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初 中级无损检测技术资格人员 超声检测考题汇编初 中级无损检测技术资格人员 超声检测考题汇编 填空题 1 指出右图中各表示什么显示方式 从左到右 A B C 2 所谓声强 就是在 单位时间 内 垂直 通过 单位面积 的超声能量 它具有 功 的概念 3 在异质界面上 当超声波 纵 波的 折 射 角等于90 时的 纵 波 入射 角称为 第一临界角 4 超声波只有在 斜射 时才能在异质界面发生波型转换 并且至少一侧为 固 体 5 超声波检测中 采用横轴表示实际声程 纵轴表示规则反射体相对波高的坐标曲线是描述 距离 波幅 当量大小 之间关系的曲线 又称实用AVG曲线 在调节 探伤灵敏度 和对缺陷 定 量 中得到了广泛应用 6 超声波的波长由声速与频率求得 而声速则由 材质 和 波的种类 决定的 7 超声波检测中 2 25MHz探头的分辨率比5MHz探头的分辨率 差 8 当超声波声程大于3N时 如声程相同 若平底孔面积相差一倍 则波高相差 6 dB 若长横孔直径 相差一倍时 则波高相差 3 dB 9 在超声波检测中 相同的探测灵敏度下 缺陷波幅决定于缺陷的 大小 取向 与 类型 10 超过人耳听觉范围的声波称为超声波 它的频率高于 20千赫 属于 机械波 11 波长 声速C 频率f之间的关系是 c f 应用2P20 x20 60 的探头探测钢时 钢材中超声波 的波长是 1 6mm 12 纵波 横波 和 表面波 可在固体中传播 只有 纵波 可在液体中传播 13 兰姆波只能在 固体 中传播 14 超声波传播的条件是 有发射声波的声源 有传播声波的弹性介质 15 超声波在传播过程中仅有 能量的传播 没有 物质的迁移 16 超声波的波阵面是指某一瞬间 同相位振动 的各质点构成的空间曲面 17 介质中质点振动方向和传播方向垂直时 此波称为 横波 介质中质点振动方向和波的传播方向 平行时 此波称为 纵波 横波的声速比纵波的声速 慢 焊缝探伤主要用 横波 18 超声波在传播过程中产生干涉现象是由于 两束以上的波 相互作用 引起强度 重新分布 的结 果 19 超声波在介质中的传播速度就是 声能 的传播速度 20 一般来说 在频率一定的情况下 在给定的材料中 横波探测缺陷要比纵波灵敏 这是因为 横波 比纵波的波长短 21 超声波探伤用的横波 具有的特性是 质点振动方向垂直于传播方向 传播速度约为纵波速度 的1 2 22 频率都是2 5MHZ的纵波和横波在探测钢时的波长分别是 2 34mm 和 1 3mm 在探测铝时的波长分别 是 2 6mm 和 1 26mm 23 钢中声速最大的波型是 纵波 24 在固体表面能沿园滑过渡的边角传播的超声波称为 表面波 25 传播速度略小于横波 不向材料内部传播的超声波是 表面波 26 在传播超声波的介质内 由于交变振动产生了压强 这种交变的附加压强就叫做 声压 单位时 间内通过超声波传播方向垂直截面单位面积上的声能称为 声强 后者与前者的振幅平方正比 页码 1 6初 2007 11 5file L 初中级考题 填空题 htm 27 近场区是指 邻近探头 声压 无规律 变化 有极大值和极小值的区域 28 远场区是指远离探头 随着 距探头的距离 增加 声压 单调下降 的区域 29 邻近压电晶片 声压分布不均匀的超声场为 近场 此区长度在频率给定时 随晶片直径变小而 缩短 用公式L0 D2 2 4 表示 30 设晶片表面的平均入射声压为P0则理想园平面小缺陷的反射声压PF P0As S 2X2 反射波的声压与缺 陷面积S成 正 比 同时与缺陷距离X的 平方 成反比而 减少 面积为As的晶片近场距离为N 当距离在1 6N以外时 这个算式可以认为基本上是成立的 31 设超声波的入射声压为P0 