1、超声检测公式及计算题武玉林二 O 一一年 5 月2*1.1 铝（Al）的纵波声速为 6300m/s，横波声速为 3100m/s。试计算2MHz 声波在铝中的纵、横波波长。 fcfc解：*1.2 甘油的密度为 1270kg/m3，纵波声速为 1900m/s，计算其声阻抗。cz解：1.4 5P2010K2 探头，楔块中声速 CL1=2700m/s，钢中声速CL2=5900m/s，C S2=3200m/s，求探头入射角为多少度？l1s2siniKtg C解：1.8 已知钢中 CS 钢 =3200m/s，某硬质合金中，C S 硬 =4000m/s，铝中 CS 铝=3080m/s，求用探测钢的 K1.0
2、 横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际 K值为多少？）（ ）（ mfCfSL5.10231.30666 smkgcZ 26/104.21902701 21201149).63sin307(sin sinsinsinsin 4.632 ）（ SLSL CCtgtg3s2l1Cinsi解：*1.10 示波屏上有 A、B、C 三个波，其中 A 波高为满刻度的 80%，B 波为50%，C 波为 20%。、设 A 波为基准（0dB） ，则 B、C 波各为多少 dB？、设 B 波为基准（10dB） ，则 A、C 波各为多少 dB？、设 C 波为基准（-8dB） ，则 A、B 波各为多少 dB？铝 铝硬 硬钢
3、 钢有 钢 有在 钢 中 ， ， 楔 块 中 声 速 为设 入 射 角 为 SS01-1- LsinCsinsinsin 45.tgKCCCtgSL 0.942. 42.)45sin3208(sinsinC(sin sinsinsinsin 8.1.6 1.6)45sin3204(sinsinC(sin 001S1 SS0 001S1 tgtgK CCtgtgKSL铝铝 钢钢铝铝 铝 铝硬 硬钢 钢有 硬硬 钢钢硬硬 ） 21H0lg4解：*1.11 示波屏上有一波高为满刻度的 100%，但不饱和。问衰减多少 dB 后，该波正好为 10%？解：*1.12 示波屏上有一波高为 80mm，另一波比
4、它低 16dB，问另一波高为多少？解：*1.13 示波屏上有一波高为 40%，衰减 12dB 后该波为多高？若增益 6dB后该波为多高？）（ dBH2010lg2lg201 )(7.120810lg22622 20122 mH12BBACCAABCCAACCH0lgH50 、 0lg2l4dB802ll1H0 、 10lg2lg14dB502l1lH80 、 80lg-2lg-4dBB2B5l-l-5解： 1.15 不锈钢与碳钢的声阻抗差约为 1%，试计算超声波由不锈钢进入碳钢时，复合界面的声压反射率。 12Zr解：1.17 某工件厚度 T=240mm，测得第一次底波为屏高 90%，第二次底波
5、为屏高 15%，如果忽略反射损失，试计算该材料的衰减系数。解：(%)8010410 ()1010410lg202622 22212 HH0.5%0.0.91.-Z- .9.11 不钢 不钢 不钢 ，设r mdBoTB/2.2406159lg6lg20212T6)B(16*2.1 试计算 5P14SJ 探头在水中的（C L=1500m/s）的指向角和近场区长度。 2DN 704D解：2.2 试计算频率 f5MHz，边长 a13mm 的方形晶片，在钢中（Cl5900m/s ）的主声束半扩散角为多少度？ a57解：*2.3 已知钢中 Cl5900m/s，水中 Cl1480m/s.求 2.5MHz、2
6、0mm 纵波直探头在钢中和水中辐射的纵波声场的近场区长度 N、半扩散角 0 和未扩散区长度 b 各为多少？20DN 7 b 1.644DmmfCL1630.41DN1.540.37703.0.5102206oamfc17.538.57.109637解：mNbDmfcNbDmfc279.1684.6.10.05.709.16824252.05.3148.69.26.14. 0.83.7004.264236.105.9 水 中 ： 钢 中 ： 2.4 用 2.5MHz、20mm 纵波直探头水浸探伤钢板，已知水层厚度为20mm，钢中 CL=5900m/s，水中 CL=1480m/s。求钢中近声场长度
7、。 212N解： mCLDCLNmf 4.3759018236.40 36.105.29212262 82.5 用 2.5MHz、20mm 纵波直探头水浸探伤铝板，已知铝中近场长度为20mm，铝中 CL=6260m/s，水中 CL=1480m/s。求水层厚度。解：2.6 用 2.5MHz、20mm 纵波直探头探测厚度为 150mm 的饼形锻件，已知示波屏上同时出现三次底波，其中 B2=50%，衰减器读数为 20dB，若不考虑介质衰减，求 B1 和 B3 达到 50%高时衰减器读数各为多少 dB？1212x0lg解：2.7 已知 x3N，200mm 处 2 平底孔回波高度为 24dB，求 400
