超声波声速临界值(计算题)
超声波计算题2-其它
谢谢
于tgγ=2探头：l≥1.25×2×46×2=230mm。
7.求直径为20毫米，频率为2.5兆赫的探头在水中 的半扩散角（ 已知水中声速C水=1480m/s）。
解： 水中波长λ=c/f=1.48×106/2.5×106=0.59mm，
水中半扩散角sinθ=1.22(λ/D)=1.22（0.5Байду номын сангаас/20） =0.03599，θ=2.06°≈2°。
解1： 厚度δ=46mm时应采用单面两侧探伤，故探头移
动区长度l≥2δtgγ+50mm， 对于tgγ=1探头：l≥2×46×1+50=142mm； 对于tgγ=2探头：l≥2×46×2+50=234mm
解2： 探头移动区长度l≥1.25P=1.25×2δtgγ， 对于tgγ=1探头：l≥1.25×2×46×1=115mm。对
3.对Φ60x6钢管的对接焊缝进行探伤，焊缝宽14mm， 若探头前沿距离L=8mm，探头折射角至少应选多大？ 答：
如图：按一次扫查到焊根计算， 则：tgγ=[(焊缝宽度/2)+L]/δ=(7+8)/6=2.5， γ=68.2°
注：探伤曲率半径R>w2/4
时，同平板对接接头探伤
（W：探头接触面宽度,
20~30mm）
4. 假设有一厚度δ为30mm的平板对接焊缝，上表 面焊缝宽为60mm，下焊缝宽为30mm，探头前沿 距离L=15mm，为保证声束扫查到整个焊缝，探头
的折射角最小应取多大？
解：根据题意，探头的水平跨距最小应是上焊道和 下焊道的半数和，所以探头的：
tgγ≥[1/2(b+a) +L]/δ=(15+30+15)/30=2， 式中：b：上焊道宽；a：下焊道宽， 即γ≥63.4°
超声波检测-计算题类型及例题目
＝ sin 1 1 4 8 0 2 7 .30 3230
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16
7、材料衰减系数 （1.17－1.20）
[(BmBn)6]
2(mn)T (T3N,n3N/T,m2n)
[( B1 B2 ) 6 ]
2T （T 3N )
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17
例题：（1.17）
解： 20 lg B1 6
N=（D2/4λ）=142/4×0.3=163 （mm)
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20
9、半扩散角(2.2-2.3)
0sin11.22D S 70D S
0
sin 1
2a
57
2a
0
sin 1
2b
57
2b
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21
例题：（2.2） 解：
C f
5.9 106 5 106
1.18mm
57 57 1.18 50
探..头..折..射..角 tg1K tg11.5 56.3O
探..头..入..射..角 sin1( CL1 sin ) sin1(2700 sin 56.3) 44.6o
sin sin1
CL1
CS1
sin sin2
CL1
CS2
sin∴C C S L1 2sin 13 22 7s0 0i4 0 0 no50.5966 sin2 ∴C CS L1 2sin3 28 7 0 00.5 0 09 60.6 8397
2si 1n 0 .935 8.1 7 7 o
K2=tgβ=tg57.1o=1.5
T往(Z41Z1Z Z22)2 1r2
T往(1r2)r'
r' Z3 Z2 Z3 Z2
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初中级超声波检测计算题
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。
超声波检测级考试计算公式汇总