则大平底面而产生的反射波声压PF P0As 2 X 反射波的声压与晶片面积 成 正 比而增大 与距离成 反 比而减少 这个算式对晶片面积为As 距离在1 6N以外的声场基本 上适用 32 超声波投射到界面上 在同一介质中改变其传播方向的现象叫做 反射 33 超声波从一种介质进入另一种不同介质而改变传播方向的现象叫做 折射 34 超声波从一种介质进入另一介质后 其声束轴线与界面法线所成的夹角称为 折射角 35 同一介质中 同一波型的超声波反射角 等于 入射角 36 超声波到达两个不同材料的界面上 可能发生 反射 折射 波型转换 37 超声波从一种介质进入另一介质 入射声束轴线与界面法线所成的夹角称为 入射角 38 在离晶片的一定距离外 超声波按一定角度扩散 在超音波检测中 这个角度是以 声压 在理论 上是零点的位置作为基准的 即说指向角 0 70 D 39 公式sin 1 C1 sin 2 C2叫做 折射定律 40 使一种波产生90 折射的入射角叫做 临界角 41 超声波垂直入射至异质界面时 反射波和透射波的波型 不变 42 为使经折射透入第二介质的超声波只有横波 纵波在第一介质的入射角应 在第一和第二临界角之 间 43 有一个5P20 x10 45 的探头 有机玻璃楔块内声速为2730m s 被检材料 碳钢 中的声速为 3230m s 求入射角 的公式为 Sin 1 3230 2730 Sin45 44 超声波从水中以5 角入射到钢内 此时的横波折射角 小于 纵波折射角 45 在水 钢界面上 水中入射角为7 在钢中主要存在的振动波型是 纵波 横波同时存在 46 用入射角为30 的有机玻璃斜探头探测钢时 折射横波的折射角是 36 要使钢中折射横波的 折射角是45 纵波在水中的入射角应是 19 17 47 超声波以一定角度入射在不同介质的界面上 第二介质中声波折射角的大小是由 两个介质中声 速 决定的 48 超声波在介质中传播时 任一点的声压和该点振动速度之比称为 声阻抗 它常用 介质密度 和 声速 的乘积来表示 49 超声波纵波从水中倾斜入射到金属材料中时 折射角主要取决于 水与金属的相对声速及声波入射 角 50 超声波通过一定厚度的薄层介质时 若介质两侧面的物质声阻抗相等 则薄层厚度为 1 2波长的整 倍数 时 将有最大的声压透过率 51 探头前保护膜的声阻抗公式 Z 声阻抗 应是 Z保护膜 Z晶片xZ工件 1 2 52 超声波通过两种材料的界面时 如果第一介质的声阻抗比较大 但声速与第二介质相同 则折射角 与入射角 相同 53 超声波从材料1进入材料2 随声阻抗比Z1 Z2的增大 而透过声压 减小 54 表征材料声学特性的材质衰减 主要是由 散射和吸收 所引起的 55 当超声波的波长与金属晶粒相比 数值相近 或小于晶粒时 衰减 显著 穿透能力减弱 同时 页码 2 6初 2007 11 5file L 初中级考题 填空题 htm 由于晶粒反射 出现 杂乱 回波 不易检出缺陷 56 为减小超声波通过介质时的衰减和避免林状回波 宜采用 较低 频率和 纵 波进行探伤 57 因工件表面粗糙使超声波束产生的漫射叫做 散射 58 缺陷反射能量的大小取决于缺陷的 尺寸 方位 类型 59 晶片厚度和探头频率是相关的 晶片越厚则频率 越低 60 一般地说 如果频率相同 则在粗晶材料中 穿透力强的波型是 纵波 61 在小工件中 声波到达底面之前 由于声束扩散 在试件侧面可能会有 波型转换 产生 62 由发射探头发射的超声波 通过试件后再由另一接收探头接收 这种检验方法称 为 穿透法 63 莱姆波可用于检查 薄板 64 晶片与探测面平行 使超声波垂直于探测面而进入被检材料的检验方法称为 垂直法 65 靠近探头的缺陷不一定都能探测到 因为超声波检测仪器存在有仪器 阻塞 效应 66 超声波探伤中常用的换能器是利用 压电 原理 67 把某些材料所具有的 