无损检测超声检测公式汇总

超声检测公式１、周期与频率得关系,二者互为倒数:T＝1／ｆ2、波速、波长与频率得关系:C＝或λ=3。

CL ∶Ｃｓ∶CR≈1、8∶１∶0。

９4。

声压: Ｐ=P1－P帕斯卡(Pａ)微帕斯卡(μPa)1Pa=1N/m21Ｐａ=1０6μP6、声阻抗:Ｚ＝p/u=cu/u=c 单位为克/厘米2·秒(ｇ／cm2·s)或千克/米2·秒(kg/m2·ｓ)7、声强;Ｉ＝Zu2= 单位; 瓦/厘米2(W/cm２)或焦耳/厘米2·秒(J/cm２·s)8、声强级贝尔(ＢｅL)。

△＝lgI2／I1(ＢeＬ)9.声强级即分贝(dB) △＝10lgI２/I1＝２0lgP2/P１(dB)10。

仪器示波屏上得波高与回波声压成正比:△2０lgP2／P1=20lgＨ2/Ｈ1(dB)1１。

声压反射率、透射率: r=Ｐｒ／Ｐ０ =Pt / P0 = =Z1—第一种介质得声阻抗; Z２-第二种介质得声阻抗12、声强反射率: Ｒ= 声强透射率:ＴT+R=1 －=113。

声压往复透射率;T往=1４.纵波斜入射: ==＝＝CL1、CＳ１—第一介质中得纵波、横波波速; CＬ２、ＣS２—第二介质中得纵波、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= 第二临界角α:βS=90°时αⅡ=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==33.2°当αS≥3３、２°时,钢中横波全反射、有机玻璃横波入射角αＳ(等于横波探头得折射角βＳ)=35°~５5°,即K=tｇβS=0、7～１.43时,检测灵敏度最高。

超声波检测主要公式1. 物理基础部分: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:1.13衰减系数的测定和计算(1) 试件厚度:2N<T≤200㎜(2) 试件厚度>200㎜(3) 薄试件(试件中多次底波的声程在未扩散区内)1.14声压公式(1) 活塞波声压公式(2) 球面波声压公式(3) 近场区公式(a) 第二介质剩余近场区长度N’(b) 横波在第二介质中的近场区长度N’(c)非扩散区长度b≈1.64N(4) 指向角公式(5) 大平底面回波公式(6) 平底孔回波公式(7) 长横孔回波公式(8) 短横孔回波公式(9) 球孔回波公式(10) 圆柱曲底面回波公式(11) 不同距离处的大平底与平底孔回波声压dB差:(12) 考虑衰减系数时, 不同距离处的大平底与平底孔回波声压dB差(即与探伤仪实测情况对应):(13) 考虑衰减系数时, 不同距离不同孔径两平底孔回波声压dB差(即与探伤仪实测情况对应):2. 缺陷位置2.1平面检测2.1.1声程定位(a)缺陷水平距离(c) 缺陷深度2.1.2水平定位(a)缺陷水平距离(b)缺陷深度(当缺陷分别是二次波、三次波或四次波发现时,按2.1.1方法计算缺陷深度)2.1.3深度定位(a)缺陷水平距离(b)缺陷深度(当缺陷分别是二次波、三次波或四次波发现时,按2.1.1方法计算缺陷深度)2.2曲面检测2.2.1圆柱曲面外圆检测(a)缺陷深度R-试件外半径;k-探头k值;d-平板试件中的缺陷深度(b)缺陷水平弧长2.2.2圆柱曲面内孔检测(a)缺陷深度r-试件内半径.(b)缺陷水平弧长2.2.3横波外圆周向探测圆柱形筒体试件时的最大探测厚度T m3. 迟到波、三角形回波和61°波3.1纵波迟到波在钢中迟到距离3.2圆柱体试件径向检测时的三角形回波3.2.1纵波-纵波-纵波的三角形回波声程3.2.2纵波-横波-纵波的三角形回波声程.3 61°反射波(在I I W试块上的声程).4 45°反射波(在I I W试块上的声程)3 钢板水浸检测水层厚度公式4 小径管水浸检测5.1偏心距x5.2焦距F5.3声透镜的曲率半径5 复合层检测6.1复合良好时,底面回波与复合界面回波的dB差(底面与空气接触,超声波在底面全反射)6.2复合良好时,底面回波与复合界面回波的dB差(超声在底面不是全反射,底面反射率为r’)。

