影响缺陷回波幅度的因素分析

为对缺陷作定量评定，了解影响缺陷回波幅度的因素是必要的，一般说来有如下几个方面：①缺陷自身的大小、形状、取向、表面状态及内含物（与基体声特性阻抗的不匹配程度）和缺陷在试件中的埋藏深度；②仪器和探头的特性以及他们之间的连接和匹配；③试件检测面（声入射面）的形状、表面粗糙度，基体的组织结构等；④耦合的情况。上述几个方面很多在前面多有论述。本节着重讨论方面①中的几个因素。

1.缺陷形状的影响

在本章5.2.4节中叙述了圆盘声源声束轴线上规则形状反射体的反射情况。在图3.5-30中给出了几种形状缺陷的反射系数（此处的反射系数定义为缺陷的反射波高与同距离无限大底面回波波高之比）与缺陷投影面积按圆片状缺陷换算的平均直径间的关系。从图中可知，当平均直径大于1mm时，差异还是很明显的；当平均直径小于1mm时，形状的影响可较小，这是特别值得注意的。当缺陷直径远小于波长时，其反射可视为平面波入射到小缺陷引起的反散射，在此情况下缺陷回波高度随缺陷的大小变化十分急剧，缺陷变小时，波高急降，很容易下降到仪器不能反映的程度。

图3.5-30 缺陷形状与反射系数间的关系缺陷埋深x=200mm，入射声波波长λ=2.62mm（2.25MHz，钢中）曲面：直径=曲率半径(www.xing528.com)

2.缺陷取向的影响

声束垂直入射到缺陷表面时，回波幅度最高，但实际上缺陷表面相对于声束入射方向往往并不垂直，因此，对缺陷尺寸估计偏小的可能性很大，参阅图3.5-31。

3.缺陷大小的影响

无论声波相对于缺陷是垂直入射还是斜入射，缺陷大小不同其反射波的指向性可有相当大的差异。图3.5-32给出了垂直入射于大小不同的圆片形缺陷时反射波的指向性。当缺陷直径D_f为波长λ的2倍以上时，具有较好的指向性，缺陷反射波也可较强；当缺陷直径D_f低于波长的2倍时，缺陷反射波的指向性变坏，直至缺陷反射波能量呈球面形分布，强度将降低。