能使电能与机械能相互转换的特性称为 压电 效应 68 声程大于3N时 声程增加一倍 大平底的反射声压为原来的 1 2倍 平底孔的反射声压为原来的 1 4倍 横通孔的反射声压为原来的 1 2 8倍 球孔的反射声压为原来的 1 4倍 69 声程大于3N时 若声程相同 则孔径增加一倍时 平底孔反射声压为原来的 4倍 横通孔的反射 声压为原来的 1 42倍 球孔的反射声压为原来的 2倍 70 一般地说 在远场区 同一深度的平底孔 直径增大一倍 其回波高度提高 12dB 71 大平底的反射声压公式 PF P0As 2 X s 晶片面积 72 平底孔的反射声压公式为 PF P0As S 2 X2 S 平底孔面积 73 球孔的反射声 压公式为 PF P0As d 4 X2 d 球孔直径 74 长横通孔的反射公式为 PF P0As 2 2 1 2 d X3 1 2 d 横通孔直径 75 在远场区 同直径的平底孔 声程从100mm增大到300mm 若不计材质衰减 则声压减小 19dB 76 在远场 同声程的长横通孔 直径从2mm增大到8mm时 其回波声压提高 6dB 77 在远场 同直径长横通孔 声程增大1倍 不计材质衰减 则声压减小 9dB 78 在下述回波高度比和分贝关系中 填入正确的分贝值 回波高度 比 0 10 512100 010 1580 3540 561 41 dB值 20 60620 40 16 9 53 79 晶片发射的超声波声压 在1 6N以外 与晶片面积S成 正 比 与波长成 反 比 因此频 率越 高 声压 也越大 80 声程大于3N且声程相同时 若孔径差1倍 平底孔回波高度差 12 dB 横通孔的回波高度差 3 dB 球孔回波高度差 6 dB 81 声程大于3N且声程相同时 若孔径相同 声程差一倍 平底孔回波高度差 12 dB 横通孔的回波 高度差 9 dB 球孔回波高度差 12 dB 82 当某些晶体受到拉力或压力时产生形变 从而晶体的表面上出现电荷 这种现象称为 压电 效 应 这一效应是可逆的 83 压电晶片是具有压电效应的晶体材料 用于超声波探伤的压电晶体材料 如石英 硫酸锂 碘酸锂 等是 单晶 体 而钛酸钡 锆钛酸铅是 多晶 体 也称 压电陶瓷 84 把电能转变成超声声能的器件叫做 换能器 85 超声波检测常用的探头种类有 直探头 斜探头 组合双晶探头 水浸探头 任 写四种 页码 3 6初 2007 11 5file L 初中级考题 填空题 htm 86 液浸聚焦探头设计中 声透镜的声速为C1 液体中的声速为C2 若C1 C2 声透镜应加工成 平凹 形 若C1 C2 声透镜应加工成 平凸 形 若C1 C2 声透镜 不产生 聚焦 87 水浸法比直接接触法优越 主要是由于不受 工件表面光洁度 影响 还可以实现声束 聚焦 的 缘故 88 为实现钢管的横波探伤 要求入射角在 第一临界角 和 第二临界角 之间 89 当横波入射到平面缺陷时 在一定条件下 就会产生 波型转换 这种现象与横波 入射角 有 关 90 超声波声速与介质弹性系数 密度之间的关系式是 CL E 1 1 1 2 1 2 91 共振式超声波仪器主要采用 连续纵波 92 为了在工件中得到纯横波 不但要选择合适的 入射角 而且要给斜探头选择合适的斜楔材料 应满足斜楔材料的纵波声速 小 于工件中的横波声速 93 为了在工件中得到纯横波 不但要选择合适的 入射角 而且要给斜探头选择合适的 斜楔材 料 94 为了给tg 2 5的斜探头设计一个适合1 1水平定位法 并使得第一次回波前沿出现在第三格 第二 次回波前沿出现在第九格的半圆试块 该试块的半径应是 32 3 mm 95 在测试某台超声波检测仪的垂直线性时 首先要做出如下一组衰减量与理论回波高度的对应数值 再根据实测回波高度对应值 然后计算该仪器的垂直线性误差 请填出下述表格中0 6 