30 規(guī)則反射體的回波聲壓 ? 當量法 ：在同樣的檢測條件下，當自然缺陷回波與某人工規(guī)則反射體回波等高時，則該人工規(guī)則反射體的尺寸就是此自然缺陷的當量尺寸。 ? 平底孔回波聲壓 ? 超聲波波束軸線垂直于平底孔，超聲波在平底孔上全反射，回波聲壓為： ? 任意兩個距離直徑不同的平底孔回波分貝差為 ： ）（ N3x220 ??? x FFPxFPP fSfxf ??)3(lg40lg2012212112 NxxDxDPPffff ????平底孔直徑一定，距離增加一倍，其回波下降 12dB 平底孔距離一定，直徑增加一倍，其回波上升 12dB 2022/5/30 規(guī)則反射體的回波聲壓 ? 長橫孔回波聲壓 ? 長橫孔直徑較小，長度大于波束截面尺寸，超聲波垂直入射到長橫孔的反射回波聲壓為： ? 任意兩個距離直徑不同的長橫孔回波分貝差為 ： ）（ N3x2222 00 ???? xDxFPxD DxFPP fSffSf ??）（ NxxD xDPPffff 3lg10lg203123212112 ????長橫孔直徑一定，距離增加一倍，其回波下降 9dB 長橫孔距離一定，直徑增加一倍，其回波上升 3dB 2022/5/30 規(guī)則反射體的回波聲壓 ? 短橫孔回波聲壓 ? 短橫孔長度明顯小于波束截面尺寸，超聲波垂直入射到短橫孔的反射回波聲壓為： ? 任意兩個距離、長度和直徑不同的短橫孔回波分貝差為： )3(2 20 NxDx lFPP ffSf ?? ??)3(lg10lg2021414222212112 NxDDxxllPPffffff ????短橫孔直徑和長度一定，距離增加一倍，其回波下降 12dB 短橫孔直徑和距離一定，長度增加一倍，其回波上升 6dB 短橫孔長度和距離一定，直徑增加一倍，其回波升高 3dB 2022/5/30 規(guī)則反射體的回波聲壓 ? 球孔回波聲壓 ? 超聲波在球孔上的反射類似于球面波在球面上的反射，球孔回波聲壓為： ? 任意兩個距離、直徑不同的球孔回波分貝差為 ： ? ? ）（ N3x42/4 00 ???? xDxFPDx DxFPP fSffSf ??)3(lg20lg20 2122212112 NxxDxDPPffff ????球孔直 徑一定，距離增加一倍，其回波下降 12dB 球孔距離一定，直徑增加一倍，其回波上升 6dB 2022/5/30 規(guī)則反射體的回波聲壓 ? 大平底面回波聲壓 ? 超聲波在在與波束軸線垂直、表面光潔的大平底面上的反射是球面波在平面上的反射，大平底面回波聲壓為： ? 任意兩個距離不同的大平底面回波分貝差為： )3(2 0 NxxFPP SB ?? ?)3(lg20lg20122112 NxxxPPBB ????大平底 距離增加一倍，其回波下降 6dB 2022/5/30 規(guī)則反射體的回波聲壓 ? 圓柱曲底面回波聲壓 ? 1. 實心圓柱體：超聲波徑向檢測 x≥3N的實心圓柱體，類似于球面波在凹柱曲底面上的反射。實心圓柱體凹曲底面的回波聲壓為： ? 2. 空心圓柱體：探頭置于外圓周徑向檢測空心圓柱體，類似于球面波在凸柱面上的反射。其回波聲壓為： ? 探頭置于圓柱體內側，從內孔檢測圓柱體，類似于球 ? 面波在凹柱面上的反射。其回波聲壓為： xFPP SB ?20?DdxFPP SB ?20?dDxFPP SB ?20?注意： x≥3N 2022/5/30 規(guī)則反射體的回波聲壓 ? 考慮介質衰減，各種規(guī)則反射體的回波聲壓公式 ( x≥3N)： 平底孔回波聲壓： 長橫孔回波聲壓： 短橫孔回波聲壓： 6882220 .axfSf exFFPP ???6882022.axfSf exDxFPP ???6882202.axffSf eDxlFPP ????2022/5/30 規(guī)則反射體的回波聲壓 球孔回波聲壓： 大平底與實心圓柱體回波聲壓： 空心圓柱體外圓檢測回波聲壓： 空心圓柱體內孔檢測回波聲壓： 688204.axfSf exDxFPP ???688202.axSB exFPP ???688202.axSB eDdxFPP ???688202.axSB edDxFPP ???2022/5/30 AVG曲線 ? 縱波平底孔 AVG曲線 1通用 AVG曲線，當 x≥3N， 大平底： 平底孔： 歸一化處理： 得：大平底： 平底孔： xFPP SB ?20? xFPPHH SBB?200 ??220xFFPP fSf ?? 2200 xFFPPHH fSff???SFxNxA ????APPHH BB200???22200 AGPPHH ff ???SfSfFFDDG ??2022/5/30 AVG曲線 用 dB表示相對波高，則： V1＝ [B]－ [T] ＝ 20lg(HB/H0) ＝ 20lg(π /2A) V2＝ [f ]－ [T] ＝ 20lg(Hf /H0) ＝ 40lg(π G/A) 式中： A—— 歸一化距離； G—— 歸一化缺陷當量大??； V1—— 大平底回波與始波高度 dB差； V2—— 平底孔回波與始波高度 dB差。 2022/5/30 AVG曲線 ? 2. 實用 AVG曲線 ? 實用 AVG曲線：以橫坐標表示實際聲程，縱坐標表示規(guī)則反射體波高，用來描述距離、波幅、當量尺寸之間得關系曲線。 2022/5/30 AVG曲線 ? 橫波平底孔 AVG ? 1. 通用 AVG曲線 ? 縱波平底孔 AVG曲線原則上可用于橫波，但要作如下變換： ? ? ? 式中： α—— 橫波斜探頭中得縱波入射角； ? β—— 橫波檢測時工件中的橫波折射角； ? L1—— 入射點至波源的距離； ? L2—— 入射點至假想波源的距離， ； ? x—— 從入射點算起工件中的距離； ? Df—— 平底孔直徑； ? DS—— 波源的直徑。 ???? c osc osFNSS2?NxLA ?? 2??c o sc o sDDGSf???t a nt a nLL12 ?2022/5/30 AVG曲線 ? 2. 實用 AVG曲線： 橫坐標表示橫波聲程，縱坐標表示相對波高的 dB值。只適用于特定探頭。圖中距離由假想波源算起。 2022/5/30 ? 由公式 PB=PX/2可以得出大平底的返回聲壓，由公式Pf=PXFf/（ λX ）可以得出平底孔的返回聲壓。 ? 兩個聲壓的比即為平底孔與大平底之間的聲壓差。 ? dB差由公式： Δ=20 ㏒ πΦ 2/（ 2λX ） ? Φ — 平底孔直徑 ? X— 聲程