超声波检测2级基础知识计算公式超声波频率：f>20000Hz声波频率：20Hz<f<20000Hz次声波频率：f<20Hz金属材料超声波检测常用频率：0.5~10MHz机械振动：谐振动方程：阻尼振动方程：受迫振动方程：机械波主要物理量：平面波波动方程：柱面波波动方程：球面波波动方程：无限大固体介质中声速纵波：横波：表面波：同一介质中:>>：：=1.8:1:0.9 细长棒中纵波波速：钢中波速：水中波速：有机玻璃波速：液体、气体中纵波声速：超声场特征值声压：声压幅值：质点振动速度：声阻抗：声强：声强级（贝尔）：分贝差（dB）：奈培（NP）：1NP=8.68dB 1dB=0.115NP 单一平面反、透射率声压：声强：T+R=1 t-r=1声压往复透射率：超声波倾斜入射界面纵波折反射定律：第一临界角：第二临界角：横波折反射定律：第三临界角：有机玻璃/钢临界角：αⅠ=27.6°αⅡ=57.7°αⅢ= 33.2°平面波在曲界面上的反射平面波入射球面时，曲面轴线上的反射声压： ,f=r/2平面波入射到柱面时，曲面轴线上的反射声压： ,f=r/2 平面波在曲界面上的反射平面波入射球面透镜时，曲面轴线上的反射声压：,f=r/2平面波入射到柱面透镜时，曲面轴线上的反射声压：,f=r/2超声波衰减薄板（t<200mm）工件衰减系数：厚>200mm板材及轴类件衰减系数：纵波发射声场圆盘波源近场区长度：波速指向性和半扩散角半扩散角：波束未扩散区：矩形波源的纵波声场YOZ半扩散角：XOZ半扩散角：矩形波源的近场区长度：纵波近场区在两种介质中分布水/钢近场区：基于钢计算基于水计算规则反射体平底孔直径一定，距离增加一倍，其回波下降12dB平底孔距离一定，直径增加一倍，其回波升高12dB长横孔直径一定，距离增加一倍，其回波下降9dB长横孔距离一定，直径增加一倍，其回波升高3dB短横孔直径和长度一定，距离增加一倍，其回波下降12dB 短横孔直径和距离一定，长度增加一倍，其回波上升6dB 短横孔长度和距离一定，直径增加一倍，其回波升高3dB 球孔直径一定，距离增加一倍，其回波下降12dB球孔距离不变，直径增加一倍，其回波上升6dB大平底面距离增加一倍，其汇报下降6dB。
八年级物理超声波测速计算题
八年级物理超声波测速计算题假设超声波的速度为340米/秒。
1. 问题：如果超声波在水中传播，水的声速为1480米/秒，超声波经过0.03秒后返回到发射器。
求水中的距离。
解答：超声波的往返时间为0.03秒，这个时间包括了声波从发射器到物体的距离、物体的反射和声波从物体返回到发射器的距离。
由于超声波在水中的速度为1480米/秒，超声波的往返时间0.03秒可以分为两个部分：从发射器到物体的距离所需的时间以及从物体返回到发射器所需的时间。
设物体到发射器的距离为x米。
根据速度等于距离除以时间的公式，可以得出x/1480 + x/1480 = 0.03将两个分数相加并求解方程，可以得到2x/1480 = 0.03将方程两边同时乘以1480，可以得到2x = 1480 * 0.03解得 x = 22.2所以在水中的距离为22.2米。
2. 问题：如果超声波在铁中传播，铁的声速为5130米/秒，超声波经过0.04秒后返回到发射器。
求铁中的距离。
解答：超声波的往返时间为0.04秒，这个时间包括了声波从发射器到物体的距离、物体的反射和声波从物体返回到发射器的距离。
由于超声波在铁中的速度为5130米/秒，超声波的往返时间0.04秒可以分为两个部分：从发射器到物体的距离所需的时间以及从物体返回到发射器所需的时间。
设物体到发射器的距离为x米。
根据速度等于距离除以时间的公式，可以得出x/5130 + x/5130 = 0.04将两个分数相加并求解方程，可以得到2x/5130 = 0.04将方程两边同时乘以5130，可以得到2x = 5130 * 0.04解得 x = 205.2所以在铁中的距离为205.2米。
超声波检测计算题类型及例题目
s
in
' L
s
in
' s
sin L
sin s
CL1
CL1
CS1
CL2
CS2
sin sin
C1
C2
12
例题：（7.7） 解：K=1 tgβ1=1 ∴β1=45O 根据折射定律：
sin sin 1
C L1
CS1
sin sin 2
C L1
CS2
sin
∴ CL1
CS2
sin 1
2700 3200
r Z钢 Z水 1 0.99 0.01 Z钢 Z水 1 0.99 1.99
0.005 0.5%
8
4、声压往复透射率 （1.16、5.9、5.11）
T往
4Z1Z2 (Z1 Z2 )2
1 r2
T往 (1 r2) r'
r' Z3 Z2 Z3 Z2
9
4、声压往复透射率 （波高比）
BS
20lg T r
20lg 1 r 2 r
Tr '
(1 r 2 )r '
BS 20lg r 20lg r
r' z3 z2 z3 z2
10
例题（1.16） 解： r= Z钛 -Z钢 = 27.4-4.6 =－0.25
Z钛+Z钢 27.4+4.6
T=1-r 2 =1-0.252 =0.9375
[(B1 B2 ) 6]
2T （T 3N )
16
例题：（1.17）
解： 20 lg B1 6
B2
2T
20 lg 90 6 0
15
0.02dB / mm
超声检测计算公式及习题.
