Kontrollerad ultraljudsreferens

Ultraljudsreferens för plana plattor och cirkulära element

Beräkna idealisk strålegeometri för första benet och fullt hopp i en plan parallell platta, våglängd för en användarlevererad kalibrerad våghastighet och en separat referens för cirkulära elements närfält.

Brytningsvinkel från ytnormalenAnvändarlevererad kalibrerad hastighetInga materialförinställningarInget detektions- eller godkännandebesked

Detta kalkylark är inte en ultraljudsprovning, täckningsplan, kalibrering, metod för bestämning av diskontinuitetsstorlek eller godkännandebeslut. Det väljer inte ut sond, vinkelblock, vågläge, frekvens, vinkel, skanningsplan, känslighet, referensreflektor eller godkännandekriterium. En kvalificerad procedur och kalibrering av instrument/sond förblir obligatorisk.

Kontrollerade indata

Procedur / kalibreringskällregisterObligatoriskt. Kalkylarket tillhandahåller ingen materialhastighet eller nominell sondkonfiguration.

Kalibrerat våglägeDet valda läget måste stämma överens med den angivna hastigheten och brytningsvinkeln.

Plattans tjocklek t (mm)

Brytningsvinkel β i provbiten (°)Mätt från ytnormalen; 0 ≤ β < 90°. Detta är inte vinkelblockets infallsvinkel.

Kalibrerad våghastighet c (m/s)Använd den verifierade hastigheten för det valda materialet, vågläget och provningsvillkoret.

Verifierad centerfrekvens f (MHz)Använd ett dokumenterat effektivt/nominellt värde som är lämpligt för referenssyftet.

Aktiv diameter för cirkulärt element D (mm)Endast för den separata ideala närfältsreferensen; inte höljesdiameter eller vinkelblockets fotavtryck.

Jag bekräftar att c och β är verifierade värden för det valda vågläget i den faktiska provbiten eller tillämpliga kalibreringen, inte generiska materialtabellvärden. Jag bekräftar att stråleberäkningen avsiktligt är begränsad till en plan platta med parallella ytor och spegelblank centralreflektion; krökning, vinkelblockets väg, indexpunktsförskjutning och strålbredd ligger utanför detta. Endast för närfältsresultatet bekräftar jag att D representerar ett plant, cirkulärt, oskärt, monolitiskt aktivt element som strålar direkt ut i ett homogent medium. Jag kommer inte att tillämpa det som det effektiva närfältet för ett vinkelblock, fördröjningslinje, fokuserad sond eller array.

Ekvationer och enheter

Första benet: s₁ = t / cos β; x₁ = t tan β
Två ben / ett fullt hopp: s₂ = 2t / cos β; x₂ = 2t tan β
Våglängd: λ = c / f
Exakt närfält för cirkulärt element: N₀ = (D² − λ²) / (4λ)
Storaperturapproximation: N₀ ≈ D² / (4λ) = D²f / (4c)

β är brytningsvinkeln i provstycket, mätt från ytnormalen. Formlerna beräknar inte brytning från en vinkelspetsens infallsvinkel.
t, s, x, D, λ och N₀ är i millimeter. c anges i m/s och f i MHz; λ(mm) = c / [1000 f(MHz)].
De visade transittiderna inkluderar endast utbredning i provstycket: tid(µs) = 1000 × sträcka(mm) / c(m/s). Vinkelspets, fördröjningslinje, kopplingsmedel och instrumentets nolltid är exkluderade.
Den exakta ekvationen för cirkulärt element utvärderas endast för D/λ > 1. Olympus-referensen skriver ut approximationen med D/λ > 10; kalkylbladet rapporterar om villkoret är uppfyllt utan att behandla det som ett beslut om sondval.
För en vinkelspets eller rektangulär sond beror det effektiva närfältet också på infallsvinkel/brytningsvinkel, elementlängd, vinkelspetsens väg, hastigheter och en korrigeringsfaktor. Detta kalkylblad gissar medvetet inte på dessa indata.

