超声波发射声场与规则反射体分回波声压实用教案

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1、 主要内容： 纵波(zn b)发射声场 横波发射声场 规则反射体的回波声压 AVG曲线第1页/共87页第一页，共88页。 超声波探头（波源）发射的超声场具有特殊的结构。只有当缺陷位于超声场内时，才有可能被发现。 由于液体介质(jizh)中的声压可以进行线性叠加，并且测试比较方便。因此对声场的理论分析研究常常从液体介质(jizh)入手，然后在一定条件下过渡到固体介质(jizh)。第2页/共87页第二页，共88页。3.1 纵波(zn b)声场一、圆盘波源辐射的纵波声场(shn chn)1.波源轴线上声压分布xQXYZo第3页/共87页第三页，共88页。xFPsP0P 波源轴线上任意一点声压；P0

2、波源的起始声压；FS 波源面积(min j)；Rs 波源半径 波长；x 轴线上Q点至波源的距离。圆盘源轴线上的声压与距离成反比，与波源面积(min j)成正比。23sRx 第4页/共87页第四页，共88页。 近场区：波源附近由于波的干涉而出现一系列声压极大极小值的区域，称为超声场的近场区。近场区声压分布不均匀,容易引起误判，甚至漏检，所以，应尽量避免近场区检测。 波源轴线(zhu xin)上最后一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度,用N表示.P/P0N3N6N0.5NX第5页/共87页第五页，共88页。 近场区长度(chngd)与波源面积成正比，与波长成反比。 在近场区检测定量是不利的，处

3、于声压极小值处的较大缺陷回波可能较低，而处于声压极大值处的较小缺陷回波可能较高，这样就容易引起误判，甚至漏检， 应尽可能避免在近场区检测。cfFFRDDNSssss222244第6页/共87页第六页，共88页。 远场区 波源轴线上至波源的距离大于N的区域称为远场区。 远场区轴线上的声压随距离增加单调减小； 当x3N时，声压与距离成反比，近似球面波的规律。这是因为距离足够大时，波源各点至轴线上某一点的波程差很小，引起的相位差也很小，这样干涉现象可略去不计。所以远场区轴线上不会出现(chxin)声压极大极小值。 第7页/共87页第七页，共88页。超声场横截面的声压分布： 在xN的远场区，轴线上的声

4、压最高，偏离中心声压逐渐降低，而且，分布完全(wnqun)对称。 实际检测中，横波斜探头K值和探头声束轴线的偏离的测定，规定要在2N以外进行就是这个原因。N/2N3N6N第8页/共87页第八页，共88页。 波束指向性和半扩散角 至波源充分(chngfn)远处任意一点的声压，如图所示xP(r,)XYZoP(r,0)第9页/共87页第九页，共88页。 波束(bsh)指向性)0Y3.83第10页/共87页第十页，共88页。 指向性系数：DC 波源前充分远处任意一点(y din)的声压P(r,)与波源轴线上同距离处声压P(r,0)之比。)0 ,(),(rPrPDc)0 ,(),(rPrPDc第11页/

5、共87页第十一页，共88页。 1、DC1 说明超声场中至波源充分远处同一(tngy)横截面上各点的声压不同，以轴线上的声压最高。实际探伤中，只有当声束轴线垂直于缺陷时，缺陷回波最高就是这个原因。 2、半扩散角0 园盘源辐射的纵波声场的第一零值发散角。 3、当0时，|DC|b的区域称为扩散区，扩散区内波束扩散，存在扩散衰减(shui jin)。第14页/共87页第十四页，共88页。第15页/共87页第十五页，共88页。例题: 计算2.5P20纵波直探头探测钢工件(gngjin)时的近场区长度N、半扩散角0和未扩散区长度b。解：由题意f=2.5MHz,Ds=20mm,CL=5900m/s 且 =C

6、L/f 近场区长度： 半扩散角： 未扩散区长度：)(4 .421059004105 . 2204436222mmcfDDNLss26. 8105 . 220105900707070630fDCDsLs)( 5 .694 .4264. 164. 1mmNb第16页/共87页第十六页，共88页。例题: 计算2.5MHz，20纵波(zn b)直探头（2.5P20）探测钢工件时的近场区长度N、半扩散角0和未扩散区长度b。第17页/共87页第十七页，共88页。二、矩形波源辐射的纵波(zn b)声场yxQz2a2br)0第18页/共87页第十八页，共88页。 矩形波源作活塞振动时，在液体介质中辐射的纵波声

