超聲波探傷公式一:

1、示波屏上的波高與聲壓成正比。

既：△=20lgP2/P1=20lgH2/H1   (1NP=8.68dB   1dB=0.115NP)

2、聲壓反射率r和投射率t分別為：

r=Pr/ PO=Z2-Z1/Z2+Z1    t=Pt/PO =2Z2/Z2+Z1

3、聲強(qiáng)反射率R和投射率T分別為：

R=r2 =(Z2-Z1/Z2+Z1)2     T=4Z1Z/(Z2+Z1)2由以上幾式得：t-r=1   T+R=1

4、聲壓往復(fù)透射率T往：探頭接收到的回波聲壓Pa與入射波聲壓PO之比。既：T往=Pa/PO=4Z1Z/(Z2+Z1)2

5、反射、折射定律：

sinαL/CL1=sinα1L/CL1= sinα1S/CS1=sinβL/CL2=sinβS/CS2

6、**臨界角。αⅠ=arcsinCL1/CL2  **臨界角。αⅡ=arcsinCL1/CS2

 第三臨界角：αⅢ=arcsinCS1/CL1

7、（1）薄板工件的衰減系數(shù)測(cè)定：α=(20lgBm/Bn-δ)/2x(n-m)

對(duì)于多次反射：α=[20lgBm/Bn-δ(n-m)]/2x(n-m)

（2）厚板工件的衰減系數(shù)測(cè)定：α=(20lgB1/B2-6-δ)/2x 

對(duì)于2次波、3次波；α=(20lgB2/B3-3.5-δ)/2x。

對(duì)于1次波、3次波；α=(20lgB1/B3-9.5-δ)/4x。

超聲波探傷公式二:

1、近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度：N=D2S/4λ= R2S/λ= FS/πλ= FS?/Cλ 

2、圓盤源輻射的縱波聲場(chǎng)的**零值發(fā)散角；

θ0=arcsin1.22λ/Ds≈70λ/Ds

3、波束未擴(kuò)散區(qū)與擴(kuò)散區(qū)：b=1.64N

4、矩形波源的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度N=Fs/πλ，未擴(kuò)散區(qū)b=1.64N，

半擴(kuò)散角θ0=arcsinλ/2a≈57λ/2a，

5、近場(chǎng)區(qū)在兩種介質(zhì)中的分布；公式N=D2S/4λ只適用均勻介質(zhì)。在水、鋼兩種介質(zhì)中，當(dāng)水層厚度較小時(shí)，進(jìn)場(chǎng)區(qū)就會(huì)分布在水、鋼兩種介質(zhì)中，設(shè)水層厚度為L(zhǎng)，則鋼中剩余進(jìn)場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度N為：

N=N2-LC1/C2=D2S/4λ- LC1/C2，     

6、橫波近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度；方形  N=FS/πλs2*cosβ/cosα

 圓形   N=D2/4λs2*cosβ/cosα

橫波聲場(chǎng)中，**介質(zhì)中的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度：

N`=N-L2=FS/πλs2*cosβ/cosα-L1tgα/tgβ

FS-波源面積 λs2-介質(zhì)Ⅱ中橫波波 L1-入射點(diǎn)至波源的距離 L2-入射點(diǎn)至假想波源的距離

半擴(kuò)散角；對(duì)于圓片形聲源：?0=arcsin1.22λS2/DS=70λS2/DS

對(duì)于矩形正方形聲源：?0=arcsinλS2/2a=57λS2/2a

超聲波探傷公式三：

1、計(jì)算垂直線性誤差D=（∣d1∣+∣d2∣）% 。d1 —實(shí)測(cè)值與理想值的*大正偏差；d2—實(shí)測(cè)值與理想值的*大負(fù)偏差。

2、計(jì)算水平線性誤差； δ=∣αmax∣/0.8b*100%  αmax—α2、α3、α4中*大者；b—示波屏水平刻度值（一般為10）。

3、斜探頭K值和折射角βs：K= tgβs=L+L0-35/反射體中心厚度

（分別為B=70、C=30、D=15mm）。

4、信噪比；△=20lgH信/H噪。

超聲波探傷公式四：

1、（1）按聲程調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)：一次波探傷時(shí)（τ∫≤T），缺陷至入射點(diǎn)的聲程x∫=nτ∫，則缺陷在工件中的水平距離為：l∫=x∫sinβ= nτ∫sinβ、深度為：d∫= x∫cosβ=nτ∫cosβ。二次波探傷T＜τ∫≤2T時(shí)，則缺陷在工件中的水平距離為：l∫=x∫sinβ= nτ∫sinβ、

