超音波平板聲束與圓形晶片參考
計算平行平板中理想的第一程與全跳躍聲束幾何、使用者輸入之校準波速對應之波長，以及獨立之圓形晶片近場參考。
受控輸入
參考結果
方程式與單位
第一程：s₁ = t / cos β；x₁ = t tan β
兩程 / 一次全跳躍：s₂ = 2t / cos β；x₂ = 2t tan β
波長：λ = c / f
圓形晶片精確近場：N₀ = (D² − λ²) / (4λ)
大孔徑近似：N₀ ≈ D² / (4λ) = D²f / (4c)
- β 為試件中相對於表面法線之折射角。公式不計算自楔塊入射角之折射。
- t、s、x、D、λ 與 N₀ 單位為毫米。c 以 m/s 輸入，f 以 MHz 輸入；λ(mm) = c / [1000 f(MHz)]。
- 顯示的傳播時間僅包含在測試件中的傳播：time(µs) = 1000 × path(mm) / c(m/s)。楔塊、延遲線、耦合劑與儀器零點時間均不包含在內。
- 圓形探頭精確公式僅在 D/λ > 1 時計算。Olympus 參考資料列印的是 D/λ > 10 時的近似值；本工作表會報告是否滿足該條件，但不將其視為探頭選擇的判定依據。
- 對於斜楔或矩形探頭，有效近場長度還取決於入射/折射角、晶片長度、楔塊聲程、聲速與修正係數。本工作表刻意不猜測這些輸入值。
模型排除項目
| 排除項目 | 為何簡化結果不足 | 必要控制 |
|---|---|---|
| 材料聲速表 | 聲速取決於波型、成分、結構與狀態；通用值無法用於距離校正。 | 使用實際設定與適用的參考試塊或已知聲程，驗證聲速與零點。 |
| 楔塊與入射點幾何 | 楔塊聲程、入射角、聲束入射點與溫度會影響實際組合聲程與角度。 | 校正探頭/楔塊組合並驗證折射角。 |
| 曲面測試件 | 平板三角函數會變得不準確，且反射角會改變。 | 針對實際內/外表面幾何，使用經驗證的曲面修正。 |
| 聲束寬度、聚焦與覆蓋範圍 | 中心線聲束無法描述聲場或掃描覆蓋範圍。 | 使用探頭模型、檢測程序與覆蓋範圍驗證。 |
| 缺陷檢出、特徵分析與尺寸測定 | 反射體取向、響應、衰減、散射、耦合、頻寬、靈敏度與信噪比均未計算。 | 使用經校正的參考反射體與適用的檢出/尺寸測定技術。 |
| 合格判定 | 僅憑幾何形狀不包含檢測等級、評估等級或合格判定標準。 | 套用產品/標準/合約程序及其現行的合格判定規則。 |
證據與標準狀態
說明預設的斜入射聲束位置計算假設測試件為平板，並使用校正聲速、折射角、厚度與聲束入射點；曲面需要不同的關係式。
原廠官方文件提供 N₀ = (D² − λ²)/(4λ)、D/λ > 10 時的 D²f/(4v) 近似值，以及楔塊上圓形或矩形探頭的有效近場長度獨立公式。
原廠官方 PDF指出當使用新的測試材料或換能器時，必須進行聲速/零點校正，且參考校正具有檢測程序專屬性。
原廠官方教學ISO 官方說明指出，應用特定條件屬於產品標準、規格、規範、合約或書面程序的範疇，且 ISO 16810 不規定掃描範圍/計劃或合格判定標準。
官方 ISO 記錄官方說明將其主要範圍限制於指定的熔焊接頭手動超聲波檢測，並說明材料/溫度/檢測等級條件。本工作表不聲稱實施該程序。
官方 ISO 記錄資料來源存取日期為 2026 年 7 月 16 日。未重製或推論任何封閉標準條款、檢測等級或合格判定表。
解讀問題
「探頭角度」是要輸入的值嗎？
輸入在測試件中經驗證的折射角，從表面法線量測。楔塊入射角不可與之互換；折射取決於聲速與斯涅爾定律。
「雙腿聲程」是指到單一反射體的距離嗎？
不是。它是指從入射表面到對面平行壁面，再經一次鏡面反射回到入射表面的理想中心線聲程。反射體可能出現在任何一聲腿上，必須根據校正聲程與聲腿資訊定位。
計算出的 N₀ 對我的斜入射探頭有效嗎？
並非作為有效的裝配近場。顯示的 N₀ 僅為獨立的圓形元件參考值。楔形/角度探頭需要額外的幾何與校正數據，此處已明確省略。
λ/2 是將被偵測到的最小缺陷嗎？
此工作表並未做出此類聲明。偵測與尺寸取決於完整的聲場、反射體類型與方向、衰減/散射、耦合、頻寬、靈敏度、信噪比、校正以及適用的程序。
修訂日期：2026 年 7 月 16 日。結果分類：僅供非規範性幾何/聲學參考。