培训教材之理论基础第一章无损检测概述无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。

主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。

射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。

射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。

超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。

磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。

渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。

涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。

磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。

第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。

物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。

振动的传播过程，称为波动。

波动分为机械波和电磁波两大类。

机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。

超声波就是一种机械波。

机械波主要参数有波长、频率和波速。

波长?：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。

由上述定义可得：C=? f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。

次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。

培训教材之理论基础第一章无损检测概述无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。

主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。

射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。

射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。

超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。

磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。

渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。

涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。

磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。

第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。

物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。

振动的传播过程，称为波动。

波动分为机械波和电磁波两大类。

机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。

超声波就是一种机械波。

机械波主要参数有波长、频率和波速。

波长?：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。

由上述定义可得：C=?f，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。

次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。

超声波检测实用公式一、一般公式1、不同反射体的回波声压比（1）平底孔对大平底：Δ=20lg（πX BΦ2/2λX f2）dB用途：用于以底波方式调整超声波探伤起始灵敏度和评定缺陷的当量大小，式中X B为大平底声程（探测到工件地面的工件厚度）；X f为平底孔声程（即缺陷的埋藏深度）；Φ为预定探测灵敏度所规定的平底孔直径；λ为所用频率超声波在被检工件材料中的波长。

在按照大声程调整探伤起始灵敏度时，设X B=X f，则公式简化为Δ=20lg（πΦ2/2λX f），即将直探头良好地耦合在探测面上，调整仪器的增益，使工件地面的第一次回波高度达到满屏上的某一刻度（例如50%）,然后按公式计算所得到的dB值提高仪器的定量增益。

在探伤过程中发现有缺陷回波高度超过预定的满屏刻度（例如上面预定的50%）时，可根据将该回波高度降到预定刻度所需的ΔdB值和缺陷埋藏深度，按照公式计算出Φ当量值，即缺陷的当量值。

（2）球孔对大平底：Δ=20lg（dX B/2X f2）dB d为当量球孔直径，用途同上。

（3）长横孔对大平底：Δ=10lg（ψX B2/2X f3）dB ψ为当量长横孔直径，用途同上。

（4）短横孔对大平底：Δ=10lg（L2ψX B2/λX f4）dB ψ为当量短横孔直径，L为短横孔长度，用途同上。

（5）平底孔对平底孔：Δ=40lg（Φ1X2/Φ2X1）dB 两个不同声程、不同直径的平底孔回波声压比，用分贝表示。

用途：在探伤中，一般把调整探伤起始灵敏度时设定的一定声程X2和一定直径的平底孔Φ2作为基准，通过缺陷回波与基准回波高度分贝差（由探伤仪定）和缺陷埋藏深度X1计算出缺陷的平底孔当量大小Φ1，注意Δ的正负值所代表的意义是不同的—在以上规定时负值表示缺陷比基准平底孔当量小，反之则大。

（6）球孔对球孔：Δ=20lg（d1X22/d2X12）dB 两个不同直径不同声程的球孔回波声压比，用途同上。

（7）长横孔对长横孔：Δ=10lg（ψ1X23/ψ2X13）dB 两个不同声程不同直径的长横孔回波声压比，用途同上。

无损检测超声探伤U T基础讲义本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March培训教材之理论基础第一章无损检测概述无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。

