Справочник по лучам в плоской пластине и круглоэлементным преобразователям (УЗК)
Расчет идеальной геометрии луча первого хода и полного отскока в плоской параллельной пластине, длины волны для введенной пользователем калиброванной скорости волны и отдельного справочного значения ближнего поля для круглого элемента.
Контролируемые входные данные
Эталонные результаты
Уравнения и единицы измерения
Первый ход: s₁ = t / cos β; x₁ = t tan β
Два хода / один полный отскок: s₂ = 2t / cos β; x₂ = 2t tan β
Длина волны: λ = c / f
Точное ближнее поле круглого элемента: N₀ = (D² − λ²) / (4λ)
Приближение для большой апертуры: N₀ ≈ D² / (4λ) = D²f / (4c)
- β — это угол преломления в испытуемом изделии, измеряемый от нормали к поверхности. Формулы не рассчитывают преломление по углу падения на клин.
- t, s, x, D, λ and N₀ are in millimetres. c is entered in m/s and f in MHz; λ(mm) = c / [1000 f(MHz)].
- Отображаемые времена прохождения включают только распространение в испытуемом изделии: время(мкс) = 1000 × путь(мм) / c(м/с). Время прохождения через клин, задерживающую пластину, контактную среду и нулевое время прибора исключены.
- Точное уравнение для круглого элемента вычисляется только при D/λ > 1. В справочнике Olympus приближение приводится при D/λ > 10; рабочая таблица указывает, выполняется ли это условие, не трактуя его как вердикт по выбору датчика.
- Для клина с наклонным лучом или прямоугольного датчика эффективное ближнее поле также зависит от углов падения/преломления, длины элемента, пути в клине, скоростей и коэффициента коррекции. Эта рабочая таблица намеренно не предполагает эти входные данные.
Исключения модели
| Исключённый элемент | Почему простого результата недостаточно | Требуемый контроль |
|---|---|---|
| Таблица скоростей материалов | Скорость зависит от типа волны, состава, структуры и состояния; универсальное значение не калибрует расстояние. | Проверьте скорость/нулевую точку с фактической установкой и применимым эталонным блоком или известным путём. |
| Геометрия клина и точки индекса | Время прохождения через клин, угол падения, точка индекса луча и температура влияют на фактический путь и угол сборки. | Откалибруйте сборку датчика/клина и проверьте угол преломления. |
| Испытуемое изделие с криволинейной поверхностью | Тригонометрия для плоской пластины становится неточной, а угол отражения изменяется. | Используйте проверенную коррекцию для криволинейной поверхности с учётом фактической внутренней/внешней геометрии. |
| Ширина луча, фокусировка и покрытие | Луч по центральной линии не описывает звуковое поле или покрытие при сканировании. | Используйте модель датчика, процедуру и проверку покрытия. |
| Обнаружение, характеристика и измерение размеров | Ориентация отражателя, отклик, затухание, рассеяние, сцепление, полоса пропускания, чувствительность и отношение сигнал/шум не рассчитываются. | Используйте откалиброванные эталонные отражатели и применимую технику обнаружения/измерения размеров. |
| Приёмка | Сама по себе геометрия не содержит уровня испытаний, уровня оценки или критерия приёмки. | Применяйте процедуру по продукту/стандарту/контракту и её действующие правила приёмки. |
Доказательства и статус стандарта
Объясняется, что расчёты положения луча по умолчанию предполагают плоское испытуемое изделие и используют откалиброванную скорость, угол преломления, толщину и точку индекса луча; кривизна требует других соотношений.
Официальная бумага производителяПриводит N₀ = (D² − λ²)/(4λ), приближение D²f/(4v) при D/λ > 10 и отдельные уравнения эффективного ближнего поля для дисковых или прямоугольных датчиков на клиньях.
Официальный PDF производителяУтверждается, что калибровка скорости/нулевой точки требуется при использовании нового материала или преобразователя, и что эталонная калибровка специфична для процедуры испытаний.
Официальное руководство производителяОфициальная карточка ISO указывает, что условия, специфичные для применения, относятся к продуктовым стандартам, спецификациям, нормам, контрактам или письменным процедурам, и что ISO 16810 не определяет объём/планы сканирования или критерии приёмки.
Официальная запись ISOОфициальная карточка ограничивает свою основную область применения указанным ручным УЗК плавких металлических соединений и указывает условия по материалу/температуре/уровню испытаний. Эта рабочая таблица не претендует на реализацию этой процедуры.
Официальная запись ISOИсточники доступны 16 июля 2026 г. Ни один закрытый пункт стандарта, уровень испытаний или таблица приёмки не воспроизводится и не выводится.
Вопросы интерпретации
Является ли «угол датчика» значением для ввода?
Введите проверенный угол преломления в испытуемом изделии, измеряемый от нормали к поверхности. Угол падения на клин не взаимозаменяем с ним; преломление зависит от скоростей и закона Снеллиуса.
Означает ли путь из двух лучей расстояние до одного отражателя?
Нет. Это идеальный центральный луч от входной поверхности до противоположной параллельной стенки и обратно к входной поверхности после одного зеркального отражения. Отражатель может находиться в любой точке луча и должен быть локализован по данным калиброванного звукового пути и информации о луче.
Действительно ли рассчитанное N₀ применимо к моему угловому датчику?
Не как эффективное ближнее поле сборки. Отображаемое N₀ — это отдельный эталон для прямого круглого элемента. Для клинового/углового датчика требуются дополнительные геометрические данные и коэффициенты коррекции, которые здесь намеренно не приводятся.
Является ли λ/2 минимальным дефектом, который будет обнаружен?
Данный рабочий лист не содержит таких утверждений. Обнаружение и измерение зависят от полного звукового поля, типа и ориентации отражателя, затухания/рассеяния, сопряжения, полосы пропускания, чувствительности, отношения сигнал/шум, калибровки и применимой процедуры.
Ревизия: 16 июля 2026 г. Классификация результата: исключительно не нормативный геометрический/акустический эталон.
