超声波课后习题答案

超声检测公式及计算题

武玉林

二O一一年5月

* 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。

f

c

λλf c =

→=

解：

* 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：

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？

==

l1s2

sin αsin β

K tg β C C

解：

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 ，求用探测钢的横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K 值为多少？

解：

* 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？

解：

* 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：

* 示波屏上有一波高为80mm，另一波比它低16dB，问另一波高为多少？解：

* 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？

解：

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。

1212Z Z Z Z r +-=

解：

某工件厚度T=240mm ，测得第一次底波为屏高90%，第二次底波为屏高15%，如果忽略反射损失，试计算该材料的衰减系数。 解：

* 试计算5P14SJ 探头在水中的（C L =1500m/s ）的指向角和近场区长度。

=≈2D λN θ70

4λD

解：

试计算频率f ＝5MHz ，边长a ＝13mm 的方形晶片，在钢中（Cl ＝5900m/s ）的主声束半扩散角为多少度？

a

λ

57θ≈

解：

* 已知钢中Cl ＝5900m/s ，水中Cl ＝1480m/s.求、φ20mm 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θ0和未扩散区长度b 各为多少？

=≈2

0D λ

N θ70 b ＝1.64N

4λD

解：

用、φ20mm 纵波直探头水浸探伤钢板，已知水层厚度为20mm ，钢中

C L =5900m/s ，水中C L =1480m/s 。求钢中近声场长度。

2

1

1

2C C L N N'-=

解：

用、φ20mm 纵波直探头水浸探伤铝板，已知铝中近场长度为20mm ，铝中C L =6260m/s ，水中C L =1480m/s 。求水层厚度。 解：

用、φ20mm 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 ？

1

2

12x x 20lg

Δ=

解：

已知x ≥3N ，200mm 处φ2平底孔回波高度为24dB ，求400mm 处φ4平底孔和800mm 处φ2平底孔回波高度各为多少dB ？

1

22

112x φx φ40lg

Δ=

解：

PZT--4的声速C L =4000m/s ，如制作频率为的晶片，晶片厚度应为多少mm ？

L

0t L 0t 2f C t f N t 2C tf N =

→=→==

解：

某探头的频率常数Nt=200Hz·m，频率f=，求该晶片厚度为多少？解：

某探头晶片的波速C L=5740m/s，晶片厚度t=，求该探头的标称频率为多少？

解：

用IIW试测定仪器的水平线性，当B1和B5分别对准和时，B2、B3和B4分别对准、、，求该仪器的水平线性误差为多少？

解：

用CSK-IA试块测定斜探头和仪器的分辨力，现测得台阶孔φ50、φ44反射波等高的波峰高h1=80%，波谷高h2=25%，求分辨力为多少？

解：

用K2探头在CSK--IA 试块上利用R50和R100反射面按水平1∶1调节时基线，两反射波应调在第几格？

2

221K

1100K l K 150K l +=

+=

解：

用探头径向探测φ500mm 的圆柱形工件，C L =5900m/s ，如何利用工件底波调节500/φ2灵敏度？

2

f

f

πD 2λx 20lg Δ=

解：

用探头径向探测φ1000mm 的圆柱形钢工件，C L =5900m/s ，如何利用工件底波调节500/φ4灵敏度？

B

2

f 2

f x πD 2λx 20l

g Δ=

解：

用探头径向探测400mm 的工件，如何利用150mm 处φ4平底孔调节400/φ2灵敏度？

1

22

112x φx φ40lg

Δ=

解：

用探头探测500mm 的工件，C L =5900m/s ，探伤中在200mm 处发现一缺陷，其波高比B 1低12dB ，求此缺陷的当量大小为多少？ 解：