这是一篇十几年前写的、读资料〔1〕的笔记，是篇纸上谈兵的东西。不知今天还能否有些参考价值？如有不当，请专家、朋友指正。

1 耦合层厚度与波长的关系

我们的UT教材，在涉及此问题时，似乎只强调了半波长(λ/2)整数倍，实用价值不大。

单纯因扫查面粗糙度引起的耦合层厚度(不包括扫查面不规则引起的与探头之间间隙)，它与波长是个什么关系？该怎么计算呢？

资料〔1〕第334页有这样一个公式：

       d<<2V/f_max                   (1)

式中：d一耦合层厚度(mm)；

      V一耦合剂中的声速(mm/s)；

      f_max一比换能器峰值频率低6dB时的最大频率(Hz)。

怎样才能满足公式(1)呢？，怎样才算远远小于呢？资料〔1〕指出：

      d<</SPAN>λ/4                      (2)

梁注：式中的λ，似为标称波长，λ=V/f

查资料〔2〕，发现其第120页有图4.10，大约d≤(λ/8)时，回波高度比λ/4时高出10dB以上。

我认为公式(2)应修改为     

d≤λ/8                      (3)

  查资料〔3〕，发现其第138页有如下叙述：

  对于一般工件探伤，要求表面光洁度不低于▽4，表面粗糙度Rz*≤λ/10。

  这一叙述似乎和公式(3)相吻合。

  注*：此处Rz似为现在的Ra。

2 计算示例

现以2.5 MHz直探头、耦合剂为化学浆糊为例，计算耦合层的厚度d：设化学浆声糊声速V=1400m/s=1.4mm/μs(？这是个估计数值)，探头频率f=2.5 MHz=2.5/μs，则其波长

λ=1.4mm/2.5=0.56mm

  代入公式(3)：

        d≤λ/8 =0.56mm/8=0.07mm=70μm

3 两个推论

1)实际上，由粗糙度和扫查压力、探头自身平整度决定的耦合层厚度，大概符合下列公式：

d=5μm+b+Ra               (4)

式中：b一探头平整度，b≤0.02mm=20μm，计算时取b=10μm。

如本例d≤70μm，则允许的粗糙度大约为

Ra≤70μm -15μm =55μm

  2)如果探头频率为5MHz，则d≤35μm，允许的粗糙度

Ra≤35μm -15μm =20μm

    这就是说，使用同一种耦合剂，探头频率升高，波长变小，允许的粗糙度Ra变小。如果不改变粗糙度，可行的方法则是：采用声速高的耦合剂，如改浆糊为机油(润滑油，V=1740m/s)，增大波长，从而使允许的d和Ra增大。

附：资料〔1〕：《美国无损检测手册.超声卷(上册)》(1996中译本)

资料〔2〕：《超声波探伤》(全国锅压NDT考委会组织编写，1995版)

资料〔3〕：蒋危平 方京编著《超声检测学》(1991版)