1、 實際超聲檢測中常用反射法實際超聲檢測中常用反射法,反射法是根據(jù)缺陷反射回波反射法是根據(jù)缺陷反射回波聲壓的高低來評價缺陷的大小。由于工件中缺陷的形狀性聲壓的高低來評價缺陷的大小。由于工件中缺陷的形狀性質(zhì)各不相同質(zhì)各不相同,目前的檢測技術(shù)還難以確定缺陷的真實大小目前的檢測技術(shù)還難以確定缺陷的真實大小和形狀?；夭晧合嗤毕莺托螤??；夭晧合嗤毕?其實際大小可能相差很大其實際大小可能相差很大,為為此引入當量法。此引入當量法。 當量法的定義：在同樣的探測條件下當量法的定義：在同樣的探測條件下,當自然缺陷回波與當自然缺陷回波與某人工反射體回波等高時某人工反射體回波等高時,就認定該人工反射體尺寸就是就

2、認定該人工反射體尺寸就是此自然缺陷的當量尺寸。此自然缺陷的當量尺寸。(自然缺陷的實際尺寸往往大于自然缺陷的實際尺寸往往大于當尺寸當尺寸) 超聲波檢測中常用的規(guī)則反射體種類主要有：平底孔、長超聲波檢測中常用的規(guī)則反射體種類主要有：平底孔、長橫孔、短橫孔、球孔、大平底、圓柱曲底面等。橫孔、短橫孔、球孔、大平底、圓柱曲底面等。 下面分析這些人工反射體的反射規(guī)律下面分析這些人工反射體的反射規(guī)律 如圖如圖321所示，在當所示，在當X3N的圓盤波軸線上存在的圓盤波軸線上存在一平底孔缺陷。設(shè)波束軸線垂直于平底孔，超聲波在平一平底孔缺陷。設(shè)波束軸線垂直于平底孔，超聲波在平底孔上全反射，平底孔直徑較小，表面各點

3、聲壓近似相底孔上全反射，平底孔直徑較小，表面各點聲壓近似相等。根據(jù)惠更斯原理，可以將平底孔看成一新圓盤聲源，等。根據(jù)惠更斯原理，可以將平底孔看成一新圓盤聲源，其初始聲壓即為其入射到表面上的聲壓其初始聲壓即為其入射到表面上的聲壓 。 設(shè)探頭由平底孔接收到的返回聲壓為設(shè)探頭由平底孔接收到的返回聲壓為Pf，則：，則： 220 xFFPxFPPfSfxfxFPPSx0圖圖321 平底孔回波聲壓平底孔回波聲壓22212122212112lg20lg20lg20ffffffDxDxPPHH 當當X3N，超聲波垂直入射，全反射，長橫孔直徑較小，超聲波垂直入射，全反射，長橫孔直徑較小，長度大于波束截面尺寸時，

4、超聲波在長橫孔表面的反長度大于波束截面尺寸時，超聲波在長橫孔表面的反射類似球面波在柱面鏡上的反射。射類似球面波在柱面鏡上的反射。以以a=x, P 1 /a=P0FS /x,代入球面波在柱面上反射聲壓代入球面波在柱面上反射聲壓公式，可得長橫孔回波聲壓公式，可得長橫孔回波聲壓Pf表達式：表達式： xDxFPxDDxFPPPfsffsfx2222003123212112lg10lg20XDXDPPffff 當當Df1=Df2,x2=2x1時，同直徑、距離增一倍，回時，同直徑、距離增一倍，回波降波降9dB。 當當x1=x2,Df2=2Df1時，同距離、直徑增一倍，回時，同距離、直徑增一倍，回波升波升3