12 18 24dB 时的理论回波高度对应数值 衰减量 dB 02468101214161820222426 波高值 100 50 1 25 1 12 6 6 3 96 对下图中示出的工件选定适合的超声波入射方向和探测面 97 粗晶材料的探伤可选用 较低 频率的探头 98 由于工件表面粗糙 而造成声波传播的损耗 其表面补偿dB值应用 实验 方法测定 99 用纵波水浸法探测钢材时 为防止在第一次底面回波前面出现二次界面回波 水层厚度为25mm时 能探测钢材的最大厚度为 100mm 100 直探头探测厚250mm及500mm的两个饼形锻件 若后者探测面粗糙 与前者耦合差5dB 材质衰减均 为0 004dB mm 前者的底面回波调至示波屏满幅度的80 则后者的底面回波应为满幅度的 20 101 超声波探伤报告的主要内容是 被检产品的基本状况 探伤方法 探伤条件 验收标 准 探伤结论 操作者 审核人 探伤日期 102 管子的槽形参考标准 应把槽加工在管子的 内外表面 103 超声波探伤试块的作用是 检验仪器和探头的组合性能 确定灵敏度 缺陷定位 缺 陷定量 104 组成直探头的元件有 压电晶片 吸收块 高频接线和地线 保护膜 外壳 等 其中 压电晶片 是主要元件 其功能是将 电能 转变成 声能 并且可逆 105 超声波探头中的吸收块所起的作用是 抑制不需要的振动 和 吸收杂波 常用 环氧树脂粉加 钨粉 制成 106 超声波探头中的匹配吸收块 即阻尼块 其作用是阻尼晶片的振动使脉冲便窄 限制从晶片背面 发射的声波 以防止出现杂波 探头若不加阻尼块 始脉冲应会变 宽 盲区变 大 分辩力 降 页码 4 6初 2007 11 5file L 初中级考题 填空题 htm 低 107 斜探头的楔块应采用 纵波声速比被检工件横波声速小 的材料制成 它的功能是将 纵波 按给 定的 入射角 斜射到工件表面 在界面发生折射 形成 横波 或 瑞利波 或 兰姆波 在工件中 传播 108 联合双直探头有 两 块压电晶片 在电路上和声路上 彼此分离 晶片前装有 延迟块 此 种探头有盲区 小 有助于 近表面缺陷 的检出 109 频率 高 的探头容易产生 宽度窄 的脉冲 因此在探测薄工件和近表面缺陷时 应选择 高 频率的探头 110 超声波探伤仪最重要的性能指标有 分辨力 动态范围 水平线性 垂直线性 灵敏度 信噪比 111 波束中心入射到试件探测面的一点叫 入射点 此点到探头楔块前端的一段距离叫探头的 前沿 距离 入射点变化时 此段距离 也变化 112 如果仪器采用锯齿扫描发生器 其扫描锯齿波形的好坏程度 决定了扫描 水平线性 的好坏 113 使用AVG曲线法定量时 仪器调节中 不应该使用 深度补偿 和 抑制 114 调节 抑制 旋钮 会影响仪器的 垂直线性 和 动态范围 115 超声波检测仪中 以荧光屏纵轴显示超声波信号强度 以横轴显示超声波传播时间或反射体深度的 脉冲显示法叫做 A扫描显示 116 利用阴极发射的电子束在荧光屏上显示图象的电子管叫做 阴极射线管 117 超声波检验中 脉冲的持续时间称为 脉冲宽度 118 一个垂直线性好的仪器 在荧光屏上波幅从80 处降至5 时 应衰减 24 dB 119 在A型扫描显示中 电子束在阴极射线管的荧光屏上均匀重复移动 所形成的水平线叫做 扫描 线 120 超声波检测仪中 产生高压电脉冲以激发探头工作的电路单元称为 脉冲发生器 121 被放大的信号幅度与缺陷的反射面积成正比关系 放大器这一非饱合的放大区域称为 线性范围 122 能将两个相邻缺陷在示波屏上区分开的能力叫 分辨力 123 探伤仪发射电路部分的功用是 发射电脉冲 124 仪器的盲区 除了与探头特性有关外 主要还决定于接收放大器在强信号冲击下的 阻塞 时间 125 国际焊接学会的IIW试块可用来测定超声波检测仪和探头的组合性能指标 