(完整)超声波检测2级考试计算公式汇总,推荐文档

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。

单位；瓦/厘米2 (W/cm 2)或 焦耳/厘米2 •秒(J/cm 2 • s )-r =114.纵波斜入射：Sin_ =_=Sin£ =Sin _ =_SC L 1、C S ,—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;cL1cL1cS1cL2cS2a L、a‘L —纵波入射角、反射角；B L、B S—纵波、横波折射角；a' S—横波反射角。

15. 纵波入射时：第一临界角a : B L =90°时a 1 = arcsin 91第二临界角a ：B s =9o°时a ■=arcsincL 2C s216. 有机玻璃横波探头a L =27.6 °〜57.7 °,有机玻璃表面波探头a L >57.7°水钢界面 横波a L =14.5 °〜27.27°C SI17. 横波入射：第三临界角：当a' L =90°时a 』=arcsin —=33.2°当a S >33.2°时，钢中横波全反射。

C LI有机玻璃横波入射角a S (等于横波探头的折射角B S ) =35。

〜55°,即K=tg B S =0.7〜1.43时，检测灵敏度最高。

20 lg B m_/ B n _______18. 衰减系数的计算 1. 薄板：2 (n m)xa =(Bn-Bm-20lg n/m)/2x(m-n)—衰减系数，dB/m(单程)；(B nB m )—两次底波分贝值之差，dB ；S 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20 lg B , / B 262、厚板或粗圆柱体： 2 xa =(Bn-Bm-6)/2x(B ,B 2)—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:PPoR s 2P o F sxx220.近场区的长度：NDs4R i F s21.圆晶片辐射的声束半扩散角为: o70° /D22.波束未扩散区：b 1.64N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 或入=_! f 3.C L : C s : C R ~ 1.8 : 1:0.9 4.声压： P = P 1 — P o6.声阻抗:Z =p/u = 帕斯卡( cu/uPa )微帕斯卡 5 Pa ) 1Pa = 1N/m 2 1Pa = 106口 P 单位为克/厘米2 •秒(g/cm 2 • s )或千克/米2 •秒(kg/m 2 • s ) 13.声压往复透射率；T 往=4Z/2 (Z7ZTT7.声强；I = -I ZU 2 2 8.声强级贝尔( BeL )。

超声波检测主要公式Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】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k n d ff τ=(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f f n d τ=(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3.361°反射波(在IIW试块上的声程)3.445°反射波(在IIW试块上的声程)4钢板水浸检测水层厚度公式5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6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’)。

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。

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。

1. 已知钢中C L =5900m/s,求2.5P20Z 探头探测钢时,超声波发射声场的近场区长度N 、半扩散角θ0和未扩散区长度b 各为多少?解:mmN b D mm D N o o 5.694.4264.164.13.82036.270704.4236.2420422=⋅======⋅==λθλ答:近场区长度为42.4mm.半扩散角为8.3°.未扩散区长度为69.5mm.2. 现要进行铝合金焊缝的超声波检测,探头晶片直径为14×14,探头K 值为1.5,如何挑选一个能便于水平1:1调节的铝合金半圆试块(C S 钢=3230m/s,C S 铝=3080m/S.四舍五入取整数).解:由于用于水平1:1调节扫描比例.故试块R 第一次回波的水平距离设计为30mm 是最佳的.这样第二个回波的水平距离就是90mm,将达到充分利用荧光屏宽度,提高调节精度的目的.1. 先求出铝的折射角793.0323030803.56sin sin sin sin sin =⋅=⋅=∴=o C C C C 钢铝钢铝铝铝钢钢ββββ2.再求出铝半圆试块的半径R根据半圆试块的回波规律和按水平1：1调节扫描比例的要求,则将半圆试块第一个回波的水平距离调至3格,第二个回波调至9格,是最佳设计,故计算铝半圆试块半径时应用水平距离L=30来代入: mm LR 38793.030sin ≈==铝水平距离β答:铝合金半圆试块的半径为38mm.1. 已知有机玻璃中纵波速度C L =2730m/s,钢中纵波速度C L =5900m/s,钢中横波速度C=3230m/s.求纵波倾斜入射到有机玻璃/钢界面时的第一临界角α和第二临界角α 解: o S L II o l L I c c c c 7.5732302730sin sin 6.2759002730sin sin12111211======----αα 答:第一临界角为27.6°,第二临界角为57.7°2. 用单探头接触法横波探伤外径为300mm 厚60mm 的大口径钢管时,应选用折射角为多少的探头?解:答:应选用折射角为36.9°1.用2MHz,φ24直探头,测定厚度为70㎜的钢铸件的材质衰减系数,已知B 2波为100%示波屏高度,B 4波为10%波高,每次反射损失为1dB,求此铸件的衰减系数(单程).解:mm dB dB dB N B B mm N mm D N /043.070)24(212610100lg 20:,64.1.808.4864.164.1;8.482/9.542444222=⋅-⋅--==⋅==⋅==ααλ可用下式计算故衰减系数的声程均大于和据题意答:此铸件的衰减系数为0.043dB/mm.1. 用纵波探头检测厚度为100㎜和400㎜的平底锻件,若后者检测面粗糙,与前者耦合差2dB,材质衰减均为0.02 dB/㎜(双程),今将前者底面回波调至满幅(100%)高,则后者底面回波应多高?解:声程差:ΔdB 1=20lg(400/100)=12dB ;耦合差: ΔdB 2=2dB ;材质衰减差: ΔdB 3=α(B 2-B 1)=0.02 dB/㎜(400-100)=6dB故 400/B 波幅 = 100/B 波幅-ΔdB 1-ΔdB 2-ΔdB 3=100/B 波幅-12dB -2dB-6dB= 100/B 波幅-20dB %1010%100/40020/100/400lg 202020=⋅=∴-=-波幅即B dBB B：答:后者底面回波为满幅的10%.1.已知有机玻璃中纵波声速C 1＝2730m/s ，钢中纵波声速C L ＝5900m/s ，钢中横波声速C S ＝3230m/s ，求第一和第二临界角？（5分）解：os l II o l l c c c c 57.732302730sin sin 27.659002730sin sin 1-211-1-211-I =====αα＝ 答：第一临界角为27.6o ；第二临界角为57.7O2.用4P20直探头检测厚度为350㎜的锻钢件，要求≥φ3的当量缺陷不漏检，利用工件底面如何校正检测灵敏度？解：dB S dB B 31.333.143505.9/42lg 202lg 2022=⋅⋅⋅==∆πφλ答:(1)在工件完好部位将底波调整至基准波高度（如满屏的80%）（2）再增益31.3dB,则探测灵敏度校正符合要求。

超声检测二级常用计算公式一、1、示波屏上的波高与声压成正比。

既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1（1NP=8.68dB 1dB=0。

115NP）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+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P a与入射波声压P O之比。

既：T往=P a/P O=4Z1Z/(Z2+Z1）25、反射、折射定律：sinαL/C L1=sinα¹L/C L1= sinα¹S/C S1=sinβL/C L2=sinβS/C S26、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 L17、(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= F S/πλ= F Sƒ/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/C2，6、横波近场区长度；方形 N=F S/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= F S/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/D S=70λS2/D S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∣）% 。

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。

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≈=。