受控超声波参考

超声波平板声束与圆形晶片参考

计算平行平板中理想的第一程和全跳声束几何形状、用户提供的校准波速对应的波长，以及单独的圆形晶片近场参考。

相对于表面法线的折射角用户提供的校准波速无材料预设无检测或验收判定

本工作表不是超声波检测程序、覆盖计划、校准、不连续性定量方法或验收决定。 它不选择探头、楔块、波型、频率、角度、扫描计划、灵敏度、参考反射体或验收标准。合格的程序和仪器/探头校准仍然是强制性的。

受控输入

程序 / 校准来源记录必填。本工作表不提供材料波速或标称探头设置。

校准波型所选波型必须与输入的波速和折射角匹配。

平板厚度 t (mm)

试件中的折射角 β (°)从表面法线测量；0 ≤ β < 90°。这不是楔块入射角。

校准波速 c (m/s)使用所选材料、波型和测试条件下已验证的波速。

已验证中心频率 f (MHz)使用适合参考目的的有文档记录的有效/标称值。

有效圆形晶片直径 D (mm)仅用于单独的理想要近场参考；不是外壳直径或楔块接触面。

我确认 c 和 β 是实际试件或适用校准中选定波型的已验证值，而非通用材料表值。我确认声束计算有意限制为具有平行表面和镜面中心线反射的平板；曲率、楔块路径、入射点偏移和声束宽度不在其范围内。仅针对近场结果，我确认 D 代表直接辐射到均匀介质中的扁平圆形、非聚焦、整体式有效晶片。我不会将其用作斜射楔块、延迟块、聚焦探头或阵列的有效近场。

公式与单位

第一程：s₁ = t / cos β; x₁ = t tan β
双程 / 一次全跳：s₂ = 2t / cos β; x₂ = 2t tan β
波长：λ = c / f
圆形晶片精确近场：N₀ = (D² − λ²) / (4λ)
大孔径近似：N₀ ≈ D² / (4λ) = D²f / (4c)

β 为工件中的折射角，从表面法线起算。公式不根据楔块入射角计算折射。
t、s、x、D、λ 和 N₀ 单位为毫米。c 输入单位为 m/s，f 输入单位为 MHz；λ(mm) = c / [1000 f(MHz)]。
显示的渡越时间仅包含在工件中的传播：time(µs) = 1000 × path(mm) / c(m/s)。不包含楔块、延迟块、耦合剂和仪器零点时间。
圆形晶片精确方程仅在 D/λ > 1 时计算。Olympus 参考文献在 D/λ > 10 时打印近似值；本工作表仅报告该条件是否满足，不将其作为探头选择判定。
对于斜楔或矩形探头，有效近场还取决于入射/折射角、晶片长度、楔块路径、声速和修正系数。本工作表故意不猜测这些输入。

模型排除项

排除项	简单结果为何不足	Required control
材料声速表	声速取决于波型、成分、结构和状态；通用值无法校准距离。	使用实际设置和适用的参考块或已知路径验证声速/零点。
楔块和入射点几何	楔块渡越时间、入射角、声束入射点和温度会影响实际组合路径和角度。	校准探头/楔块组合并验证折射角。
曲面工件	平板三角函数变得不准确，反射角也会改变。	针对实际内/外几何形状使用经验证的曲面修正。
声束宽度、聚焦和覆盖范围	中心线射线无法描述声场或扫描覆盖范围。	使用探头模型、程序和覆盖范围验证。
检测、特征识别和定量	不计算反射体取向、响应、衰减、散射、耦合、带宽、灵敏度和信噪比。	使用校准的参考反射体和适用的检测/定量技术。
验收	仅几何形状不包含检测级别、评定级别或验收标准。	应用产品/标准/合同程序及其现行验收规则。

依据和标准状态

射线几何Evident，《EPOCH 系列探伤仪曲面校正理论与应用》。

说明默认的斜射位置计算假设工件为平板，并使用校准声速、折射角、厚度和声束入射点；曲面需要不同的关系式。

官方制造商论文

近场Olympus，《相控阵检测：工业应用基础理论》，第 3 版，2014 年，附录 A，报告第 82 页（PDF 第 88 页）。

给出 N₀ = (D² − λ²)/(4λ)，D/λ > 10 时的 D²f/(4v) 近似值，以及楔块上圆盘或矩形探头的独立有效近场方程。

官方制造商 PDF

校准Evident 超声波探伤教程，校准概念。

指出使用新测试材料或探头时需要声速/零点校准，且参考校准针对特定测试程序。

官方制造商教程

通用标准ISO 16810:2024, Edition 2.

官方 ISO 卡片指出，特定应用条件属于产品标准、规范、法规、合同或书面程序，且 ISO 16810 不规定扫描范围/计划或验收标准。

Official ISO record

焊缝范围ISO 17640:2018, Edition 4, stage 90.92 (to be revised).

官方卡片将其主要范围限定为规定的熔焊金属接头手动超声检测，并说明材料/温度/检测级别条件。本工作表不声称实施该程序。

Official ISO record

资料来源访问于 2026 年 7 月 16 日。未复制或推断任何封闭标准条款、检测级别或验收表。

解读问题

“探头角度”是应输入的值吗？

输入工件中经验证的折射角，从表面法线起算。楔块入射角不可与其互换；折射取决于声速和斯涅尔定律。

“两腿路径”是指到单个反射体的距离吗？

否。这是从入射表面到对面平行壁面，经一次镜面反射后返回入射表面的理想中心线声程。反射体可能出现在任意声腿上，必须根据校准声程和声腿信息进行定位。

计算出的 N₀ 对我的斜探头有效吗？

不作为有效组件近场使用。显示的 N₀ 是独立的直射圆形晶片参考值。斜楔/斜探头需要此处明确省略的额外几何和修正数据。

λ/2 是能被检测到的最小缺陷尺寸吗？

本工作表未作此类声明。检测与定量取决于完整的声场、反射体类型与取向、衰减/散射、耦合、带宽、灵敏度、信噪比、校准以及适用的规程。

修订日期：2026 年 7 月 16 日。结果分类：仅作为非规范性几何/声学参考。