其中包括 水平线 性 垂直线性 灵敏度 分辨力 盲区 声程 入射点 折射角 126 国际焊接学会的IIW试块其厚度为 25 mm 宽度为 100 mm 长度为 300 mm 凹槽上的 85 mm及槽两侧的91mm和 100 mm可用于测定探头的 分辨力 127 钢板探伤中 当同时存在底波和伤波时 说明钢板中存在 小于 声场直径的缺陷 128 当第一次和第二次底波之间出现伤波时 钢板中可能存在尺寸很大的缺陷 也可能存在尺寸很小的 缺陷 可以用 6dB法 测量缺陷的边界位置 129 当板材厚度为 B 水层厚度为 S时 要求采用四次重合法探伤 其条件分别为一次重合法时 S1 B 4 二次重合法时 S2 B 2 三次重合法时 S3 3 B 4 四次重合法时 S4 B 130 管件探伤的入射角公式为 CL1 CL2 sin r R CL1 CS2 式中 R 管子外径 r 管子内 径 131 管子超声波探伤中 超声波在耦合介质中聚焦点的内半角公式为 tg 1 D 2F 式中 D 晶片直 径 F 焦距 132 已选定某一聚焦探头对管材作水浸聚焦探伤 如果聚焦点不能调整到被检管件的中心轴线上 而是 偏离中心轴线一定距离 在管壁内将出现 无底波反射 133 采用大平底反射波探测锻件 在计算缺陷当量大小时 要注意缺陷是否在 3倍近场长度 以外 134 采用大平底反射波探测锻件时 一定注意底面的 平直度 页码 5 6初 2007 11 5file L 初中级考题 填空题 htm 135 在单探头扫查法中 分为 锯齿型 扫查法 转角 扫查法 环绕 扫查法 斜平 行 扫查法 沿焊缝两侧平行 扫查法 136 焊缝超声波检测中 由于焊缝加强高的存在 探头一般 不放在 焊缝上 而是将探头 放在钢板 上 超声波倾斜射入焊缝进行探伤 137 直接用缺陷波高来比较缺陷的大小 仪器的 抑制 和 深度补偿 旋钮应置于 关 的位置 138 厚板上进行焊缝探伤时 如焊缝不磨平 应从工件的 内 表面和 外 表面 在焊缝 两 侧 共 四 个探测面探伤 139 厚板上进行焊缝探伤时 如焊缝磨平 为发现焊缝的横向缺陷 应在焊缝上 沿焊缝的 纵 向探 测 140 与表面光滑的零件相比 表面粗糙的零件作超声波检测时 通常使用频率较 低 的探头和粘度较 高 的耦合剂 141 超声波检测用的探头中 置于压电晶片背面的阻尼块有三个基本作用 第一是用于固定 晶片位 置 第二是用于吸收 晶片背面的超音波 第三是用于减少 晶片持续振动时间 从而使得脉冲 宽度变 窄 142 钢板的直探头探伤中 显示于示波屏上的缺陷回波图形可以分为三种 它们是 底波多次反射和 缺陷的多次反射波同时出现 只有缺陷的多次反射波出现 只有一些紊乱的波 143 钢板探伤的扫查方式有 全面扫查 格子线扫查 列线扫查 边缘扫查 144 选择焊缝探伤中的斜探头折射角时 为使整个焊缝截面不漏检 选用的折射角 必须满足 tg D L T 式中 D 焊缝宽度 L 探头前沿长度 T 钢板厚度 145 超声波检测仪上的衰减器精度一般用 每12dB 或 每2dB 中的误差表示 146 对试样进行接触法斜角探伤时 如果入射角达到第二临界角 就会产生 表面波 147 换能器频率与晶片厚度有关 晶片越 薄 频率越 高 材料对声能的衰减越 大 148 在直径一定的条件下 晶片频率提高时 声束扩散角将 减小 声指向性将 改善 149 透镜的曲率半径增大时 透镜的焦距将 增大 150 透镜的曲率增大 透镜的焦距将 缩短 151 垂直探伤时 工件探测面与底面不平行 底波将 降低 或 消失 152 在 远场 区 缺陷显示的振幅随传播距离的增加而按指数规律降低 153 纵波折射角90 时所对应的入射角称为 第一临界角 154 超声波传播过程中的能量总消耗称为 衰减 155 当入射角选在第一临界角和第二临界角之间 在工件中传播的超声波为 横 