超声检测公式及计算题*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。
fcλλf c =→=解：*1.2 甘油的密度为1270kg/m 3，纵波声速为1900m/s ，计算其声阻抗。
c z ρ=解：1.4 5P20×10K2探头，楔块中声速C L1=2700m/s ，钢中声速C L2=5900m/s ，C S2=3200m/s ，求探头入射角为多少度？s 2l 1C sinβC sinαtgβK =--=解：1.8 已知钢中C S 钢=3200m/s ，某硬质合金中，C S 硬=4000m/s ，铝中C S 铝=3080m/s ，求用探测钢的K1.0横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K 值为多少？）（）（mm f C mm f C S S L L 55.110210310015.31021063006363=⨯⨯===⨯⨯==λλsm kg c Z ⋅⨯≈⨯==26/104.219001270ρ012112101149)4.63sin 32002700(sin sin sin sin sin 4.632≈⨯=⋅=→====----）（βαβαβS L S L C CC C tg K tgs 2l 1C sinβC sinα=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%。
①、设A 波为基准（0dB ），则B 、C 波各为多少dB ？ ②、设B 波为基准（10dB ），则A 、C 波各为多少dB ？ ③、设C 波为基准（-8dB ），则A 、B 波各为多少dB ？铝铝硬硬钢钢有钢有在钢中，，楔块中声速为设入射角为S S 01-1-L sin C sin sin sin 451.0tg K C C C C tg S L βββαβα======0.942.442.4)45sin 32303080(sin sin C (sin sin C sin sin sin 8.11.611.61)45sin 32304000(sin sin C (sin 0001S 1S S 0001S 1====⨯=⋅========⨯=⋅=----tg tg K C C C C tg tg K C S S L S 铝铝钢钢铝铝铝铝硬硬钢钢有硬硬钢钢硬硬））ββββββαβββ21H H 20lgΔ=解：*1.11 示波屏上有一波高为满刻度的100%，但不饱和。
有关超声波测速的几个典型练习题复习.doc
精品 文 档有关超声波测速的几个典型题1．如图所示，在京昆高速公路266 km 处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪，可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度．若B 为测速仪，A 为汽车，两者相距355 m ，此时刻B 发出超声波，同时A 由于紧急情况而急刹车，当B 接收到反射回来的超声波信号时，A 恰好停止，且此时A 、B 相距335 m ，已知声速为340 m/s 。
（1）求汽车刹车过程中的加速度；（2）若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h ，则该汽车刹车前的行驶速度是否合法？答案：（1）10m/s 2；（2）v 0 = 72 km/h ，合法。
解析：（1）根据题意，超声波和汽车运动过程的示意图，如图所示。
设超声波往返的时间为2 t ，汽车在 2 t 时间内，刹车的位移为2221）（t a x ==20m 当超声波与A 车相遇后，A 车继续前进的时间为t ，位移为2221at x ==5m 则超声波在2 t 内的路程为2×（335+5）m = 680 m ， 由声速为340 m/s ，得t = 1 s ，解得汽车的加速度a = 10 m/s 2（2）由A 车刹车过程中的位移 av x 22=解得刹车前的速度 v 0 = 20 m/s = 72 km/h 车速在规定范围内，是合法的。
2．在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速，从而判断汽车是否超速行驶。
“超声波测速仪”其实就是一种传感器，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到信号的时间差的变化，测出被测物体速度。
下图甲中仪器A 和B 通过电缆线连接，B 为超声波发射与接收一体化装置，仪器A 能够将装置B 发出和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。
现固定装置B ，并将它对准直线匀速行驶的小车C 的尾部，使其每隔固定时间T 0发射一短促超声波脉冲，下图乙中幅度较大的波形。
反射波（图乙中幅度较小的波形）滞后的时间已在图中标出，其中T 0和△T 为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v 0，求小车的速度大小。
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来，并确定临界波速。
表1
测点
声速(km/s)
测点
声速(km/s)
测点
声速(km/s)
1
4.56
9
4.55
17
4.53
2
4.47
10
4.49
18
4.62
3
4.45
∴声速异常值判定值
v0=mv-λ1Sv=4.50-1.69×0.08=4.36km/s
比较得v13=4.32km/s<v0=4.36km/s，v21=4.32km/s<v0=4.36km/s，故测点13和测点21为异常测点。
(3)剔除该2个测点后，继续计算剩余20个测点的声速平均值、标准差：
N=20，查表2得λ1=1.65
11
4.46
19
4.52
4
4.49
12
4.23
20
4.25
5
4.63
13
4.32
21
4.32
6
4.54
14
4.49
22
4.56
7
4.57
15
4.48
23
4.47
8
4.48
16
4.51
24
4.45
表2
n
20
22
24
26
λ1
1.651Leabharlann 691.731.77
解：
(1)24个测点声速平均值、标准差：
N=22，查表2得λ1=1.69
∴声速异常值判定值
v0=mv-λ1Sv=4.52-1.65×0.05=4.44km/s
经比较，剩余20个测点的最小声速值vmin=4.45km/s>v0=4.44km/s，故再无异常值。