深度為：d∫= 2T-x∫cosβ= 2T-nτ∫cosβ。

（2）按水平調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)：

一次波探傷（τ∫≤T）時(shí)，

則缺陷在工件中的水平距離：l∫= nτ∫  深度：d∫= l∫/K= nτ∫/K。

二次波探傷T＜τ∫≤2T時(shí)，

則缺陷在工件中的水平距離：l∫= nτ∫  深度：d∫=2T- l∫/K=2T- nτ∫/K。

（3）按深度調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)：

一次波探傷（τ∫≤T）時(shí)，

則缺陷在工件中的水平距離為：l∫= Knτ∫    深度為：d=nτ∫。

二次波探傷（T＜τ∫≤2T時(shí)，

則缺陷在工件中的水平距離為：l∫= Knτ∫  、深度為：d∫=2T- nτ∫。

2、（1）外圓周向探測(cè)時(shí)，缺陷位置由深度H和弧長(zhǎng)L來(lái)確定則：

 H=R-[(Kd)2+(R-d)2]0.5     L=Rπθ/180= Rπ/180*tg-1Kd/R-d 。

結(jié)論：當(dāng)探頭從圓柱曲面外壁作周向探測(cè)時(shí)，弧長(zhǎng)L總比水平距離l值大，但深度H卻總比平板工件中的缺陷深度d小。

（2）內(nèi)圓周向探測(cè)時(shí)，缺陷位置由深度h和弧長(zhǎng)l來(lái)確定則：

h=[(Kd)2+(r+d)2]0.5-r   l=rπθ/180= rπ/180*tg-1Kd/r+d

結(jié)論：當(dāng)探頭從圓柱曲面內(nèi)壁作周向探測(cè)時(shí)，弧長(zhǎng) l總比水平距離l值小，但深度h卻總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，則為焊縫雜波）

3、*大探測(cè)壁厚；Tm/D≤1/2(1-sinβ)≤1/2(1-K/(1+K2)0.5

一般把筒體可探測(cè)的內(nèi)外半徑范圍定位r/R≥80%

4、不同距離處的大平底與平底孔回波分貝差為；

△B?=20lgPB/P?=20lg2λχ2?/лD2?χB+2α(χ?-χB) α—材質(zhì)衰減系數(shù)；χ?—探測(cè)面至缺陷的距離；χ?！綔y(cè)面至底面的距離（工件的厚度）

不同平底孔、距離的回波分貝差為；

△12=20lgP?1/P?2=40lgD?1χ2/D?2χ1    P?1—人工缺陷；P?2—工件缺陷

5、避免側(cè)壁干涉的條件

     側(cè)壁反射波束與直接傳播波束的聲程差大于4λ（既：2W-α>4λ）就可以避免側(cè)壁干涉。

（1）探頭軸線上缺陷反射時(shí)避免側(cè)壁干涉的*小距離dmin為：dmin>(2αλ)0.5

對(duì)于鋼：dmin>(2αλ)0.5=3.5（α/?）0.5

（2）底面反射時(shí)避免側(cè)壁干涉的*小距離dmin為：dmin>2 (αλ)0.5

對(duì)于鋼：dmin>2 (αλ)0.5=5（α/?）0.5

6、①偏心距X的選擇：偏心距—是指探頭聲束軸線與管材中心線之間的水平距離，用X表示。入射角α隨偏心距X的距離增大而增大，控制偏心距X即可控制入射角α。滿足純橫波探測(cè)內(nèi)壁的條件為：

CL1/CL2×R≤X≤CL1/CL2×r

對(duì)于水浸探傷鋼管0.251R≤X≤0.458r 取平均值X=1/2（0.251R+0.458r） ②水層厚度的選擇：要求水層厚度H大于鋼管中橫波全聲程的1/2（即H>XS），這是因?yàn)樗?鋼界面的**次回波S2將位于管子的缺陷波F內(nèi)（一次波）F外（二次波）之后，這樣，有利于對(duì)缺陷判別。