波 156 横波折射角90 时所对应的入射角称为 第二临界角 157 声波遇到异质界面时 在原介质中改变传播方向的现象叫做 反射 现象 158 超声波从一种介质进入声速不同的另一种介质后 其方向发生变化的现象叫做 折射 现象 159 超声波探伤中 晶片是由具有 压电效应 的 压电 晶体制作的 160 超声波在介质中传播时 介质的密度和声波传播速度的乘积称为 声阻抗 161 横波主要用来检查 管材 和 焊缝 162 超声波探伤仪在单位时间内产生的脉冲数目叫做 脉冲重复频率 163 检验近表面缺陷最有效的方法是采用 收发联合双晶 探头 164 在远场区 同一深度的平底孔 直径增大一倍 其回波高度提高 12 分贝 165 在远场区 同声程的横孔直径从2毫米增大到8毫米时 其回波高度提高 6 分贝 166 在远场区 同直径横孔声程增大一倍时 不计材质衰减 其回波高度降低 9 分贝 页码 6 6初 2007 11 5file L 初中级考题 填空题 htm 初 中级无损检测技术资格人员 超声检测考题汇编初 中级无损检测技术资格人员 超声检测考题汇编 问答题 1 将超声波直探头置于IIW1试块侧面上探测100mm距离的 底波 如下图所示在第一次底波与第二次底波之间前两个 迟到波各是什么波型 前面为L L L波 后面为L S L波 2 何谓超声波 它有哪些重要特性 答 频率高于20000Hz的机械波称为超声波 重要特性 超声波可定向发射 在介质中沿直线传播且具有良好的 指向性 超声波的能量高 超声波在界面上能产生反射 折射 和波型转换 超声波穿透能力强 3 产生超声波的必要条件是什么 答 要有作超声振动的波源 如探头中的晶片 要 有能传播超声振动的弹性介质 如受检工件或试块 4 在棒材圆周面上进行超声探伤时 第一次底波与第二次底波之间可 见到有两个迟到波 如下图所示 请指出这两个迟到波各是什么波型 前面为L L L波 后面为L S L波 5 一个探头的标记为5I 20SJ 20DJ 试说明其中数字和字母的含 义 答 5 频率5MHZ I 压电晶片材料碘酸锂单晶 20 圆晶片直径 20mm SJ 水浸探头 20DJ 点聚焦 水中焦距20mm 6 画出下图 中不同情况 下声波的收 敛或发散的 情况 答案从 略 7 在下图中画出超声纵波从钛合金中以45 斜入射到钢中的反射与折射 情况 C钛L 6150m s C钛S 3150m s C钢L 5850m s C钢S 3200m s 答案从略 8 液体中为什么只能传播纵波 不能传播横波 答 凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波 液体虽然不能承受 拉伸应力 但能承受压应力而产生容积变化 故液体介质可传播纵波 介质传播横波时 介质质点受到交变的剪切应力作用 液体介质不能承 受剪切应力 故横波不能在液体中传播 9 简述影响超声波在介质中传播速度的因素有哪些 答 超声波在介质中的传播速度与介质的弹性 模量和介质的密度有关 对一定的介质 弹性模量和密度为常数 不同介质 声速不同 超声波波型 不同时 声速也不一样 同一介质 传播不同类型声波时 声速也不相同 介质尺寸大小及介质温度 对声速也有一定影响 10 简述波的叠加原理 答 当几列波在同一介质中传播并相遇时 相遇处质点的振动是各列波引起 的分振动的合成 任一时刻该质点的位移是各列波引起的分位移的矢量和 相遇后的各列波仍保持它 们各自原有的特性 频率 波长 振幅 振动方向等 不变 并按照各自原来的传播方向继续前进 波的叠加原理描述了波的独立性 及质点受到几个波同时作用时的振动的叠加性 11 何谓超声波声场 超声波声场的特征量有哪些 答 充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介 质 称为超声波声场 