主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。

射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。

射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。

超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。

磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。

渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。

涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。

磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。

第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。

物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。

振动的传播过程，称为波动。

波动分为机械波和电磁波两大类。

机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。

超声波就是一种机械波。

机械波主要参数有波长、频率和波速。

波长：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。

由上述定义可得：C= f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。

一、1、示波屏上的波高与声压成正比。

既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1(1NP=8.68dB1dB=0.115NP)2、声压反射率r和投射率t分别为：r=Pr /PO=Z2-Z1/Z2+Z1t=Pt/PO=2Z2/Z2+Z13、声强反射率R和投射率T分别为：R=r2=(Z2-Z1/Z2+Z1)2T=4Z1Z/(Z2+Z1)2由以上几式得：t-r=1T+R=14、声压往复透射率T往：探头接收到的回波声压Pa与入射波声压PO之比。

既：T往=Pa/PO=4Z1Z/(Z2+Z1)25、反射、折射定律：sinαL /CL1=sinα1L/CL1=sinα1S/CS1=sinβL/CL2=sinβS/CS26、第一临界角。

αⅠ=arcsinCL1/CL2第二临界角。

αⅡ=arcsinCL1/CS2第三临界角：αⅢ=arcsinCS1/CL17、（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/B3-3.5-δ)/2x。

对于1次波、3次波；α=(20lgB1/B3-9.5-δ)/4x。

二1、近场区长度：N=D2S /4λ=R2S/λ=FS/πλ=FS?/Cλ2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角；θ=arcsin1.22λ/Ds≈70λ/Ds3、波束未扩散区与扩散区：b=1.64N4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ，未扩散区b=1.64N，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=D2S/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=N2-LC1/C2=D2S/4λ-LC1/C2，6、横波近场区长度；方形N=FS /πλs2*cosβ/cosα圆形N=D2/4λs2*cosβ/cosα横波声场中，第二介质中的近场区长度：N`=N-L2=FS/πλs2*cosβ/cosα-L1tgα/tgβF S-波源面积λs2-介质Ⅱ中横波波L1-入射点至波源的距离L2-入射点至假想波源的距离半扩散角；对于圆片形声源：?0=arcsin1.22λS2/DS=70λS2/DS对于矩形正方形声源：?0=arcsinλS2/2a=57λS2/2a三1、计算垂直线性误差D=（∣d1∣+∣d2∣）%。

无损检测探伤Ⅰ级应用计算公式汇总（怀北）1、 波长=声速/频率 λ=fc 2、 近场区长度计算： 直探头 圆晶片 N=λ42D D 圆晶片直径 方晶片 N=πλAA 方晶片面积斜探头 圆晶片 N=λ42D ×αβcos c os 方晶片 N=πλA ×αβcos c os ⎪⎭⎫ ⎝⎛入射角折射角αβ=55.07092.037探头修正系数探头修正系数︒︒ 3、 指向角计算： 方晶片=0θsin 1-1.08a λ≈57aλ a 方晶片的边长（小） 圆晶片=0θsin 1-1.22D λ≈70Dλ D 圆晶片直径 4、声阻抗=介质密度×声速 Z=ρ×C5、声压、声强、声阻抗的关系式：I=ZP 22声强=声阻抗声压22 6、将两个回波高度的倍数差别换算成分贝（dB ）表示的公式为：dB ∆ =20㏒21h h 1h 回波高度 2h 基准回波高度 7、绕射角计算：Sin θ=1.22Dλ D 障碍物直径 8、衰减系数计算： B n m n m n )(2log20m --∆=-α n-m ∆两次回波相差的dB 数 m 、n 回波次数 B 工件的厚度 9、声压反射率用“r ”表示：r =2112Z Z Z Z +- 1Z 第一介质的声阻抗 2Z 第二介质的声阻抗声压透过率用“t ”表示：t=2122Z Z Z + 10、10、折射、反射、入射角计算： 折射角计算公式：121sin C C -=β×sin α 折射角=sin 1-入射波声速折射波声速×sin 入射角 入射角计算公式：211sin C C -=α×sin β 入射角=sin 1-折射波声速入射波声速×sin 折射角 反射角计算公式：1sin r -=LS r 11'C C ×sin α 横/纵波反射角=sin 1-反射波声速入射波声速×sin 入射角 11、反射和折射定律的表达式： r C C s i n s i n 1'1=α=βsin 2C 12、临界角的计算公式：Ⅰ 2111s i n L L C C -=α 1L C 第一介质的纵波声速 2L C 第二介质的纵波声速 Ⅱ 2112s i n S L C C -=α 1S C 第一介质的横波声速 2S C 第二介质的横波声速 Ⅲ 2113s i n L S C C -=α 13、远场中入射声压： XA =λ0P P A 晶片面积 远场中大平底面声压: X=λπ420D P P ΦA 平底孔面积 大平底面的反射声压: X =λπ420D P P B ×21=XA λ20P d 球伤直径 圆形或方形平面的反射声压：ΦX AA =ΦΦ220λP P 0P 平均声压 长圆柱型缺陷的反射声压：λφ220A =P P ×3d X X 声程 球形缺陷的反射声压： 2d 4X A =λd P P λ 波长14、利用工件大平底面调整灵敏度：B p p dB Φ=∆lg 20=XΦλπ2lg 202 大平底面声程X 利用平底孔试块调节灵敏度： 缺陷直径Φ A Φ=∆p p dB lg 20=ΦA A X ⋅ΦX ⋅Φlg 40 基准声程A X 缺陷平底孔当量计算：ΦX 指测缺陷声程A ΦA ⨯X X ⨯Φ=Φ∴基准平底孔直径A Φ。

