纵波检测试件侧边界对结果的影响

1.侧壁对检测灵敏度的影响

用纵波检测离侧壁较近的缺陷时，超声波束侧边可通过侧壁反射射向缺陷，这种波与直接射向缺陷的波（直通波）相干涉可影响所接收到的直通波的声压。在脉冲反射式检测中与脉冲持续时间相对应的声程一般不大于4λ，所以只要侧壁反射声束的声程大于直通波声程4λ，侧壁干涉即可避免。据此，参阅图3.5-38可以算得对于钢，探测声束轴线上的小缺陷欲无侧壁干扰，探头距侧壁的最小距离d_min（mm）应为

图3.5-38 纵波检测时侧壁对回波的干扰

对于底波欲无干扰

式中 f——超声波的频率（MHz）；

a——小缺陷或棱角与表面的距离（mm）。

2.61°反射

在钢试件的内部轮廓或缺陷上有时可构成61°反射条件，如图3.5-39所示，纵波从位置A处入射在孔面上以变型横波沿BC方向传播，然后又从侧壁反射回孔再转换成纵波回到探头，形成强的信号。

图3.5-39 探测带圆孔的方形钢试件可形成61°反射

3.在直角边与方角内反射(www.xing528.com)

如图3.5-40所示，声束倾斜入射到直角边上，经过两次反射后可平行于入射方向返回，此时总的反射系数在很大程度上取决于入射角。该图是根据a₁与（90°-a₁）的反射系数乘积绘制的，纵波入射时除入射角很大或很小的情况外，在很大范围内反射系数均很低，这是因为纵波在直角边上两次反射都分离出很强的横波，此波不能从入射方向返回；当纵波入射角很大或很小时，理论上都有很强的波从入射方向返回，但由于侧壁干涉实际返回声压可以很小。

4.迟到回波

对长形试件进行轴向检测时，由于超声束的扩散一部分可能斜射至侧壁产生变形横波，大约以33°反射至另一侧壁又转换变成与侧壁夹角很小的纵波，经底面反射后又可被探头接收，如图3.5-41所示；此时在荧光屏上如按棒长l标定时间基线，则波型作如此转换返回的反射波将位于直接返回的底波后0.76d处。一部分变型横波在对面侧壁上可仍以横波反射，进一步在棒中传播，再产生一个滞后0.76d的波，依此类推乃形成相隔0.76d的多个反射波。

图3.5-40 纵波在钢中角反射示意图

图3.5-41 纵波在棒中传播时侧壁的影响

5.回波干涉

在观测上下面平行试件的多次反射时，回波幅度并非单调减小，图3.5-42即为一例，这是在厚80mm、宽150mm、长150mm试件上因侧面干涉形成的图形，是由于多次反射的A群与侧面反射的B群相干涉的结果，回波幅度最小的回波次数n和距离l的关系为：

在侧壁反射的情况下，2m=2，4，6，…，2k；在棱角反射的情况下2m=1，3，5，…，（2k+1），υ为纵波声速，f为频率，k为正整数。