Modellbegränsningar

Exkluderad post	Varför det enkla resultatet är otillräckligt	Obligatorisk kontroll
Materialhastighetstabell	Hastigheten beror på vågläge, sammansättning, struktur och tillstånd; ett generiskt värde kalibrerar inte avstånd.	Verifiera hastighet/nollställning med den faktiska uppställningen och en tillämplig referensblock eller känd sträcka.
Vinkelspetsens och indexpunktens geometri	Vinkelspetsens transittid, infallsvinkel, strålets indexpunkt och temperatur påverkar den faktiska sammansättningens väg och vinkel.	Kalibrera sond/vinkelspets-sammansättningen och verifiera brytningsvinkeln.
Böjt provstycke	Platt trigonometri blir otillförlitlig och reflektionsvinkeln ändras.	Använd validerad korrigering för böjda ytor för den faktiska insida/utsida-geometrin.
Strålbredd, fokus och täckning	En mittlinjestråle beskriver inte ljudfältet eller skanningstäckningen.	Använd sondmodellen, proceduren och täckningsverifiering.
Detektion, karaktärisering och storleksbestämning	Reflektorns orientering, respons, dämpning, spridning, koppling, bandbredd, känslighet och signal-brus-förhållande beräknas inte.	Använd kalibrerade referensreflektorer och den tillämpliga detektions/storleksbestämningstekniken.
Godkännande	Geometrin ensam innehåller ingen testnivå, utvärderingsnivå eller godkännandekriterium.	Tillämpa produkt-/standard-/avtalsproceduren och dess gällande godkännanderegler.

Underlag och standardstatus

STRÅLEGEOMETRIEvident, Theory and Use of Curved Surface Correction in EPOCH Series Flaw Detectors.

Förklarar att standardberäkningar för vinkelstrålposition utgår från ett plant provstycke och använder kalibrerad hastighet, brytningsvinkel, tjocklek och strålets indexpunkt; krökning kräver andra samband.

Officiellt tillverkardokument

NÄRFÄLTOlympus, Phased Array Testing: Basic Theory for Industrial Applications, 3rd ed., 2014, Appendix A, report p. 82 (PDF p. 88).

Anger N₀ = (D² − λ²)/(4λ), approximationen D²f/(4v) med D/λ > 10, och separata ekvationer för effektivt närfält för skiva eller rektangulära sond på vinkelspetsar.

Officiellt tillverkarpdf

KALIBRERINGEvident Ultrasonic Flaw Detection Tutorial, Calibration Concepts.

Anger att hastighets/nollkalibrering krävs när nytt testmaterial eller ny omvandlare används och att referenskalibrering är specifik för testproceduren.

Officiellt tillverkartutorial

ALLMÄN STANDARDISO 16810:2024, Edition 2.

Det officiella ISO-kortet anger att applikationsspecifika villkor tillhör produktstandarder, specifikationer, koder, avtal eller skriftliga procedurer, och att ISO 16810 inte specificerar skanningsomfattning/planer eller godkännandekriterier.

Officiell ISO-dokumentation

SVETSOMFATTNINGISO 17640:2018, Edition 4, stage 90.92 (att revideras).

Det officiella kortet begränsar sin huvudsakliga omfattning till specificerad manuell UT av smältsvetsade metallfogar och anger villkoren för material/temperatur/testnivå. Detta kalkylblad påstår sig inte implementera den proceduren.

Officiell ISO-dokumentation

Källor besökta 16 juli 2026. Ingen stängd standardparagraf, testnivå eller godkännandetabell återges eller härleds.

Frågor om tolkning

Är ”sondvinkel” värdet som ska anges?

Ange den verifierade brytningsvinkeln i provstycket, mätt från ytnormalen. En vinkelspetsens infallsvinkel är inte utbytbar med den; brytning beror på hastigheterna och Snells lag.

Betyder tvåbensväg avstånd till en enda reflektor?

Nej. Det är den ideala mittpunktsstrålvägen från inträngningsytan till den motsatta parallella väggen och tillbaka till inträngningsytan efter en spegelreflektion. En reflektor kan förekomma var som helst på ett ben och måste lokaliseras utifrån kalibrerad ljudväg och information om benen.

Är det beräknade N₀ giltigt för min vinkelskanningssond?

Inte som ett effektivt sammansatt närfält. Det visade N₀ är en separat referens för ett cirkulärt element. En vinkel-/kilesond kräver ytterligare geometri- och korrektionsdata som utelämnas explicit här.

Är λ/2 den minsta felaktighet som kommer att detekteras?

Detta kalkylark gör inget sådant påstående. Detektion och dimensionering beror på det kompletta ljudfältet, reflektortyp och orientering, dämpning/spridning, koppling, bandbredd, känslighet, signal-brus-förhållande, kalibrering och tillämplig procedur.

Revidering: 16 juli 2026. Resultatklassificering: icke-normativ geometri-/akustikreferens endast.