③焦距的選擇：F=H+（R2-X2）0.5

④聲透鏡的曲率半徑r`  由F=2.2r`得r`=0.46F 

也可有 r`=C1-C2/C1*F C1-聲透鏡的縱波聲速  C2-水中的縱波聲速

超聲波探傷公式五：

1、水浸重合波探傷鋼板，根據(jù)鋼和水中的聲速，可得各次重合波水層厚度H與鋼板厚度δ的關(guān)系為：H=n·C水/C鋼δ=n·δ/4    n—重合波次數(shù)

2、復(fù)合材料超聲波探傷，

當(dāng)不考慮介質(zhì)衰減和擴(kuò)散衰減，且底面全反射時(shí)，底波B1與復(fù)合界面反射波S（復(fù)合良好）的dB差值為：

△BS=20lg︱B1/S︳=20lg︱T/r︳=20lg︱1-r2/r︳式中 r—復(fù)合界面聲壓反射率，r=Z2-Z1/Z2+Z1  T—復(fù)合界面聲壓往復(fù)透射率T=1-r2

當(dāng)?shù)酌娌皇侨瓷?，其反射率為r’,則這時(shí)底波B1與復(fù)合界面反射波S（復(fù)合良好）的dB差值為：

△   BS=20lg︱B1/S︳=20lg︱Tr’/r︳=20lg︱(1-r2)r’/r︳

式中 r’—底面聲壓反射率，r’=Z3-Z2/Z3+Z2

超聲波探傷公式六：   當(dāng)量計(jì)算法

對(duì)于同距離平底面或?qū)嵭膱A柱體曲底面與平底孔回波分貝差；

△=20lgPB/Pf=20lg2λXf/D2fπ

對(duì)于不同距離平底面或?qū)嵭膱A柱體曲底面與平底孔回波分貝差；

△=20lgPB/Pf=20lg2λX2f/D2fπXB

對(duì)于空心圓柱體同距離處圓柱曲底面與平底孔回波分貝差；

△=20lgPB/Pf=20lg2λXf/D2fπ±10lgd/D 

外圓探傷用‘+’，內(nèi)圓探傷用‘-’。

當(dāng)試塊厚度、平底孔直徑與所調(diào)節(jié)的工件厚度和要求φ2平底孔不同時(shí)：△=20lgPB/Pf=40lgDf1X1/Df2X2

 （一般設(shè)被利用的試塊平底孔回波聲壓為PB，所要得到的工件φ2平底孔回波聲壓為Pf）

①當(dāng)量計(jì)算法：  當(dāng)用平底面或?qū)嵭膱A柱體曲底面調(diào)節(jié)探傷靈敏度時(shí)，當(dāng)量計(jì)算公式為； △Bf=20lgPB/Pf=20lg2λX2f/D2fπXB+2X(Xf-XB)

  當(dāng)用空心圓柱體內(nèi)孔或外圓曲面調(diào)節(jié)探傷靈敏度時(shí)，當(dāng)量計(jì)算公式為；

      △Bf=20lgPB/Pf=20lg2λX2f/D2fπXB±10lgd/D +2X(Xf-XB)

超聲波探傷公式七：

1、焊縫兩側(cè)探測(cè)面的修整寬度P，一般根據(jù)母材厚度來(lái)確定；厚度為8-46mm的焊縫采用二次波探傷，探測(cè)面修整寬度為：P≥2KT+50 mm；厚度大于46mm的焊縫采用一次波探傷，探測(cè)面修整寬度為：P≥KT+50 mm；

2、缺陷位置的測(cè)定方法有幾種？

  缺陷定位方法有；聲程、水平、深度定位法。

①聲程定位法：當(dāng)儀器按聲程1：n調(diào)節(jié)時(shí)；

一次波探傷：lf=nτfsinβ df= nτfcosβ

二次波探傷：lf=nτfsinβ df= 2T-nτfcosβ

②水平定位法：當(dāng)儀器按水平1：n調(diào)節(jié)時(shí)；
一次波探傷：lf=nτf       df= nτf/K

二次波探傷：lf=nτf      df= 2T- nτf/K

③深度定位法：當(dāng)儀器按深度1：n調(diào)節(jié)時(shí)；

一次波探傷： df= nτf      lf=nτf K    

二次波探傷： df= 2T- nτf  lf=nτf K