描述超声波声场的物理量即特征量有声压 声强和声阻抗 声压 超声波声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P与没有超声波存在时同一点的静压强P之差 称为 该点的声压 声强 单位时间内通过与超声波传播方向垂直的单位面积的声能 称为声强 常用I表示 页码 1 9初 2007 11 5file L 初中级考题 问答题 htm 声阻抗 介质中某一点的声压P与该质点振动速度V之比 称为声阻抗 常用Z表示 声阻抗在数值上等 于介质的密度与介质中声速C的乘积 12 什么是波型转换 波型转换的发生与哪些因素有关 答 超声波入射到异质界面时 除产生入射波同类型的反射和折射波外 还会产生与入射波不同类型 的反射或折射波 这种现象称为波型转换 波型转换只发生在倾斜入射的场合 且与界面两侧介质的 状态 液 固 气态 有关 13 什么是超声波的衰减 引起超声衰减的主要原因有哪些 答 超声波在介质中传播时 随着传播距离的增加 超声波的能量逐渐减弱的现象称为超声波的衰减 衰减的主要原因 扩散衰减 由于声束的扩散 随着传播距离的增加 波束截面愈来愈大 从而使单位面积上的能量逐 渐减少 这种衰减叫扩散衰减 扩散衰减主要取决于波阵面的几何形状 与传播介质的性质无关 散 射衰减 超声波在传播过程中 遇到由不同声阻抗介质组成的界面时 发生散射 反射 折射或波型转 换 使声波原传播方向上的能量减少 这种衰减称为散射衰减 材料中晶粒粗大 和波长相比 是引 起散射衰减的主要因素 吸收衰减 超声波在介质中传播时 由于介质质点间的内磨擦 粘滞性 和 热传导等因素 使声能转换成其他能量 热量 这种衰减称为吸收衰减 又称粘滞衰减 散射衰减 吸收衰减与介质的性质有关 因此统称为材质衰减 14 什么是压电晶体 举例说明压电晶体分为几类 答 某些晶体受到拉力或压力产生变形时 在晶 体界面上出现电荷的现象称为正压电效应 在电场的作用下 晶体产生弹性形变的现象 称为逆压电效 应 正 逆压电效应统称为压电效应 能够产生压电效应的材料称为压电材料 由于它们多为非金属电 介质晶体结构 故又称为压电晶体 压电晶体分为 单晶体 如硫酸锂 碘酸锂 铌酸锂等 多晶 体 如钛酸钡 钛酸铅 锆钛酸铝 PZT 等 15 何谓压电材料的居里点 哪些情况要考虑它的影响 答 当压电材料的温度达到一定值后 压电效应会自行消失 称该温度值为材料的居里温度或居里 点 用表示 同一压电晶体有不同的上居里温度和下居里温度 不同的压电晶体 居里温度也不一样 对高温工件进行探伤时 应选用上居里点较高的压电晶片制作探头 在寒冷地区探伤时 应选用下居 里点较低的压电晶片作探头 16 探头保护膜的作用是什么 对它有哪些要求 答 保护膜加于探头压电晶片的前面 作用是保护 压电晶片和电极 防止其磨损和碰坏 对保护膜的要求是 耐磨性好 强度高 材质衰减小 透声性 好 厚度合适 17 声束聚焦有什么优点 简述聚焦探头的聚焦方法和聚焦形式 答 聚焦的声束 声能更为集中 中心轴线上的声压增强 同时可改善声束指向性 对提高探伤灵敏 度 分辩力和信噪比均为有利 聚焦方法 凹曲面晶片直接聚焦 采用声透镜片聚焦 聚焦形式 点聚焦和线聚焦 18 超声场分为几个区域 各个区域的主要特征是什么 用示意图注明简述之 提示 超声场是由声源发射超声振动的空间而形成特殊场 它可以根据超声在空间各部位声压大小不 同 形象地用图示方法表示出来 如下图a 超声场分为近场和远场两大部份 其中主声束以锥体形 状 犹如鲜花主瓣 近场区内主声束以外的称为副瓣 主声束的扩散角按零阶贝塞尔函数计算出其主 瓣的锥角范围 即J1 X J1 kasin J1 X 有很多根 其中最小的根为X0 3 83 则sin 0 3 83 ka 3 83 2 a 3 83 2a sin 1 22 D D 2a 晶片直径 