7、场同样存在近场区和未扩散角等。与圆盘波源辐射的纵波声场基本类似。 设矩形波源的长边为2a，宽边为2b。因为超声波检测(jin c)主要在远场区，主要考虑在3N以外矩形波源与圆盘波源的相同处与不同处。第19页/共87页第十九页，共88页。波束轴线(zhu xin)上的声压: r3N时，式中： Fs 矩形波源的面积，F=4ab 矩形波源的近场区的长度：矩形波源辐射的主声束为四棱锥形，如下图所示 rFPPs/0sFN 第20页/共87页第二十页，共88页。 X方向的半扩散(kusn)角为： Y方向的半扩散(kusn)角为： 矩形波源辐射的纵波声场与圆盘波源辐射的声场不同，矩形波源有两个半扩散(kus

8、n)角，其声场横截面为矩形。 aa2572arcsin00aa2572arcsin00bb2572arcsin00第21页/共87页第二十一页，共88页。三、纵波声场近场区在两种介质(jizh)中的分布 公式 只适用均匀(jnyn)介质。实际检测中，有时近场区分布在两种不同的介质中，如图所示的水浸检测，超声波是先进入水，然后再进入钢中。4/2sDN 第22页/共87页第二十二页，共88页。 当水层(shu cn)厚度较小时，近场区就会分布在水、钢两种介质中，设水层(shu cn)厚度为，则钢中剩余近场区长度为式中 N2 只有介质时，钢中近场长度； C1介质水中波速； C2介质钢中波速； 2介质

9、钢中波长。21222124ccLDccLNNs第23页/共87页第二十三页，共88页。例：用2.5MHz，直径14mm纵波直探头水浸探伤钢板，已知水层厚度为20mm，钢中纵波声速(shn s)5900m/s，水中纵波声速(shn s)1480m/s，求钢中近场区长度N。解： 钢中纵波波长 （mm） 钢中近场区长度： （mm）36. 25 . 29 . 52fC7 .15590014802036. 24141442122ccLDNs第24页/共87页第二十四页，共88页。四、实际(shj)声场与理想声场 以上讨论的是液体介质，波源作活塞振动，辐射连续波等理想条件下的声场(shn chn)，简称理

10、想声场(shn chn)。实际检测往往是固体介质，波源非均匀激发，辐射脉冲波声场(shn chn)，简称实际声场(shn chn)。它与理想声场(shn chn)是不完全相同的。 第25页/共87页第二十五页，共88页。 由图可知，实际声场与理想声场在远场区轴线上声压分布基本一致。这是因为，当至波源的距离足够远时，波源各点至轴线上某点的波程明显减少，从而使波的干涉大大减弱，甚至不产生干涉。 但在近场区内，实际声场与理想声场存在明显区别。理想声场轴线上声压存在一系列极大极小值，且极大值为2P0，极小值为零。实际声场轴线上声压虽然也存在极大极小值，但波动幅度(fd)小，极大值远小于2P0。极小值也

11、远大于零，同时极值点的数量明显减少。这可从以下几方面来分析其原因。第26页/共87页第二十六页，共88页。 （1）近场区出现声压极值点是由于波的干涉造成的。理想声场是连续波，波源各点辐射的声波在声场中某点产生完全干涉。实际声场是脉冲波，脉冲波持续时间很短，波源各点辐射的声波在声场中某点产生不完全干涉或不产生干涉。从而使实际声场近场区轴线上声压变化幅度小于理想声场，极值点减少。 （2）实际声场的波源是非均匀(jnyn)激发，波源中心振幅大，边缘振幅小。由于波源边缘引起的波程差较大，对干涉影响也较大。因此这种非均匀(jnyn)激发的实际波源产生的干涉要小于均匀(jnyn)激发的理想波源。第27页/

12、共87页第二十七页，共88页。（3）理想声场是针对液体介质而言的，而实际检测对象往往是固体介质。在液体介质中，液体内某点的压强在各个方向上的大小是相同的。波源各点在液体中某点引起的声压可视为同方向而进行线形叠加。在固体介质中，波源某点在固体中某点引起的声压方向在二者连线上。对于波源轴线上的点，由于对称性，使垂直于轴线方向的声压分量(fn ling)互相抵消，使轴线方向的声压分量(fn ling)互相叠加。显然这种叠加干涉要小于液体介质中的叠加干涉，这也是实际声场近场区轴线上声压分布较均匀的一个原因。第28页/共87页第二十八页，共88页。序序号号实实 际际 声声 场场理理 想想 声声 场场1

