1.缺陷声压反射系数的定义和种类
在超声波检测中,常用未知量(缺陷反射波高)与已知量(基准反射体波高)相比较的方法来确定缺陷的量。由于声压反射系数表示了两个声压之比,因此,只要知道它们相对比值(或分贝数)就可求得未知量。
如果辐射声压为po,晶片直径为D,入射波长为λ,平底孔缺陷大小为Φf,横孔缺陷大小为ϕf,横孔缺陷长度为L,球孔缺陷大小为d,缺陷距声源的距离为Xf,大平底面距声源的距离为XB,现将缺陷相对于大平底面的dB差列于表2-2。
表2-2 缺陷相对于大平底面的dB差
如果辐射声压为po,晶片直径为D,入射波长为λ,平底孔缺陷大小为Φf,平底孔基准反射体大小为Φj,横孔缺陷大小为ϕf,横孔缺陷长度为Lf,横孔基准反射体大小为ϕj,横孔基准反射体长度为Lj,球孔缺陷大小为df,球孔基准反射体大小为dj,缺陷距声源的距离为Xf,则将缺陷相对于几种人工反射体的dB差列于表2-3。
表2-3 缺陷相对于几种人工反射体的dB差
2.声压反射系数的应用
声压反射系数和相应的dB差,可以用来计算灵敏度调整量和调整检测灵敏度,也可以用来确定缺陷当量的大小、孔型换算,以及制作通用AVG线图和计算尺寸等。
(1)调整检测灵敏度
例2-7 用规格为2.5P20的直探头检测厚度为300mm的锻钢件,要求直径大于或等于3mm的缺陷不漏检,问利用工件大平底如何调节检测灵敏度?若改用材质与工件相同的200/Φ2人工平底孔试块,如何调节检测灵敏度?
解 由题意已知,工件中所要求的检测灵敏度为300/Φ3,即Xf=300mm,Φf=3mm,灵敏度调节基准为工件大平底,所以XB=300mm。
因此,利用工件底面调节的灵敏度调整量应为
调整时将工件底面回波调至基准高度后,再用衰减器增益34dB,即达到300/Φ3的探测灵敏度。
当利用200/Φ2人工平底孔试块调节灵敏度时,工件中所要求的检测灵敏度为300/Φ3,即Xf=300mm,Φf=3mm,Xj=200mm,Φj=2mm。因此,利用200/Φ2人工平底孔试块调节的灵敏度调整量应为
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这表示200/Φ2和300/Φ3的灵敏度是一样的,调整时将200/Φ2人工平底孔试块上直径为2mm的平底孔反射回波调至基准高度后,即达到300/Φ3的检测灵敏度。
(2)确定缺陷当量大小
例2-8 用规格为2.5P20的直探头检测厚度为400mm的锻钢件,发现距检测面250mm处有一缺陷,此缺陷回波与工件完好区底面波高之比为-16dB,求此缺陷的平底孔当量。
解 由题意已知,缺陷的参考基准为工件大平底,且XB=400mm,Xf=250mm,ΔdB=-16dB,则
即
因此,此缺陷的平底孔当量为6mm。
例2-9 用规格为2P14的直探头检测厚度为350mm的锻钢件,发现距检测面200mm处有一缺陷,其回波高度比基准试块中的深度为150mm、直径为2mm平底孔回波高度高11dB,求此缺陷的平底孔当量。该缺陷相当于多大的横孔直径?
解 由题意已知,缺陷的参考基准为平底孔,因此基准孔径Φj=2mm,基准距离Xj=150mm,缺陷距离Xf=200mm,波高差距ΔdB=11dB,则缺陷距离大小为
因此,此缺陷的平底孔当量为5mm。若换算成长横孔,虽然孔型不同,但是对同一个缺陷而言,它们的声压反射系数是相等的,所以就有
因Φ=5mm,XΦ=Xϕ=Xf=200mm,则
因此,此缺陷相当于1.8mm横孔的直径。
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