实用AVG曲线的应用
实用A VG 曲线在纵波直探头探伤中的应用
在实际的探伤过程中，通常使用纵波来探测与检测面相互平行的缺陷。目前,在以A 型仪器为主的脉冲反射法超声探伤中,对缺陷的准确定量和定性,都存在相当的困难。利用AVG 曲线来评价缺陷的大小是从当量法发展过来的，当量法在实际使用的过程中需制作大量试块,成本高,不易携带,操作复杂。因此,在纵波探伤缺陷定量中,使用一些制作容易、操作方便、能简捷地评价缺陷当量的实用AVG 曲线具有实际意义。
一、 实用AVG 曲线
以横坐标表示表示实际声程，纵坐标表示规则反射体相对波高，用来描述距
离、波幅、当量尺寸的关系曲线，称为实用AVG 曲线。
当X ≥3N 时（不考虑介质衰减），平底孔回波声压为：
P f =
2
20x F F P f
s λ （1）
大平底回波声压Pb 为：
P b =
x
F P s
λ20 （2） 式中0P ---探头波源起始声压；
s F ---探头波源面积，s F =2s D π/4；
f F ---平底孔缺陷面积，f F =2f D π/4；
λ---波长；
x---缺陷至波源的距离。
实用A VG 曲线可以由以下公式获得。 不同距离的大平底回波dB 差：
20=?lg
21b b P P =20lg 1
2x x
（3） 不同距离不同大小平底孔回波dB 差：
20=?lg 2
1f f P P =40lg
1
221x D x D f f （4）
同距离的大平底和平底孔回波dB 差：
20=?lg
f b
P P =20lg 22f
D x πλ （5）
二、 A VG 曲线的绘制
下面以晶片直径D=10mm ，频率f=5Mhz 的纵波直探头为例，介绍如何利用
如上公式绘制在钢中的实用A VG 曲线。
（1）首先确定一个统一的灵敏度：以距离x=750mm 时，φ2平底孔的回波高度为0dB 。
（2）计算不同距离处同一平底孔的回波dB 差
根据式（4），此时D f1=D f2，则有：?=20lg
1
2
x x 代入X 2=750mm ，分别计算出X 1=150，200，…时的?值，以?为纵坐标，X 1的横坐标画曲线，即可得到φ2平底孔的距离幅度曲线。
（3）计算同距离处不同大小平底孔的回波dB 差
根据式（4），此时X 2=X 1，则有： ? =40lg
1
2f f D D
代入D f1=2mm ，分别计算D f2=3，4，…时的?值。将φ2平底孔曲线分别向上平移
相应的dB 值，就得到φ3，φ4，…φ8的距离弧度曲线。 （4）计算φ2平底孔回波与同距离大平底回波高度的dB 差 根据式（5） 20=?lg
f b
P P =20lg 22f
D x πλ=-14.53+20lgx 计算出不同的x 值对应的?值，将φ2平底孔曲线分别向上平移相应的dB 值，
就得到大平底的距离弧度曲线。
图1 平等孔实用AVG 曲线
Φ10 5Mh
表1 各反射体对应回波高度值
三、
A VG 曲线的应用举例 在用晶片直径D=10mm ，频率
f=5Mhz 的纵波直探头检测一毛坯，毛坯长
650mm ，检测中在500mm 的距离上发现缺陷显示，缺陷回波高度比大平底回波低28dB 。
X （mm ） 反射体 φ2 Φ3 Φ4 Φ6 Φ8 大平底 100 33.8 40.84 45.84 52.88 57.88 59.27 150 27.96 35 40 47.04 52.04 56.96 200 22.96 30 35 42.04 47.04 54.45 250 19.08 26.12 31.12 38.16 43.16 52.51 300 15.92 22.96 27.96 35 40 50.93 350 13.24 20.28 25.28 32.32 37.32 49.59 400 10.92 17.96 22.96 30 35 48.42 450 8.88 15.92 20.92 27.96 32.96 47.41 500 7.04 14.08 19.08 26.12 31.12 46.49 550 5.38 12.42 17.42 24.46 29.46 45.66 600 3.88 10.92 15.92 22.96 27.96 44.91 650 2.48 9.52 14.52 21.56 26.56 44.21 700 1.2 8.24 13.24 20.28 25.28 43.57 750 0 7.04 12.04 19.08 24.08 42.97 800 -1.12
5.92
10.92
17.96
22.96
42.41
X
H 1
500 o
H
650
H 2
图2 检测毛坯示意图
2毛
坯
图2 A VG 曲线应用
如图2所示，在x=650mm 处作垂线交大平底F 曲线于A ，叫φ2曲线于B 。在AB 上取比A 点低28dB 的点D ，过D 点做水平线与X f =500mm 交于C 点，则可以判断该缺陷的当量尺寸为Φ4。
四、 结论
通过上面的例子我们可以发现，通过实用A VG 曲线可以快速准确的确定缺陷的当量尺寸，使用方便操作简单。只要根据被检工件的尺寸和检测所使用的探头的尺寸和频率制作好实用A VG 曲线即可，适用于大批量检测。
由于实用A VG 曲线是由特定的探头实测和计算得到，因此实用A VG 曲线也只适用于特定探头，在实用A VG 曲线中要注明探头的尺寸和频率。实用A VG 曲线的应用对于被检工件的外形也有一定的要求，被检工件的探测面必须与底面平行。
B A
C
D Φ10 5Mh z