无损检测学会-二级超声波检测培训课件1、2.pptVIP

横波入射 反射、折射定律 第三临界角： 当横波入射角增大到一定程度，反射纵波沿着界面传播，这时所对应当横波入射角为第三临界角。 当横波入射角大于等于第三临界角时，第一介质中只有反射横波，没有反射纵波，即横波全反射。 例：对钢/空气界面 ＝5900m/s, =3230m/s, =33.2 当 时，钢中横波全反射。 L αL S 有机玻璃 晶片 钢 §8－2 声压反射率 超声波反射、折射定律只讨论了各种反射波、折射波的方向问题，未涉及声压反射率和透射率问题。由于倾斜入射时，声压反射率、透射率不仅与介质的声阻抗有关，而且与入射角有关，其理论计算公式十分复杂，因此这里只介绍由理论计算结果绘制的曲线图形。 分贝用于表示两个相差很大的量之比显得很方便，特别是在超声波检测中应用更广泛。例如示波屏上两波高的比较就常常用dB表示。 例1：示波屏上一波高为80%，另一波高为20%，问前者比后者高多少dB？ 解：△＝20lgH2/H1＝20lg80/20＝12（dB） 答：前者比后者高12dB。 例2：示波屏上有A、B、C三个波，其中A波比B波高3dB，C波比B波低3dB，已知B波高为50%，求A、C各为多少？ 解：由已知得△＝20lg A / B ＝3； lg A / B=0.15； A/B=1.41； A=1.41B＝1.41×50＝70.6% 又 △＝20lgC / B ＝－3； lgC / B=－0.15； C/B=１／1.41;C=B/1.41=50/1.41=35.4% 答：A、C分别为70.6%和35.4%。 用分贝值表示反射波幅度的相互关系，不仅可以简化运算，而且在确定基准波高以后，可直接用仪器衰减器的读数表示缺陷波相对波高。因此，分贝概念的引用对超声检测有很重要的实用价值。 如果对声压取自然对数，则单位就是奈培 所以1NP=8.68 dB §7 超声波垂直入射到界面时的反射与透射 §7－1 单一平界面的反射与透射 P0 (I0) Z1 Z2 Pr (Ir) Pt (It) 第一介质 第二介质 声压反射率： r = Pr / P0 声压透射率： t = Pt / P0 界面两侧的声波必须满足以下两个条件： 1）界面两侧的总声压相等 Pr＋ P0＝ Pt 2）界面两侧质点振动速度幅值相等 μ0 – μr = μt 由μ＝P/Z (P0- Pr) / Z1= Pt / Z2 由以上两个条件可得： 1＋r = t (1-r) / Z1= t / Z2 声强反射率： R= = r = ( ) 声强透射率： T= = t – r =1 T+R=1 下面讨论几种常见界面上声压和声强的反射和透射情况 Ir I0 2 2 Z2-Z1 Z1+Z2 It I0 4Z1Z2 (Z1+Z2) 2 （1） 当Z2 Z1 如水/钢 r = (Z2-Z1) / (Z1+Z2)0,反射声压Pr 和入射声压 P0同相位，界面上入射波和反射波叠加形成驻波，合成声压最大Pr＋ P0 水/钢界面：r =0.935 R=0.875 t =1.935 T=0.125 平面波垂直到水/钢界面 (Z2＞Z1) （2）当Z1 Z2 如钢/水 r = (Z2-Z1) / (Z1+Z2)0,反射声压Pr 和入射声压 P0相位相反，入射波和反射波合成声压振幅减小 钢/水界面：r =－0.935 R=0.875 t =0.065 T=0.125 超声波垂直入射到某一界面时的声强反射率与透射率与从何种介质入射无关。 平面波垂直到钢/水界面 (Z1＞Z2) （3）当Z1Z2 如钢/空气 钢/空气界面：r ≈-1