无损检测超声波二级培训教材、.ppt

* 2.球面波在曲界面上的折射也会发生聚焦和发散。 * * 实际检测中，水浸检测柱形或球形工件时属于前图a）的情况。由于折射波发散，检测灵敏度很低，为提高检测灵敏度，需采用聚焦探伤。 * 2.9超声波的衰减超声波在介质中传播时，随着距离的增加，超声波能量逐渐减弱的现象叫做超声波衰减。2.9.1衰减的原因引起超声波衰减的主要原因是波束扩散、晶粒散射和介质吸收。1.扩散衰减超声波在传播过程中，由于波束的扩散，使超声波的能量随距离增加而逐渐减弱的现象称为扩散衰减。超声波的扩散衰减仅取决于波阵面的形状，与介质的性质无关。平面波波阵面为平面，波束不扩散，不存在扩散衰减。 * 柱面波波阵面为同轴圆柱面。波束向四周扩散，存在扩散衰减，声压与距离的平方根成反比。球面波波阵面为同心球面，波束向四面八方扩散，存在扩散衰减，声压与距离成反比。2.散射衰减超声波在介质中传播时，遇到声阻抗不同的界面产生散乱反射引起衰减的现象，称为散射衰减。散射衰减与材质的晶粒度密切相关，当材质晶粒粗大时，散射衰减严重，被散射的超声波沿着复杂的路径传播到探头，在示波屏上引起林状回波（又叫草状波），使信噪比下降，严重时噪声会湮没缺陷波。 * 3.吸收衰减超声波在介质中传播时，由于介质中质点间内摩擦（即粘滞性）和热传导引起超声波的衰减，称为吸收衰减或粘滞衰减。除了以上三种衰减外，还有位错引起的衰减，磁畴壁引起的衰减和残余应力引起的衰减等。通常所说的介质衰减是指吸收衰减和散射衰减，不包括扩散衰减。 * 2.9.2 衰减方程与衰减系数1.衰减方程平面波不存在扩散衰减刑，只存在介质衰减，其声压衰减方程为 Px=P0e-αx式中 P0：波源的起始声压；  Px：至波源距离为X处的声压；  X：至波源的距离；  α：介质衰减系数，单位为NP/mm；  e：自然对数的底（e=2.718……）。 * 球面波与柱面波既存在扩散衰减，又存在介质衰减，其衰减方程分别为： 球面波： Px =  柱面波：Px = 式中： P1 ：至波源距离为单位1处的声压。 * 2.衰减系数衰减系数α只考虑了介质的散射和吸收衰减，未涉及扩散衰减。对于金属材料等固体介质而言，介质衰减系数α等于散射衰减系数αs和吸收衰减系数αa之和。 即：α = αa+αs αa = c1f 吸收衰减 c2 F d3 f4 d＜λ αs= c3 F d f2 d ≈ λ 散射衰减 c4 F/d d＞λ * 式中： f：超声波频率 d：介质晶粒直径 λ：波长 F：各向异性系数 c1、c2、c3、c4：常数 * 由上述公式可知：（1）介质的吸收衰减与频率成正比。（2）介质的散射衰减与f（超声波频率）、d（介质晶粒直径）、F（各向异性系数）有关，当d λ时，散射衰减系数与f4、d3成正比。在实际探伤中，当介质晶粒较粗大时，若采用较高的频率，将会引起严重衰减，示波屏出现大量草状波，使信噪比明显下降，超声波穿透能力显著降低。这就是晶粒较大的奥氏体钢和一些铸件探伤的困难所在。 * 对于液体介质而言，主要是液体的吸收衰减 α = αa =  式中： η：介质的粘滞系数 ρ：介质的密度 c：波速一般液体的衰减系数随温度的升高而