8、mm 处 4mCLNmf 84.31062-0.5942CL-D0.59212.54821212 632 dBxdBx5.163.-20153lg20lgB260152lg0lB323 1211 9平底孔和 800mm 处 2 平底孔回波高度各为多少 dB？1212x40lg解：3.1 PZT-4 的声速 CL=4000m/s，如制作频率为 2.5MHz 的晶片，晶片厚度应为多少 mm？ 0L0tL0t 2fCfNt2fN解：3.3 某探头的频率常数 Nt=200Hzm，频率 f=2.5MHz，求该晶片厚度为多少？解：3.4 某探头晶片的波速 CL=5740m/s，晶片厚度 t=0.574mm
9、，求该探头的标称频率为多少？dBxd0lg402lg42lg402l82 31313402211mfCtL 8.015.2402630mfNttftt 08.105.2630010解：3.6 用 IIW 试测定仪器的水平线性，当 B1和 B5分别对准 2.0 和 10.0 时，B2、B 3和 B4分别对准 3.98、5.92、7.96，求该仪器的水平线性误差为多少？解：3.7 用 CSK-IA 试块测定斜探头和仪器的分辨力，现测得台阶孔50、44 反射波等高的波峰高 h1=80%，波谷高 h2=25%，求分辨力为多少？ 21lg0hX解：4.3 用 K2 探头在 CSK-IA 试块上利用 R5
10、0 和 R100 反射面按水平 11 调节时基线，两反射波应调在第几格？03602574105.LLCtff HzMzt1%010.81%8.0.92.56max bdBhX258lg0lg20210%8.0maxb112221K0l5l解：4.6 用 2.5P20Z 探头径向探测 500mm 的圆柱形工件，C L=5900m/s，如何利用工件底波调节 500/2 灵敏度？ 2ffDx20lg解：4.7 用 2.5P20Z 探头径向探测 1000mm 的圆柱形钢工件，CL=5900m/s，如何利用工件底波调节 500/4 灵敏度？ B2ffxD20lg解：4.8921017.25210250
11、Kkll.45. 5.4214.3506.2lg02lg03.15.096dBdBDxmfCfL再 用 衰 减 器 将 增 益 提 高 波 调 至 荧 光 屏 基 准 线 ，将 工 件 完 好 处 第 一 次 底 dBxDmfCBffL 4.271041.356.2lg202lg03.15.096 124.8 用 2.5P20Z 探头径向探测 400mm 的工件，如何利用 150mm 处 4 平底孔调节 400/2 灵敏度？ 1212x40lg解：4.9 用 2.5P20Z 探头探测 500mm 的工件，C L=5900m/s，探伤中在 200mm 处发现一缺陷，其波高比 B1低 12dB，求
12、此缺陷的当量大小为多少？解：5.1 用水浸法探测 40mm 厚的钢板，要求钢板四次底波与第二次界面波重合，其水层距离应为多少？dBx2915024lg40l1212mxDxmfCBff BffL 5.1053.142.621022lg036.2105.9 /6 dB9/50用 衰 减 器 将 增 益 提 高并 调 至 荧 光 屏 基 准 线 ， 孔 的 最 大 反 射 波 ，移 动 探 头 ， 找 到134nTH解：5.2 用水浸二次波重合法探伤 T=40mm 的钢板，仪器在钢试块上按 1：2调节扫描速度，并校正“零点” 。求：、水层厚度为多少？、钢板中距上表面 12mm 的缺陷回波的水平刻度
13、值为多少？、示波屏上 f=50 处缺陷在钢板中的位置？解：5.6 用充水探头采用三次重合法检测 T=60mm 的钢板，水层厚度应调节为多少？解：5.9 对钛/钢复合板在复层一侧作接触法检验，已知钛与钢的声阻抗差约为 40%，试计算复合层界面回波与底波相差多少 dB?r120lgrT20lgr)Z(4Tr 2BS 22112 mn404THmmn 20102420-54614202042TH） 、 （ 、 、 mnTH45603414解： 5.11 从钢材一面探测钢/钛复合板，已知 Z 钢 =46106kg/m2s，Z 钛 =27.4106kg/m2s，不计扩散衰减和材质衰减，求：、复合界面声压
14、反射率。、底波与复合界面回波的 dB 差值。解：5.13 今有一批 506mm 的无缝钢管，采用水浸聚焦横波探伤，若透镜曲率半径为 40mm，求应采用偏心距和水层距离。 2.rCrFCr xRFH20.458.1RX11 2 dBrTrZ5.12.0938lg1lg0.5.0.2561.-.4222 钛钢 钛钢 钛钢 ，设 dBrZr 5.12.0936lg-1lg20.5.T-0.254276.-2钢钛 钢钛15解：5.18 直径 300mm、壁厚 20mm 的钢管作周向斜角探伤，采用 K=2 的斜探头合适吗？ )K1(2DT)1(2sin)(12Om 2解：5.19 采用 K=2 的斜探头