超声检测公式1.周期和频率的关系，二者互为倒数： T =1/f2.波速、波长和频率的关系：C=f λ 或λ=fc3.钢：C L ∶C s ∶C R ≈1.8∶1∶0.94.声压： P ＝P 1－P 0 帕斯卡（Pa ）微帕斯卡（μPa ）1Pa ＝1N/m 2 1Pa ＝106μP6.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 ＝21Zu 2＝ZP 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=P r / P 0t =P t / P 0⎩⎨⎧=-=+21//)1(1Z t Z r t r r =12120Z Z Z Z P P r +-=t =12202Z 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=2121220⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-==Z Z Z Z r I I r 声强透射率：T ()212214Z Z Z Z += T+R=1 t －r =113.声压往复透射率；T 往=21221)(4Z Z Z Z + 14.纵波斜入射:1sin L L c α=1sin L Lc α'=1n si S S c '=2sin L L c β=2sin S S c β 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；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。

精心整理一、1、示波屏上的波高与声压成正比。

既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1(1NP=8.68dB1dB=0.115NP)2、声压反射率r和投射率t分别为：34567二1、近场区长度：N=D2S /4λ=R2S/λ=FS/πλ=FS?/Cλ2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角；θ0=arcsin1.22λ/Ds≈70λ/Ds3、波束未扩散区与扩散区：b=1.64N4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ，未扩散区b=1.64N，半扩散角θ0=arcsinλ/2a≈57λ/2a，5、近场区在两种介质中的分布；公式N=D2S/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=N2-LC1/C2=D2S/4λ-LC1/C2，612（一3（分别为B=70、C=30、D=15mm）。

4、信噪比；△=20lgH信/H噪。

四1、（1）按声程调节扫描速度时：一次波探伤时（τ∫≤T），缺陷至入射点的声程x∫=nτ∫，则缺陷在工件中的水平距离为：l=x∫sinβ=nτ∫sinβ、深度为：d∫=x∫cosβ=nτ∫cosβ。

二次波探伤T＜τ∫∫≤2T时，则缺陷在工件中的水平距离为：l=x∫sinβ=nτ∫sinβ、∫深度为：d=2T-x∫cosβ=2T-nτ∫cosβ。

∫（2）按水平调节扫描速度时：一次波探伤（τ≤T）时，∫2h=[(Kd)2+(r+d)2]0.5-rl=rπθ/180=rπ/180*tg-1Kd/r+d结论：当探头从圆柱曲面内壁作周向探测时，弧长l总比水平距离l值小，但深度h却总比平板工件中的缺陷深度d值大。

