深入探討非破壞性檢測背後的物理原理與數據標準。
超音波在不同介質界面上的反射與折射行為，是檢測材料內部缺陷的基礎。反射係數取決於兩側材料的聲阻抗差異。
反射係數公式：
\[ R = \left( \frac{Z_2 - Z_1}{Z_2 + Z_1} \right)^2 \]
其中 \( Z \) 為材料的聲阻抗 (\( Z = \rho \cdot v \))
當 \( Z_2 \gg Z_1 \)（如鋼/空氣界面）時，反射係數趨近於 1，這使得超音波能極其敏感地捕捉到裂紋與分層。
射線穿透物質時，其強度會隨厚度呈指數級衰減。這決定了射線檢測的靈敏度與曝光參數。
強度衰減公式：
\[ I = I_0 e^{-\mu x} \]
其中 \( I_0 \) 為初始強度，\( \mu \) 為線性衰減係數，\( x \) 為穿透厚度。
數位射線技術 (DR) 透過捕捉微小的強度差異，實現對材料內部夾渣、氣孔的微米級影像識別。
渦電流檢測的有效深度受頻率、電導率與磁導率的影響，即所謂的「趨膚效應」。
標準穿透深度 (Skin Depth)：
\[ \delta = \frac{1}{\sqrt{\pi f \mu \sigma}} \]
其中 \( f \) 為頻率，\( \mu \) 為磁導率，\( \sigma \) 為電導率。
調整檢測頻率可實現對不同深度缺陷的選擇性掃描。
| 參數項目 | 標準規格 | 精度/限值 |
|---|---|---|
| 最小缺陷檢出限 (POD) | ASTM E2905 | 0.1 mm (裂紋) |
| 掃描步進精度 | Encoder Sync | ± 10 μm |
| 數位射線空間解析度 | ISO 19232-5 | < 50 μm |
| 防護劑量標準 | ICRP 103 | < 20 mSv/year |
| 信雜比 (SNR) 要求 | ASME Sec V | > 12 dB |