13、1差差异异固体介质固体介质 声压不能线性叠加声压不能线性叠加液体介质液体介质 声压可进行线性叠加声压可进行线性叠加脉冲波非均匀激发脉冲波非均匀激发连续波均匀激发连续波均匀激发不完全干涉或不干涉不完全干涉或不干涉完全干涉、干涉大完全干涉、干涉大频率不是单一的频率不是单一的频率单一频率单一衰减系数衰减系数00衰减系数衰减系数=0=02 2N N极值点少极值点少极值点多极值点多极大值极大值2P2P0 0；极小值；极小值0 0P Pmaxmax=2P=2P0 0；Pminmin=0=0波动幅度小波动幅度小波动幅度大波动幅度大3 3N N轴线上声压单调减小轴线上声压单调减小 4 43N3N轴线上的声压轴

14、线上的声压 P=PP=P0 0F/X F/X 扩散角：扩散角： 0=sin=sin-1-11.22/D 1.22/D 指向性：实际声场的波束指向性比理想声场波束指向性更好，波指向性：实际声场的波束指向性比理想声场波束指向性更好，波束更集中束更集中近场长度：近场长度：N=DN=D2 2/4 /4 未扩散区：未扩散区：b=1.64N b=1.64N 第29页/共87页第二十九页，共88页。3.2 横波(hngb)发射声场一、假想横波波源 目前常用的横波探头，是使纵波倾斜入射到界面上，通过波型转换来实现横波检测的。当L=时，纵波全反射，第二介质中只有折射横波。 横波探头辐射的声场由第一介质中的纵波声

15、场与第二介质中的横波声场两部分组成，两部分声场是折断的，如下图所示，为了便于理解计算，特将第一介质中的纵波波源转换为轴线与第二介质中横波波束轴线重合(chngh)的假想横波波源，这时整个声场可视为由假想横波波源辐射出来的连续的横波声场。第30页/共87页第三十页，共88页。第31页/共87页第三十一页，共88页。 当实际(shj)波源为圆形时，其假想横波波源为椭圆形，椭圆的长轴等于实际(shj)波源的直径，短轴为: 式中 纵波折射角； 横波入射角。coscosssDD第32页/共87页第三十二页，共88页。二、横波声场的结构 1.横波轴线上的声压 横波声场同纵波声场一样，由于波的干涉存在近场区

16、和远场区。当x3N时，横波声场波束轴线上的声压为 式中 K 系数； FS 波源的面积； S2 第二介质中横波波长； x 轴线上某点至假想波源的距离(jl)。 由以上公式可知，横波声场中，当x3N时，波束轴线上的声压与波源面积成正比，与至假想波源的距离(jl)成反比，类似纵波声场。coscos2xKFPsS第33页/共87页第三十三页，共88页。2.近场区长度 横波声场近场区长度为 式中 N近场区长度，由假想波源算起 由以上公式(gngsh)可知，横波声场的近场区长度和纵波声场一样，与波长成反比，与波源面积成正比。coscos2sSFN 第34页/共87页第三十四页，共88页。横波声场中，第二介

17、质中的近场区长度为 式中 FS波源(byun)的面积； S2第二介质中横波波长； L1入射点至波源(byun)的距离； L2 入射点至假想波源(byun)的距离。tantancoscos122LFLNNsS第35页/共87页第三十五页，共88页。 我国横波探头常采用K值（K=tan）来表示横波折射角的大小(dxio)，常用值为1.0、1.5、2.0和2.5等。为了便于计算近场区长度，在第介质为有机玻璃;第二介质为钢的探头,特将K与cos/cos 、tan/tan的关系列于表2.2。k值1.01.52.02.5 Cos/ cos0.880.780.680.6 tan/tan0.750.660.5