（注意，如缺陷深度h大于壁厚，则为焊缝杂波）3、最大探测壁厚；Tm/D≤1/2(1-sinβ)≤1/2(1-K/(1+K2)0.5一般把筒体可探测的内外半径范围定位r/R≥80%4、不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差为；△B?=20lgP B/P?=20lg2λχ2?/лD2?χB+2α(χ?-χB)α—材质衰减系数；χ?—探测面至缺陷的距离；χВ—探测面至底面的距离（工件的厚度）不同平底孔、距离的回波分贝差为；5（1（26、S2将位于管子的缺陷波F内（一次波）F外（二次波）之后，这样，有利于对缺陷判别。

一、1、示波屏上的波高与声压成正比。

既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1(1NP=8.68dB 1dB=0.115NP)2、声压反射率r和投射率t分别为：r=Pr / PO=Z2-Z1/Z2+Z1t=Pt/ PO=2Z2/Z2+Z13、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=14、声压往复透射率T往：探头接收到的回波声压Pa与入射波声压PO之比。

既：T往=Pa/PO=4Z1Z/(Z2+Z1)25、反射、折射定律：sinαL /CL1=sinα¹L/CL1= sinα¹S/CS1=sinβL/CL2=sinβS/CS26、第一临界角。

αⅠ=arcsinCL1/CL2第二临界角。

αⅡ=arcsinCL1/CS2第三临界角：αⅢ=arcsinCS1/CL17、（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/B3-3.5-δ)/2x。

对于1次波、3次波；α=(20lgB1/B3-9.5-δ)/4x。

二1、近场区长度：N=D2S /4λ= R2S/λ= FS/πλ= FSƒ/Cλ2、圆盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角；θ=arcsin1.22λ/Ds≈70λ/Ds3、波束未扩散区与扩散区：b=1.64N4、矩形波源的近场区长度N=Fs/πλ，未扩散区b=1.64N，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=D2S/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=N2-LC1/C2= D2S/4λ- LC1/C2，6、横波近场区长度；方形 N=FS /πλs2*cosβ/cosα圆形 N=D2/4λs2*cosβ/cosα横波声场中，第二介质中的近场区长度：N`=N-L2= FS/πλs2*cosβ/cosα-L1tgα/tgβF S -波源面积λs2-介质Ⅱ中横波波 L1-入射点至波源的距离 L2-入射点至假想波源的距离半扩散角；对于圆片形声源：Ø0=arcsin1.22λS2/DS=70λS2/DS对于矩形正方形声源：Ø0=arcsinλS2/2a=57λS2/2a三1、计算垂直线性误差D=（∣d1∣+∣d2∣）% 。

