关于中心底面盲区高度的计算

针对焊缝中心的底面缺陷，其信号可能隐藏在底面回波信号中以致无法识别，即中心底面盲区，盲区高度相当于底面回波信号的深度（见大部分文献），则：


h为下表面盲区高度；tT为底波传播时间；T为工件厚度。此时tp取底面回波4倍周期，为0.8us，则盲区高度为3.5mm。

理论上，底波信号是不可能完全覆盖缺陷信号的，因为缺陷信号的回波时间小于底波的传播时间，缺陷信号肯定可以发现，但是由于底波淹没了一部分信号造成无法测量和定量。因此，作者对于“盲区高度相当于底面回波信号的深度”有不同的理解，因为当缺陷信号传播时间加上缺陷信号周期时间小于底波传播时间时，该缺陷是可以测量和定量的，所以可以考虑将缺陷信号传播时间加上缺陷信号周期时间等于底波传播时间时求出的缺陷与底面的距离高度作为中心底面盲区高度，如下图，图中缺陷波的宽度相当于中心底面盲区的高度。


此时，盲区高度计算公式：
                              

                                                   

此时tp取缺陷信号回波时间为1倍周期0.2us、2倍周期0.4us、4倍周期0.8us，则盲区高度分别为0.9mm、1.8mm、3.7mm。

本贴提出的中心底面盲区与大多数文献提出的中心底面盲区的最大区别在于参考的信号是缺陷信号，这样算出来的高度符合常理，根据底波来算，理解比较困难。

欢迎大家提出不同的想法。

补充：工件厚度T为40mm，PCS=2s=92，工件声速c取5950m/s，探头频率为5MHz。

楼主的探索，如同我的一些看法，支持，但要继续细化！因为，许多地方，还需斟酌。我认为，复杂的计算，常不如简单作图。

梁金昆 发表于 2012-9-18 06:28
楼主的探索，如同我的一些看法，支持，但要继续细化！因为，许多地方，还需斟酌。我认为，复杂的计算，常不 ...

谢谢梁老的支持意见！

有条件----有仪器和有试块，不妨做个试验。强天鹏先生说:从试验结果来看，底面反射波的反射点与其上方(2S中垂线上)的盲区，很小，说服了我。

梁金昆 发表于 2012-9-18 10:05
有条件----有仪器和有试块，不妨做个试验。强天鹏先生说:从试验结果来看，底面反射波的反射点与其上方(2S中 ...

从理论上来说缺陷是可以被发现，但是测量和定量会存在困难，如果要考虑定量缺陷，底面的盲区高度也不小，理论计算也有几个毫米。可能我们平时做实验只是用于发现缺陷，没有真正去测量它，我在做实验的时候1mm深的矩形槽也可以发现有衍射波，但是由于衍射波和底面反射波有叠加部分，所以测量不利。了解这个底面盲区可能对缺陷是否是底面开口或近底面缺陷的判断有一定帮助，因为理论计算两三个毫米的近底面缺陷的衍射波会和底面反射波叠加，如果是底面开口，底面应该会有间断。

如上图，可以看出底面反射波基本没有异常，因此我感觉不属于底面开口的缺陷，应该是属于近底面的缺陷，但是要测量该缺陷的高度比较困难，至于是什么缺陷，希望有经验的可以评一下。说明一下：该图片是从一些培训PPT上摘录的，里面评的是根部未熔合。

furulong先生:您好！现将我当年的学习TOFD笔记节录发去，仅供参考。该文概述中强调了分辨力和盲区计算，仅限于2S中垂线上;否则，是概念错误。

3.2 下盲区

3.2.1计算公式

              R=T-｛〔(T2+S2)1/2-λ〕2-S2｝1/2                                     (12)

    笔者注:该式仅适用脉冲持续时间为2个周期。有人把底波持续时间算进去，似是概念错误。缺陷衍射波在底波之前，它的持续时间不会超过两个周期。
   ( 又附:公式中符号，从网上发过去，变样了，T和S的平方，小括号后的1/2次方，中括号后的平方，以及大括号后的1/2次方，表示不清楚。包括下面数字的平方，如40的平方，成了402，62.8的平方，变成了62.82，等等，请谅。)

3.2.2  计算举例

    问题:使用5MHz、脉冲持续时间n为2个周期的探头，检测40mm厚工件，探头对中心距2S=100mm。请计算下盲区R为多少？

   已知:T=40mm，S=50mm，又知:

   λ=C/f=(6mm/μs)÷(5/μs)=1.2mm，

   斜大半声程L2=(T2+S2)1/2=(402+502)1/2=64mm

  斜小半声程L1=L2-λ=64mm-1.2mm=62.8mm

   h1=(62.82-502)1/2=38    (mm)

   R=T-h1=40mm-38mm=2mm
    实测值可能还低。
    祝好！

梁金昆 发表于 2012-9-19 11:33
furulong先生:您好！现将我当年的学习TOFD笔记节录发去，仅供参考。该文概述中强调了分辨力和盲区计算，仅 ...

谢谢，梁老的宝贵笔记。

底面开口缺陷是否影响底波，与缺陷大小和底波波幅高度有关。如果开口缺陷较小，或底波幅度太高，都可能看不到底波的变化。

强天鹏 发表于 2012-9-20 10:55
底面开口缺陷是否影响底波，与缺陷大小和底波波幅高度有关。如果开口缺陷较小，或底波幅度太高，都可能看不 ...

嗯，有道理，谢谢强总的讨论意见。