18、80.5第36页/共87页第三十六页，共88页。例1，试计算2.5MHZ、1416方晶片K1.0(2.5P1416K1)和K2.0(2.5P1416K2)横波探头的近场区长度。（钢中CS2=3230m/s）解： 由上式计算表明(biomng)，横波探头晶片尺寸一定，K值增大，近场区长度将减小。)(29. 1105 . 21032306322mmfCss)(7 .4888. 029. 114. 31614coscos)(12111mmabKNs)(7 .3768. 029. 114. 31614coscos)(22222mmabKNs第37页/共87页第三十七页，共88页。例2，试计算2.5MH

19、Z、1012mm方晶片K2.0横波(hngb)探头，有机玻璃中入射点至晶片的距离为12mm，求此探头在钢中的近场区长度。（钢中CS2=3230m/s）解： tantancoscos12LabNs58. 01268. 029. 114. 31210mm13)(29. 1105 . 21032306322mmfCss第38页/共87页第三十八页，共88页。半扩散角 从假想横波声源辐射的横波声束同纵波声场一样，具有良好的指向性，可以在被检材料(cilio)中定向辐射，只是声束的对称性与纵波声场有所不同，如下图所示。第39页/共87页第三十九页，共88页。（1）纵波斜入射在第二介质中产生横波声场，其声

20、束不再对称于声束轴线，而存在两个半扩散角，其中上半扩散角上大于声束下半扩散角下（2）横波垂直入射时，其声束对称于轴线，这时半扩散角可按下式计算。 对于圆片形声(xngshng)源： 对于矩形正方形声(xngshng)源： 由公式可以看出，在其他条件相同时，横波声束的指向性比纵波好，横波能量更集中一些。因为横波波长比纵波短。SSSSDD2207022. 1arcsinaaSS2572arcsin220第40页/共87页第四十页，共88页。3.4 规则(guz)反射体的回波声压 前面讨论的是超声波发射声场中的声压分布情况，实际检测中常用反射法。反射法是根据缺陷反射波声压的高低来评价缺陷的大小。然而

21、工件中的缺陷形状性质各不相同(xin tn)，目前的检测技术还难以确定缺陷的真实大小和形状。反射波声压相同(xin tn)的缺陷的实际大小可能相差很大，为此特引用当量法。当量法是指在同样的检测条件下，当自然缺陷反射波与某人工规则反射体回波等高时，则该人工规则反射体的尺寸就是此自然缺陷的当量尺寸。自然缺陷的实际尺寸往往大于当量尺寸。第41页/共87页第四十一页，共88页。一、规则反射体的反射波声压公式(gngsh) 超声波检测中常用的规则反射体有平底孔、长横孔、短横孔、球孔和大平底面等，下面分别讨论以上各种规则反射体的回波声压。第42页/共87页第四十二页，共88页。1.平底孔回波声压 在X3N

22、的圆盘波源轴线上存在(cnzi)一平底孔缺陷，设波束轴线垂直于平底孔，超声波在平底孔上全反射，平底孔直径较小，表面各点声压近似相等。 第43页/共87页第四十三页，共88页。 根据惠更斯原理(yunl)可以把平底孔当作一个新的圆盘源，其起始声压就是入射波在平底孔处的声压 xFPPxS0第44页/共87页第四十四页，共88页。 平底孔反射波声压 式中 P0波源的起始声压； FS波源的面积， Ff 平底孔缺陷的面积； 波长 x平底孔至波源的距离 由上式可知，当检测条件（ FS ， ）一定时，平底孔缺陷的回波(hu b)声压或波高与平底孔面积成正比，与距离平方成反比。 220 xFFPxFPPfSf

23、xf第45页/共87页第四十五页，共88页。任意两个(lin )距离直径不同的平底孔反射波声压之比为：二者回波分贝差为： 当Df1=Df2，X2=2X1时 , 这说明平底孔直径一定，距离增加一倍，其回波下降12db。222121222121ffffffDxDxPPHH1221211240lg20 xDxDPPffff)(122lg40)/lg(40)/lg(20212121dBxxPPff第46页/共87页第四十六页，共88页。当X2=X1 ,Df1=2Df2，时 ,这说明平底孔距离( jl)一定，直径增加一倍，其回波升高12db )(122lg40)/lg(40)/lg(20212112dB