平底孔回波声压：68.8222x fs o f exF F p p αλ-=长横孔回波声压：68.82022x f sf exD xFp p αλ-=短横孔回波声压：68.8202xf s f e x l x F p p αλ-=球孔回波声压：f p =68.8204xf s e xD x F p αλ-大平底与实心圆柱体回波声压：68.8202xs B e x Fp p αλ-=空心圆柱体外圆探伤回波声压：68.8202xsB e D d x Fp p αλ-= 空心圆柱体内孔探伤回波声压：68.8202xsB e dD xFp p αλ-= 焦距F 与声透镜的曲率半径r 之间关系F 1211-=-=n nrc c r cn —透镜与耦合介质波速比，n=c 1/c 2；对于有机玻璃和水，n=2730/1480=1.84，这时F=2.2r聚焦探头探伤工件时，实际焦距会变小，()123'--=c c L F F ；c 3—工件中波速这时水层厚度为H=23c c L F -；L —工件中焦点至工件表面的距离；c 2—耦合剂中波速 不同距离处的大平底与平底孔回波分贝差()B f Bf ff B Bfx x x D x p p -+==∆απλ22lg 20lg 2022 Bf ∆—底波与缺陷波的dB 差；f x —缺陷至探测面的距离；B x —底面至探测面的距离； f D —缺陷的当量平底孔直径；λ—波长；α—材质衰减系数（单程）不同平底孔回波分贝差()12122121122lg40lg20x x x D x D p p f f f f -+==∆α12∆—平底孔1、2的dB 差；1f D 、2f D —平底孔1、2的当量直径；x 1、x 2—平底孔1、2的距离在无限大的固体介质中，纵波声速：()()σσσρ2111-+-=EC L在无限大的固体介质中，横波声速：()σρρ+==121EGC s在无限大的固体介质中，表面波声速：ρσσGC R ++=112.187.0E —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—E=LL SF /∆G —介质的切变弹性模量，等于介质承受的切应力Q/S 与切应变ϕ之比—G=ϕSQρ—介质的密度，等于介质的质量M 与其体积V 之比—ρ=M/Vσ—介质的泊松比，等到于介质横向相对缩短d d ∆=1ε与纵向相对伸长L L ∆=ε之比即εεσ1= 所以C L >C S >C R (在同一种固体材料中) 液体和气体中的纵波波速：ρBC =；ρ—液体、气体介质的密度B —液体、气体介质的密度容变弹性模量，表示产生单位容积相对变化量所需压强 声压反射率12120z z z z p p r r +-==声压透射率12202z z z p p t t +==； 声强反射率21212220212012022⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-====z z z z r p p z p z p I I R r r r 声强透射率()2122120221*********z z z z p p z z z p z p I I T t t t +=•=== 介质衰减系数：()()mm dB xm n B B a n m /2lg 20--=δ; m 、n —底波的反射次数B m 、B n —第m 、n 次底波高度；δ—反射损失，每反射损失为；x —薄板的厚度近场区长度πλλλλλs s s s F R D D N ==≈-=222244（只适用均匀介质） 当水层厚度较小时，近场区就分布在水、钢两种介质中，设水层厚度为L ，则钢中剩余近场区长度N ：21222124c cL D c c L N N s -=-=λ；N 2—介质钢中近场长度；c 1—介质水中波速；c 2—介质钢中波速；2λ—介质钢中波长半扩散角：对于圆晶片s s D D λλθ7022.1arcsin 0≈=；方晶片aa2572arcsin0λλθ≈=。

培训教材之理论基础第一章无损检测概述无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。

主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。

射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。

射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。

超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。

磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。

渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。

涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。

磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。

第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。

物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。

振动的传播过程，称为波动。

波动分为机械波和电磁波两大类。

机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。

超声波就是一种机械波。

机械波主要参数有波长、频率和波速。

波长λ：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。

由上述定义可得：C=λ f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。

次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。

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：221'1'1sin sin sin sin sin S SL 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：21221)(4Z Z Z Z T +=计算薄工件的衰减系数（厚度小于200mm ）：)/()(2)lg(20mm dB xm n B B n m--=δαm 、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(2021mm dB xB 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：220x F F P P fs 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：1221lg40x D x D f f长横孔回波声压计算公式：xD xF P P f s f 220λ=两者的分贝差：312321lg10xD x D f f球孔回波声压计算公式：xD x F P P fs f 40λ=两者的分贝差：212221lg20xD x D f f大平底面回波声压公式：xF P P sB λ20=不同距离的大平底面回波分贝差：12lg 20x x。

无损检测超声检测公式汇总无损检测（Nondestructive Testing，简称NDT）是指在不破坏被检测物品的情况下，利用物理原理和检测仪器设备对被检测物品进行表面或内部缺陷的检测和评估的技术方法。

无损检测中，超声检测是一种常用的方法，通过利用超声波在材料中传播的特性，来检测材料中的缺陷或变化。

下面将详细介绍一些常用的超声检测公式。

1.超声波传播速度公式：超声波的传播速度可以通过材料的弹性常数和密度来计算，一般可以使用以下公式进行计算：v=√(E/ρ)其中，v为声速，E为杨氏模量，ρ为材料的密度。

