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avg曲线信息的分析 1 .2波高和平底孔直径和距离的关系 avg曲线是通过使用衰减为0的材料来测量的。它通常被简化为近距离测量和距离计算。已经被证实:对于足够远距离时, 通过理论计算得到的波高和平底孔直径及距离的关系和实际测量的数据是相符合的。这里所说的足够远的距离对于应用活塞波理论通常为3N(或更近) 。例如:日本人木村提出, 对大平底距离0.1N, 平底孔距离0.74N可以计算得出与实际相符的结果。探头所附带的AVG曲线介绍中提及:已经验证了所提供的AVG曲线的数据是精确的, 并可以很好地复现。因此可以认为曲线中的数据, 包括近场和远场都应与实际测量的数据相同。 2 反射体声压和平均声压 超声波检测的声压包括:探头接收的平均声压、反射体的平均声压、中心轴线及附近的声压, 这些声压具有不同的意义。对于收发式脉冲探头, AVG曲线反映的是反射体 (通常为平底孔和大平底) 返回到探头接收的平均声压产生的波高, 这个声压不是反射体声程处的平均声压。反射体的反射声压与探头接收的声压都是平均声压, 一定条件下, 两者存在线性关系。远场中, 大平底反射平均声压等于2倍探头接收的平均声压。反射体处的平均声压与中心轴线上的声压也有相似的地方。在一定条件下, 计算时可以用中心声压代表平均声压。这个过程中是存在限定条件的, 不同的限定条件下产生的误差是不同的。例如:平底孔声压简化计算的应用条件为x≥3N,d≤0.4λx/D。 3 avg曲线的数据分析 通过特定的数据分析, 根据归一化的方法进行延伸 (A=S/N G=φ/D) 。常用的B2SN的AVG曲线见图1。 3.1 中间区域长度和非扩散区域长度 3.1.1 轴线声压 随着平底孔的直径改变, 探头接收的平均声压最大值不在同一声程处, 孔径越小, 平均声压越接近轴线声压。因近场长度就是理论中轴线上最后1个声压最大值的距离, 所以不用计算就可以直接根据AVG曲线中最小孔径平底孔回波最高点时的距离分析出比较准确的近场长度。 3.1.2 反射回接头的能量 大平底反射回波在一定声程底波高度基本不变。从AVG曲线中看出, 10mm～80mm范围内波高相差约2 dB。B2SN探头近场约为48mm, 直径24mm, 按小孔衍射计算方法, 得知在80mm处为该探头的第1零辐射角 (艾里斑) , 因此10mm处的能量到80mm的能量分别为1、0.84倍左右。当按此方式反射回探头, 大平底在距离80mm回波应比10mm降低1.5dB (10lg0.84+10lg0.84=-1.5) 。通过上面说明未扩散区应为曲线下降1.5 dB的距离, 当然也可以利用未扩散区长度是近场长度的1.6 (或1.64) 倍直接推出。 3.2 反射体直径和高度 对于平底孔在球面波声源的规律为孔径增加1倍, 回波高度增加12dB和距离增加1倍回波高度降低12dB。曲线中可以看到这个区域不是固定的3N或6N, 而是和反射体直径有关。反射体越小适用距离越近。 3.2.1 艾里斑音压的形态 平底孔直径 (单位:mm) ?2到?1的在65 mm符合, ?3到?1.5和?4到?2距离大约100mm, ?6到?3和?8到?4距离150mm, ?12到?6为200mm, ?16到?8为250mm, ?24到?12为300mm。 理论分析:由于近场区以外 (平底孔处于艾里斑内, 要注意的是艾里斑内的声压分布是中心大, 边缘小。) 孔径很小或距离足够远时 (θ=arctan (φ/x) =φ/x很小时, 也就是x/φ比较大时) , 在半径变化不太大的范围内, 声压幅值的相对变化非常小, 平底孔的平均声压接近中 心 声 压。从 上 面 的 数 据 可 知:1.3N时x/φ≈30, 2N时x/φ≈25, 3N时x/φ≈20, 5N时x/φ≈15, 6N时x/φ≈13, 有平底孔的孔径增加1倍, 回波高度增加12dB和距离增加1倍回波高度降低12dB。从曲线中看出孔径越小, 满足这个规律的声程越短。 3.2.2 孔径大小场近场 平底孔直径为 (单位:mm) ?1～?2、?1.5～?3时, 在整个声场内都有孔径增加1倍, 分贝增加11dB～12dB, 近场与远场基本相同, 孔径?3～?4 在未扩散区, 分贝差为4dB～5dB, 接近理论的5 dB。 理论分析:波高H1/H2= (p1入×P1反) ( p2入×P2反) = [p1入× (πd12/4λx) ] /[p2入× (πd22/4λx) ]=d22/d12, 所以符合此规律。 3.3 声压分布的变化 应用曲线中反射体的回波波高的分贝值, 可以计算实际声场中的声压分布。 理论分析:根据曲线中相同距离、不同直径的反射体回波高度和反射体距离, 反向推导此孔径接受的平均声压。反射体的能量假设为全反射。也就是当近