24、DDPPffff第47页/共87页第四十七页，共88页。2.长横孔回波声压 当x3N，超声波垂直入射， 全反射，长横孔直径较小，长度大于波束(bsh)截面尺寸时，超声波在长横孔表面的反射就类似于球面波在柱面镜上的反射。 第48页/共87页第四十八页，共88页。长横孔回波声压 式中 Df 长横孔的直径。 由上式可知，当探测(tnc)条件（ FS ， ）一定时，长横孔回波声压与长横孔的直径平方根成正比，与距离的二分之三次方成反比。 xDxFPPfSf220第49页/共87页第四十九页，共88页。任意两个距离、直径不同(b tn)的长横孔回波分贝差为： 当Df1=Df2，X2=2X1时 , 这说明:

25、长横孔直径一定，距离增加一倍，其回波下降9db。312321211210lg20 xDxDPPffff)(92lg30)/lg(30)/lg(20212121dBxxPPff第50页/共87页第五十页，共88页。当X2=X1 ,Df1=2Df2，时 , 这说明：长横孔距离(jl)一定，直径增加一倍，其回波升高3 db)(32lg10)/lg(10)/lg(20212112dBDDPPffff第51页/共87页第五十一页，共88页。短横孔回波声压 短横孔是长度明显小于波束截面尺寸的横孔，设短横孔直径(zhjng)为Df，长度为Lf。当X3N时，超声波在短横孔上的反射回波声压为： LfxDsDf第

26、52页/共87页第五十二页，共88页。 由上式可知，当探测条件(tiojin)（ FS ， ）一定时，短横孔回波声压与短横孔的长度成正比，与直径的平方根成正比，与距离的平方成反比。ffSfDxlxFPP20第53页/共87页第五十三页，共88页。 任意两个距离( jl)、长度和直径不同的短横孔回波分贝差为： 当Df1=Df2，Lf1=Lf2,X2=2X1时 , 这说明短横孔直径和长度一定，距离( jl)增加一倍，其回波下降12db，与平底孔变化规律相同。21414222212112lg10lg20ffffffDDxxllPP)(122lg40)/lg(40)/lg(20122112dBxxPP

27、ff第54页/共87页第五十四页，共88页。当X2=X1 ,Df1=Df2，Lf1=2Lf2时 , 这说明短横孔直径(zhjng)和距离一定，长度增加一倍，其回波上升6db。（3）当X2=X1 ,Df1=2Df2，Lf1=Lf2时 , 这说明短横孔长度和距离一定，直径(zhjng)增加一倍，其回波升高3 db)(62lg20)/lg(20)/lg(20212112dBllPPffff)(32lg10)/lg(10)/lg(20212112dBDDPPffff第55页/共87页第五十五页，共88页。大平底面回波声压 当X3N时，超声波在与波束垂直、表面光洁的大平底面上的反射就是球面波在大平面上的

28、反射，其回波声压为: 由上式可知，当检测条件(tiojin)（ FS ， ） ）一定时，大平底面回波声压与距离成反比。 xFPPSB20第56页/共87页第五十六页，共88页。两个不同距离的大平底面回波分贝差为： 当X2=2X1 时这说明(shumng)大平底面距离增加一倍，其回波下降6db。122112lg20lg20 xxPPBB)(62lg20)/lg(20)/lg(20122112dBxxPPBB第57页/共87页第五十七页，共88页。 球孔回波(hu b)声压 设球孔直径为Df,超声波垂直入射，全反射， Df足够小。Dfx第58页/共87页第五十八页，共88页。 当X3N时，超声波在

29、球孔上的反射就类似(li s)于球面波在球面上的反射，其回波声压为: 由上式可知，当探测条件（Fs，）一定时，球孔回波声压与距离的平方成反比，与球孔直径成正比。 204 xDFPPfSf第59页/共87页第五十九页，共88页。 任意两个直径(zhjng)、距离不同的球孔的回波分贝差为： （1）当Df1=Df2,x2=2x1时， 这说明球孔直径(zhjng)一定，距离增加一倍，其回波下降12 dB，与平底孔变化规律相同。2122212112lg20lg20 xDxDPPffffdBxxPPff12)/lg(40)/lg(20122112第60页/共87页第六十页，共88页。（2）当Df1=2Df