15、对外径为 600mm 的钢管作接触法周向探伤，能扫查到的最大厚度为多少？解：5.21 用接触法周向横波探伤外圆直径 D=300mm ,壁厚 t=60 mm 的钢管，可使用的探头的 K 值最大为多少？ RrsinRrsin1mxrx mrF 648.2385.728-R-FH 7.52190.4580.25120.4580.512- 不 合 适 20m8.15)21(230 )1()sin1(2 200 Dtmm7.31)21(260 )1(2)sin1(2 200 KDDtm 16解：6.1 用 2.5MHz、20mm 直探头探测厚度 300mm 的钢锻件。、如何利用工件底面调节 2mm 平底
16、孔当量灵敏度？、探伤时发现距探测面 200mm 处有一缺陷，波高为 15dB，求此缺陷的平底孔当量。解：6.3 用 2P20Z 直探头对钢锻件探伤，发现距探测面 240mm 处有一缺陷，波高比 150/2 试块平底孔回波高 6dB，求此缺陷平底孔当量。解：6.8 用 2.5P14Z 直探头探测外径 1100mm ，壁厚 200mm 的筒形钢锻件（C=5900m/s ).75.087.36 87.361509sinsinsin 01 tgtKRrRrmxxdBdBDxff16.31032 10lg40441214.3059.2lg02lg045 4221221 21 、 增 益基 准 高 度 ，
17、 再 用 衰 减 器 将 一 次 底 波 调 至 荧 光 屏在 工 件 无 缺 陷 完 好 部 位 、 mxx52.410524 10lg406 4221221 21 17、在外圆周作径向探测时，如何用内壁曲面回波调节探伤灵敏度（=2mm）？、在内圆周作径向探测时，如何用外壁曲面回波调节探伤灵敏度（=2mm）？ Dd10lg2x0lgf解：6.9 用 2.5P20Z 直探头探测厚度 350mm 的饼形钢锻件（C=5900m/s )，将底波调节为 40dB 进行探伤。、此探伤灵敏度是否符合 JB/T4730-2005 标准要求？、探伤时发现一单个缺陷，深 200mm，波幅 29dB，求此缺陷当量
18、。解：dBDdx dBdDxffff 5.392.710lg214.3059.lg20l12l 5.32.70lg4.3059.lg20l12l 、 、mD xxDxDdBxf BffBffff74.84.810351.20.952 1022lg0 4.214.35029.lg02lg0294 、 （ 不 符 合 ） 、186.10 用 2.5P20Z 直探头检测厚度 380mm 的钢锻件（C=5900m/s） ，材质衰减系数 a=0.01dB/mm。检验中在 130mm 深发现一处缺陷，其波幅比底波低 7dB。求此缺陷当量。 )x2(x20lgBfBfBf 解：7.1 板厚 20mm 的焊缝
19、，外表面焊缝宽度 30mm，内表面焊缝宽度 20mm，用前沿距离 18mm 的探头探伤，为保证声束能扫查到整个焊缝，探头 K 值应如何选择？ TLbaK0解：mDxxDxDxf xBff fBffBf Bff4.116.7 7.160384. 1305.29102)22lg02038-.72)(2 ）（ （15.220830TlbaK197.3 用斜探头探测 RB-2 试块上深度 d1=40mm 和深度 d2=80mm 的 3 横孔，分别测得简化水平距离 L1=45mm，L 2= 105mm，试计算探头 K 值和前沿距离 L0。解：7.4 检验板厚 T22mm 的焊缝，上焊缝宽度为 30mm，
20、下焊缝宽度为20mm，选用 K=2,前沿距离 L017mm 的探头，用一、二次波法能否扫查到整个焊缝截面？解：为保证用一、二次波扫查到整个焊缝截面，要求：7.5 用 5P1012K2.5 探头检验板厚 T=25mm 的钢板对接焊缝，扫描比例按深度 21 调节。探伤时在水平刻度 60mm 处发现一缺陷波，求此缺陷的深度和水平距离。解： 15.80154 0022011 LKLKdlLd20m652dT70.Kl 故 缺 陷 在 二 次 波 位 。 25，3260截 面 。探 头 能 扫 查 到 整 个 焊 缝故 29.1 9.127/0/300KTLbadL0d2TKL207.6 用 5P101
21、2K2.5 探头检验板厚 T=20mm 的钢板对接焊缝，扫描比例按水平 11 调节。探伤时在水平刻度 40mm 和 70mm 处各发现缺陷波一，试分别求这两个缺陷的深度。 KL2Td解：7.7 采用钢焊缝探伤用的 K=1 斜探头（C L1=2700m/s，钢 CS=3200m/s） ，检验某种硬质合金焊缝（C S=3800m/s） ，其实际 K 值多大？S2L1sini解：mKlTdlmKldl 125.7022 102KT50KT70165.24050,401 故 在 二 次 波 位 。 ， 而 第 二 个 缺 陷 ， 故 在 一 次 波 位 。第 一 个 缺 陷 ， 10SSSS1S1 0001 45sinsinsinsinCCsinsinsin(sin380sin(sin45)7.127.1.l lSKtgKtgCKtgtg钢 硬钢 硬钢 硬钢 硬钢硬硬 钢钢硬 硬， ， ， ）21