该公式适用于均质、各向同性的材料。

2.超声波传播时间公式：当超声波从探头发射到被检测物体内部发生反射，再经过探头接收的时间可以通过以下公式计算：t=2d/v其中，t为超声波的传播时间，d为超声波在材料中传播的距离，v 为超声波在材料中的传播速度。

3.超声波传播距离公式：当已知超声波传播时间和传播速度时，可以通过以下公式计算超声波在材料中的传播距离：d = vt/2其中，d为超声波在材料中的传播距离，v为超声波在材料中的传播速度，t为超声波的传播时间。

4.超声波反射公式：当超声波从探头发射到被检测物体内部的界面发生反射时，可以通过以下公式计算反射的声波信号强度：I_r=(A_r^2)/(A_i^2)其中，I_r为反射的声波信号强度，A_r为反射的声波振幅，A_i为入射的声波振幅。

5.超声波透射公式：当超声波从探头发射到被检测物体内部的界面透射时，可以通过以下公式计算透射的声波信号强度：I_t=(A_t^2)/(A_i^2)其中，I_t为透射的声波信号强度，A_t为透射的声波振幅，A_i为入射的声波振幅。

6.声束半径公式：声束半径是指超声波从发射探头出射到被检测物表面时的横向尺寸。

当超声波穿过均质、各向同性材料时，声束半径可以通过以下公式进行计算：r=(0.61λf)/(Dθ)其中，r为声束半径，λ为超声波波长，f为超声波频率，D为探头直径，θ为探头发射角度。

计算题1.在水浸法探伤中，求水/钢的往复透过率T解：Z1=1.5×106Kg/m2s(水温20℃) Z2=45.4×106Kg/m2s(水温20℃)T=4Z1Z2/(Z1+Z2)2=(4x1.5x45.4x1012)/(1.5+45.4)2×1012=0.12=12% 答：水/钢的往复透过率T为12%2.碳素钢和不锈钢的声阻抗差异约为1%，求二者复合界面上的声压反射率。

解：设界面声压反射率为r（r取绝对值）r=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)=(1-0.99)/(0.99+1)=0.005=0.5% 答：二者复合界面上的声压反射率为0.5%。

3.边长为D=10mm的方形晶片，指向角用θ0=57λ/D表示。

试计算探测钢材时，下列探头晶片的指向角：①5MHz10x10、②4MHz12x12、③3MHz15x15、④2MHz20x20解：λ①=(5900x103)/(5x106)=1.18mm；λ②=(5900x103)/(4x106)=1.48mm；λ③=(5900x103)/(3x106)=1.97mm；λ④=(5900x103)/(2x106)=2.95mm，则：①的指向角：θ0=57x1.18/10=6.70；②的指向角：θ0=57x1.48/12=7.030；③的指向角：θ0=57x1.97/15=7.480；④的指向角：θ0=57x2.95/20=8.4104.当声压比为下列数值时，计算dB值。

（不可用图表及计算尺）①8、②400、③20、④0.8、⑤1000解：如用分贝表示两数值之比P/Q，则数值A=20lg（P/Q）① A=20lg8=60lg2=18dB；② A=20lg400=40lg20=52dB；③ A=20lg20=20(lg2+lg10)=26dB；④ A=20lg0.8=20(lg8+lg10-1)=-2dB；⑤ A=20lg1000=60lg10=60dB5.5P20x10 45°的探头有机玻璃楔块内声速为2730m/s，被检材料（低碳钢）中声速为3230m/s，求入射角α。

无损检测超声检测公式汇总情况无损检测（Non-Destructive Testing，NDT）是一种不破坏材料的测试方法，通过对材料进行超声波检测来评估材料的内部结构和性能。