30、2,x2=x1时， 这说明(shumng)球孔距离不变，直径增加一倍，其回波上升6 dBdBDDPPffff6)/lg(20)/lg(20212112第61页/共87页第六十一页，共88页。实心圆柱体曲底面回波声压 这说明实心圆柱体反射波声压与大平底面回波声压相同。空心圆柱体曲底面回波声压-外柱面径向探伤(tn shng) 上式说明外圆检测空心圆柱体，其回波声压低于同距离大平底面回波声压。因为凸柱面反射波发散。xFPBsP20DdxFPPSB20第62页/共87页第六十二页，共88页。空心(kng xn)圆柱体曲底面回波声压-内柱面径向探伤 上式说明内孔检测圆柱体，其回波声压大于同距离大平底回

31、波声压。因为凹柱面反射波聚焦。 dDxFPPSB20第63页/共87页第六十三页，共88页。 以上(yshng)各种规则反射体的反射波声压公式均未考虑介质衰减，如果考虑介质衰减，则所有公式均应增加式中：x 反射体至探头的距离，x 3N a 介质单程衰减系数，dB/mm68. 82axe第64页/共87页第六十四页，共88页。3.4 AVG曲线(qxin) AVG 曲线是描述规则反射体的距离A、反射波高度V及当量(dngling)大小G之间关系的曲线。A、V、G是德文距离、增益和大小的字头缩写。英文缩写为DGS。AVG曲线可用于对缺陷定量和灵敏度调整。 AVG曲线有多种类型，据通用性分为通用AV

32、G和实用AVG；据波型不同分为纵波AVG和横波AVG；据反射体不同分为平底孔AVG和横孔AVG等。 下面以纵波平底孔为例来说明AVG曲线的原理和绘制方法。第65页/共87页第六十五页，共88页。一、纵波平底孔AVG曲线 1、通用AVG曲线适用于所有纵波探头 当X3N，不考虑介质衰减时，大平底面与平底孔回波声压为 当仪器的垂直(chuzh)线性良好时，示波屏上波高与声压成正比。xFPPSB20220 xFFPPfSfxFPPHHSBB2002200 xFFPPHHfSff第66页/共87页第六十六页，共88页。为了简化计算，对上式进行归一化处理。令 ， ，并代入上式得若用dB表示波高，则有 式中

33、 A归一化距离； G归一化缺陷当量大小(dxio)； V1底波与始波高dB差； V2平底孔回波与始波高dB差。SFxNxASfSfFFDDGAPPHHBB20022200AGPPHHffAHHVB2/lg20)/lg(2001AGHHVf/lg40)/lg(2002第67页/共87页第六十七页，共88页。 纵波(zn b)平底孔通用AVG曲线 第68页/共87页第六十八页，共88页。B1B2B3第69页/共87页第六十九页，共88页。 在A3的区域内，由于理论公式不适用，因此该区域的曲线一般不绘出或由实测得到。 由平底孔缺陷通用AVG曲线可见，当A1时，由于波的干涉，使平底孔回波声压趋于复杂化

34、，出现极大极小值。但对于大平底而言，其回波几乎不随距离变化，在这个区域内的入射波可视为平面波的一部分，平均声压为常数。 通用AVG曲线由于采用了归一化距离和归一化缺陷当量大小，因此通用性好，适用不同规格(gug)的探头。 通用AVG曲线可以用来调整检测灵敏度和对缺陷进行定量。 通用AVG曲线虽然通用性好，但使用中要进行归一化换算，不大方便，为此引入了适用于特定探头的专用AVG曲线，常称实用AVG曲线。 第70页/共87页第七十页，共88页。2、实用AVG曲线 以横坐标表示实际声程，纵坐标表示规则反射体相对波高，用来描述距离( jl)、波幅、当量大小之间的关系曲线，称为实用AVG曲线，下图为平底

35、孔实用AVG曲线 第71页/共87页第七十一页，共88页。实用(shyng)AVG曲线可由以下公式得到。不同距离的大平底反射波dB差不同距离的不同大小平底孔反射波dB差同距离的大平底与平底孔反射波dB差1221lg20lg20 xxPPBB122121lg40lg20 xDxDPPffff22lg20lg20ffBDxPP第72页/共87页第七十二页，共88页。 用以上公式计算绘制实用AVG曲线时，要统一灵敏度基准。例如上图 是x=750mm，2平底孔为0dB。 实用AVG曲线中X3N部分，可由理论(lln)公式计算得到，还可由实测CS-试块得到或由通用AVG曲线进行转换得到，但x3N的区域只