5、dB。 短橫孔是長度明顯小于波束截面尺寸的橫孔，設(shè)短橫孔是長度明顯小于波束截面尺寸的橫孔，設(shè)短橫孔直徑為短橫孔直徑為Df，長度為，長度為Lf。 當當x3N時，超聲波在短橫孔上的反射回波聲壓時，超聲波在短橫孔上的反射回波聲壓為：為：任意兩個距離、長度和直徑不同短橫孔的回波分任意兩個距離、長度和直徑不同短橫孔的回波分貝差為：貝差為：ffSfDxlxFPP2021414222212112lg10lg20FfffffDDxxllPP 當短橫孔的直徑和長度一定時，距離增加一倍，當短橫孔的直徑和長度一定時，距離增加一倍，回波下降回波下降12dB,與平底孔的變化規(guī)律相同。與平底孔的變化規(guī)律相同。 當短橫孔直

6、徑、距離一定，長度增一倍，回波當短橫孔直徑、距離一定，長度增一倍，回波增增6dB。 當短橫孔距離、長度一定，直徑增一倍，回波當短橫孔距離、長度一定，直徑增一倍，回波增增3dB。 設(shè)球孔直徑為Df，超聲波垂直入射，全反射，Df足夠小。當3N時，超聲波在球孔上的反射就類似于球面波在球面鏡上的反射。球孔回波聲壓Pf為：任意兩個直徑、距離不同的球孔的回波分貝差為：xDxFPDxDxFPaxfxfaPPfSffSf4) 2/( 4)/1 (0012122212112lg20lg20 xxDDPPffff 當當Df1=Df2,x2=2x1時，時，12=40lgx2/x1=40lg2=12dB 說明直徑一定

7、，距離增一倍，回波降說明直徑一定，距離增一倍，回波降12dB 。 當當x2=x1, Df1=2Df2 時，時， 12=20lgDf1/Df2=20lg2 =6dB 說明球孔距離不變，直徑增一倍，回波增說明球孔距離不變，直徑增一倍，回波增6dB 。五、大平底面回波聲壓當x3N時，超聲波在與波束軸線垂直、表面光潔的大平底面上的反射就是球面波在平面上的反射，其回波聲壓PB為：兩個不同距離的大平底面回波分貝差為： xFPPSB201212lg20 xx大平底距離增加一倍時，其回波聲壓下降6dB 。1、實心圓柱體 超聲波徑向探傷3N的實心圓柱體，類似于球面波在凹柱曲底面上的反射。實心圓柱凹曲底面的回波聲

8、壓為說明實心圓柱體回波聲壓與大平底面回波聲壓相同。2、空心圓柱體超聲波外徑探傷空心圓柱體，3N，類似于球面波在凸柱面上的反射。 外圓檢測空心圓柱體凸柱曲底面的回波聲壓為：超聲波內(nèi)孔檢測圓柱體，3N，類似于球面波的在凹柱面上的反射。 內(nèi)圓檢測空心圓柱體凸柱曲底面的回波聲壓為：xFPPSB20DdxFPPSB20dDxFPPSB20 考慮到介質(zhì)衰減的各幾何體返回聲壓公式：考慮到介質(zhì)衰減的各幾何體返回聲壓公式： 平底孔回波聲壓：平底孔回波聲壓： 長橫孔回波聲壓：長橫孔回波聲壓： 短橫孔回波聲壓：短橫孔回波聲壓： 球孔回波聲壓：球孔回波聲壓： 大平底與實心圓柱體回波聲壓：大平底與實心圓柱體回波聲壓：68. 82220 xfSfexFFPP68. 82022xfSfexDxFPP68. 8202xffSfeDxlxFPP68.8204xfSfexDxFPP68. 8202xSBexFPP 空心圓柱體外圓檢測回波聲壓：空心圓柱體外圓檢測回波聲壓： 空心圓柱體外圓檢測回波聲壓：空心圓柱體外圓檢測回波聲壓： 式中：式中：x探測距離（探測距離（x3N）; Ff 平底孔面積平底孔面積=Df2/4; d空心圓柱體內(nèi)徑；空