【正文】 ? dB差由公式： Δ=20 ㏒ πΦ 2/（ 2λX ） ? Φ — 平底孔直徑 ? X— 聲程 。 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。只適用于特定探頭。 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。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(zhì)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(nèi)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(dāng) 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(dāng)量大小； 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。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。 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(dāng)量法 ：在同樣的檢測條件下，當(dāng)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(dāng)量尺寸。 ???? c o sc o sFNSS2??????? t ant anLc o sc o sFLN39。 ??? c osc osxKFPSS2?K系數(shù) Fs波源的面積 λs2第二介質(zhì)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(jié)構(gòu) ? 2. 近場區(qū)長度 ? 橫波聲場近場區(qū)長度為： ? N∝ FS， N∝ 1/ λs2 。DSS ?β橫波折射角 α縱波入射角 2022/5/30 橫波聲場結(jié)構(gòu) ? 1. 波束軸線上的聲壓 ? 由于波的干涉，橫波聲場存在近場區(qū)和遠(yuǎn)場區(qū)。將第一介質(zhì)中的縱波波源轉(zhuǎn)換為與第二介質(zhì)中橫波波束軸線重合的假想橫波波源，整個聲場可視為由假想橫波波源輻射出來的連續(xù)的橫波聲場。 ? （ 4）實際檢測的對象為固體介質(zhì)，疊加干涉小于液體介質(zhì)。 ? （ 2）實際聲場是許多不同頻率正弦波、余弦波聲場的疊加，疊加后的總聲壓趨于均勻，使近場區(qū)聲壓分布不均的情況得到改善。 ? 實際聲場 ：固體介質(zhì)，波源非均勻激發(fā)，輻射脈沖波聲場。 CCLDsCCLNN ?????? ?2112211 CCL4D39。 2022/5/30 矩形波源輻射的縱波聲場 矩形波源輻射的縱波聲場有兩個不同的半擴散角，其聲場為矩形。 ? b≈ ? 擴散區(qū)：到波源的距離 x＞ b的區(qū)域。 2022/5/30 縱波發(fā)射聲場 ? 4. 波束未擴散區(qū)與擴散區(qū) ? 波束未擴散區(qū) b：在波源附近存在。 ? （ 4）在超聲波主波束之外存在一些副瓣，副瓣能量很低，從波源附近開始傳播后衰減很快。 圓盤源輻射的縱波聲場的第一零值發(fā)散角（半擴散角）：θ 0= /DS≈70 λ /DS(176。 ? ?? ????s i n)s i n(20, 1SSC kRkRJrprpD ??2022/5/30 縱波發(fā)射聲場 ? DC與 y的關(guān)系如圖 37所示，可知： ? （ 1）超聲場中至波源充分遠(yuǎn)處同一橫截面上各點的聲壓是不同的，以軸線上的聲壓為最高。krts i n (39。 ? 實際檢測中要在 2N之外測定探頭聲束偏離和斜探頭 K值。在遠(yuǎn)場區(qū)，聲壓隨距離增加而減小，聲源軸線上距離為 x處聲壓 p的最大值為： xFPxDPP s?? 020m a x 4π ??2022/5/30 縱波發(fā)射聲場 ? 2. 超聲場橫截面聲壓分布 ： ? 超聲場近場區(qū)和遠(yuǎn)場區(qū)各個橫截面上的聲壓分布是不同的，在 x≤N的近場區(qū)，存在中心軸線上聲壓為零的截面。在近場區(qū)內(nèi)如果有缺陷存在，其反射波極不規(guī)則，對缺陷的判斷十分困難，因此，盡可能避免在近場區(qū)檢測定量。 近場區(qū)長度與波源面積成正比，與波長成反比。 ? 近場區(qū)長度：波源軸線上最后一個聲壓極大值至波源的距離稱為近場區(qū)長度，用 N表示。 ? 當(dāng) x≥2Rs（圓盤半徑 Rs=D/2）時，上式可簡化為： )2s i n (211πxs i n220220 xRsPxRsPP????????????????????????2022/5/30 縱波發(fā)射聲場 ? 當(dāng) x≥3Rs2/λ時，上式可簡化為： xFsPxRsPP??? 020 ??上式表明，當(dāng) x≥3Rs2/λ時 ,圓盤聲源軸線上的聲壓與距離成反比，與波源面積成正比。 2022/5/30 縱波發(fā)射聲場 ? 圓盤聲源軸線上的聲壓分布 ? 根據(jù)疊加原理，圓盤聲源軸線上任何一點處的聲壓等于聲源上各點輻射的聲壓在該點的疊加。從圓盤聲源的對稱性來分析，通過圓盤中心且垂直于盤面的直線應(yīng)是聲場的對稱軸，稱為圓盤聲源軸線。另一方面，聲源上各點發(fā)出的聲波相互干涉又使得聲壓的空間分布不是隨距離單調(diào)變化的。 ? 工作中可根據(jù)底波次數(shù)和幅度來判斷衰減情況，從而判斷材料晶粒度大小、缺陷密集程度等。 2022/5/30 衰減方程與衰減系數(shù) ? 對液體介質(zhì)而言，主要是介質(zhì)的吸收衰減。 ? α= αs +αa ? 注意： ? （ 1）介質(zhì)的吸收衰減和頻率成正比。 ? 在超聲檢測中，談到超聲波在材料中的衰減時，通常關(guān)心的是散射衰減和吸收衰減，而不包括擴散衰減。 晶粒度粗大，散射衰減嚴(yán)重 。 2022/5/30 超聲波的衰減 ? 2. 散射衰減 ：超聲波在介質(zhì)中傳播時，遇到聲阻抗不同的界面產(chǎn)生散亂反射引起衰減的現(xiàn)象。它主要取決于波陣面的幾何形狀，與傳播介質(zhì)無關(guān)。 ? . 衰減的原因 ? 主要原因是波束的擴散、晶粒散射和介質(zhì)吸收。 ∣）（）（∣]x / a1fx[/x1fa1PPx????a實際檢測中，超聲波徑向檢測大型圓柱形鍛件。 +用于發(fā)散， 用于聚焦 a—球面頂點至波源的距離 實際檢測中，距離較大的球形氣孔，就屬于此類情形。 2022/5/30 球面波在曲面上的反射與折射 ? 1. 球面波在曲界面上的反射 ? 球面波入射到曲界面上，其反射波要發(fā)生聚焦或發(fā)散，凹曲面聚焦，凸曲面發(fā)散。 聚焦探頭中的聲