36、能通过实测得到。 第73页/共87页第七十三页，共88页。 例：晶片直径D=20mm，频率2.5MHZ纵波直探头，利用(lyng)公式绘制钢中的实用AVG曲线。 解：（1）首先要确定一个统一的灵敏度基准。 例如确定的基准为x=750mm时，2平底孔的回波高度为0dB (2) 计算不同距离处同一大小平底孔的回波dB差 根据 此时Df1=Df2,则有， 把X2750mm代入，分别计算X1=100,200,.对应的（dB值）就得到2平底孔的距离波幅曲线。122121lg40lg20 xDxDPPffff12lg40 xx第74页/共87页第七十四页，共88页。 (3)计算同距离处不同大小平底孔的回波

37、dB差 根据 此时(c sh)，x1=x2,则有： Df12mm代入，分别计算Df23，4，.时的值。将2平底孔曲线分别向上平移相应的dB值，就得到3、 4、.8 的距离波幅曲线。 （4） 计算2平底孔回波与同距离大平底面回波高度的dB差122121lg40lg20 xDxDPPffff12lg40ffDDxDxPPffBlg205 . 82lg20lg202第75页/共87页第七十五页，共88页。 计算出不同x值对应的值，在图和坐标系中描点，然后用平滑的曲线连接，就得到大平底面的距离( jl)波幅曲线B。第76页/共87页第七十六页，共88页。 由于实用AVG曲线是特定探头实测和计算( j

38、sun)得到的，因此实用AVG曲线也只适用于特定探头。在实用AVG曲线中要注明探头的尺寸和频率。第77页/共87页第七十七页，共88页。 对于垂直线性好的仪器，波高与回声压成正比，将AVG曲线直接绘制在仪器示波屏面板上，称为AVG面板曲线，其纵坐标表示(biosh)回波高，横坐标表示(biosh)距离，如下图所示。图中虚线表示(biosh)底波衰减10dB、20dB、30dB以后的波高。图2.17 平底孔AVG面板曲线图第78页/共87页第七十八页，共88页。 利用AVG面板曲线来调整检测灵敏度和对检测中发现(fxin)的缺陷定量十分方便。 实用AVG曲线同样可用于调整检测灵敏度和缺陷，而且比

39、通用AVG曲线方便。第79页/共87页第七十九页，共88页。 例如，用2.5、20直探头探测饼形钢锻件，锻件厚度650mm，检测中在500处发现一缺陷，缺陷波比大平底反射波低31dB。问：如何利用底波调2灵敏度？求缺陷的当量(dngling)大小？ 解：灵敏度的调整 如下图所示，在650mm处作垂线交2曲线于E、交B曲线于F，则EF对应的分贝值48dB就表示该大平底与2平底孔反射波分贝差。然后再按前面所述灵敏度调整方法进行调整。第80页/共87页第八十页，共88页。第81页/共87页第八十一页，共88页。对缺陷定量 如上图所示，在500mm处作垂线与比F点低31dB的水平线相交于Q点，则Q点所

40、对应(duyng)的曲线的当量尺寸4就是所求缺陷的当量大小。第82页/共87页第八十二页，共88页。 插入法：baxy1y2第83页/共87页第八十三页，共88页。 采用(ciyng)插入法求得： 若a=4mm, b=6mm,y1=2,y2=3 求得：x=5.2 mm221yaxyyab第84页/共87页第八十四页，共88页。 以上讨论的平底孔AVG曲线，在锻件检测( jin c)中得到应用。 在焊缝检测( jin c)中，一般是采用描述一定直径横孔回波高与距离之间关系的波幅距离曲线。这种曲线常常通过实测得到，它是实用AVG曲线的特例。第85页/共87页第八十五页，共88页。谢谢(xi xie)大家！第86页/共87页第八十六页，共88页。谢谢您的观看(gunkn)！第87页/共87页第八十七页，共88页。NoImage内容(nirng)总结主要内容：。因此对声场的理论分析研究常常从液体介质入手，然后在一定条件下过渡到固体介质。由于波源边缘引起的波程差较大，对干涉影响也较大。tan/tan。自然缺陷的实际尺寸(ch cun)往往大于当量尺寸(ch cun)。不同距离的不同大小平底孔反射波dB差。利用AVG面板曲线来调整检测灵敏度和对检测中发现的缺陷定量十分方便。然后再按前面所述灵敏度调整方法进行调整。谢谢您的观看第八十八页，共88页。