超声检测是无损检测中最常用的一种方法，其原理是利用超声波在材料中的传播和反射来检测材料内部的缺陷或异物。

超声波传播的速度和传播路径受材料的密度、弹性模量等因素的影响，因此可以通过测量超声波的传播速度和路径来判断材料的质量和性能。

超声检测的基本公式是声波传播速度公式：v=λ*f，其中，v为声波传播速度，λ为波长，f为频率。

根据这个公式，可以计算出超声波在不同材料中的传播速度。

超声检测的主要参数有：1. 声速（Velocity）：指超声波在材料中的传播速度，通常以mm/μs为单位。

不同材料具有不同的声速，可以根据声速来判断材料的性质。

2. 波长（Wavelength）：指每个声波周期的长度，通常以mm为单位。

波长与频率有关，频率越高，波长越短。

3. 回波幅度（Amplitude）：指超声波在材料中传播过程中的强度变化，通常用于判断缺陷的大小和位置。

4. 脉冲宽度（Pulse Width）：指超声波在材料中传播的时间长度，可以通过测量脉冲宽度来判断缺陷的深度。

超声检测的公式汇总如下：1.声速公式：v=λ*f，其中，v为声波传播速度，λ为波长，f为频率。

2.声程公式：d=v*t，其中，d为声波传播的距离，v为声波传播速度，t为时间。

3.反射系数公式：R=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)，其中，R为反射系数，Z1和Z2分别为两个介质的声阻抗。

4. 折射公式：sinθ1 / sinθ2 = v1 / v2，其中，θ1和θ2分别为入射角和折射角，v1和v2分别为两个介质的声速。

5. 声能衰减公式：A = Io * exp(-α * x)，其中，A为衰减后的声能强度，Io为入射的声能强度，α为声能衰减系数，x为声波传播的距离。

以上是无损检测超声检测的公式汇总情况，这些公式是超声检测的基础，通过这些公式可以计算出超声波在材料中的传播速度和路径，并通过测量返回的信号来评估材料的质量和性能。

无损检测公式总结第一章射线检测1 各种形状焦点尺寸d ：圆形和方形焦点：d= a ；椭圆形和长方形焦点：d=（a+b）/2d的范围一般在0.5∼5mm之间e- λ τ2 放射性元素衰减定律：A=AA0 —放射性物质的初始活度（Bq）；A —经过时间τ 以后放射性物质的活度（Bq）；e —自然对数的底；λ —衰变常数（s-1）。

3 除Bq以外，也常用Ci表示放射性活度，它们之间的换算关系为1Ci=3.7×1010Bq。

4 半衰期τ1/2τ1/2＝（ln2）/λ=0.693 /λ（s）5 单波长射线的强度与透照厚度t A之间应遵循如下的指数衰减规律：I=I0e-μ t式中μ—射线的线性衰减系数（mm-1）6 半价层tA1/2的数学表达式：t A1/2＝（ln2）/μ=0.693/μ7 射线照相的象质计灵敏度计算式：K=φ/tΑ×100%K—以百分数表示的象质计灵敏度；t A—实际的射线透照厚度（mm）；Φ—底片上可以识别的最细金属线的直径（mm）。

8 黑度：强度为J0的可见光沿法向入射到照相底片上的某点，设透过底片的可见光强度为J，则该点的黑度为D =lg (J0 / J) 式中的J / J0称为透光率--- 片基加灰雾黑度再加2.00黑度所需的曝光量(Gy)。

9 胶片的感光度S：S＝1/H S HS10胶片特性曲线的平均斜率Gm定义为：Gm=(D2—D1)/(lgH2—lgH1)=2.0/ (lgH2—lgH1)式中D1--片基加灰雾黑度再加1.50的黑度；D2 --片基加灰雾黑度再加3.50的黑度；H1--产生D1黑度所需的曝光量(Gy)；H2--产生D2黑度所需的曝光量(Gy)。

11 讨论射线硬度对底片影像质量的影响lgIt-lgI0 t= -0.434μ t A；ΔlgH= -0.434μΔt A；ΔD＝-0.434GμΔt A；ΔD为透照反差，“－”号表示底片黑度随透照厚度的增加而减小。