a为半径 求出 0值即为主瓣 的扩散角 0 当用J2 X J3 X 分别求出第一副瓣 第二副瓣 的扩散角 1 2 等 如下 图b 同样由sin 1 22 D 求出 当S b 1 64 D2 4 1 64N时 主声束由晶片中心扩散到晶片边缘 的距离 也可用二项式展开证明 注 也有资料以1 67N为主声束由晶片中心扩散到晶片边缘的距 离 19 画图说明超声波声场分为哪几个区域 答 超声波声场可分为 主声束和副瓣 声源正前方 声能最集中的锥形区域即为主声束 主声束的范围最大 声源发射的 声能主要集中在主声束中 探头的频率指的是主声束的频率 声束副瓣 即副声束 通常出现在邻近探 页码 2 9初 2007 11 5file L 初中级考题 问答题 htm 头晶片的一个区域内 旁侧于主波束 其轴线倾斜于晶片表面 能量微弱 截面较小 晶片尺寸和波长 之比不同 副声束的能量和辐射方向也不相同 近场 指主声束中心轴线上最后一个声压最大值处至晶片表面这一区域 近场区长度用N表示 它取 决于晶片的直径D 或面积As 和波长 用公式N D2 4 As 表示 近场区邻近压电晶片 声压分布最 不均匀 这是由于此区域内声波干涉现象最严重 近场区也称为干涉区 干涉现象对探伤有很大影响 探伤时要尽量避免 远场 近场以外的区域称为远场 远场中各子波传播的距离已经很长 相位几乎相等 各量可简单 相加 声压值随距离增加单调下降 远场区的大小由晶片尺寸 波长 介质的声学特性及激励晶片的电 压决定 未扩散区 主声束截面与声源直径相同之点至近场与远场分界点的一段区域 称为未扩散区 未扩 散区分界点至晶片表面的距离约为近场区长度的1 6倍 该区域内的平均声压可以看做常数 自此点开 始主声束扩散 形成锥体 20 什么叫压电效应 答 在某些物体上施加压力时 在其表面上产生电荷聚集的现象 称为正压电效 应 反之 当把这种物体放在电场中 它自身产生形变 称为逆 或负 压电效应 压电效应是可逆 的 21 超声波检测利用超声波的哪些特性 答 超声波有良好的指向性 在超声波检测中 声源的尺寸一般都大于波长数倍以上 声束能集中在 特定方向上 因此可按几何光学的原理判定缺陷位置 超声波在异质介面上将产生反射 折射 波型 转换 利用这些特性 可以获得从缺陷等异质界面反射回来的反射波及不同波型 从而达到探伤的目 的 超声波检测中 由于频率较高 固体中质点的振动是难以察觉的 因为声强与频率的平方成正 比 所以超声波的能量比声波的能量大得多 超声波在固体中容易传播 在固体中超声波的散射程度 取决于晶粒度与波长之比 当晶粒小于波长时 几乎没有散射 在固体中 超声波传输损失小 探测深 度大 22 什么叫AVG曲线 答 根据反射体的反射面积大小 离声源的距离 反射信号的幅度三者之间的关系绘制的曲线 叫做 AVG曲线 23 如果要求检查对接焊缝中的未熔合和小气孔 应采用什么无损检测方法检查 答 超声波和射线二 种方法 24 试比较射线检测与超声波检测两种方法的适用范围和局限性 提示 应从两种方法的灵敏度高低 检测厚度范围 易发现的缺陷形状以及安全防护和经济性等方面 进行比较 25 指出下列四种情况下因为探头斜楔磨损而导 致折射声束轴线方向变化的情况 实线为原始斜 楔面 虚线为磨损後的斜楔面 折射角 a 变大 b 变小 折射声轴线 c 偏 左 d 偏右 26 简述超声波检测仪中 同步电路的主要作用 答 同步电路又称触发电路 它每秒钟产生数十至数 千个触发脉冲 触发探伤仪的扫描电路 发射电路等 使之步调一致 有条不紊地工作 因此 同步电 路是整个探伤仪的指挥 中枢 27 超声波检测仪发射电路中的阻尼电阻有什么作用 答 改变阻尼电阻的阻值可改变发射强度 阻值 大发射强度高 发射的声能多 阻尼电阻阻值小 则发射强度低 但改变阻值也会改变探头电阻尼大 小 影响分辨力 28 超声波检测仪的接收电路主要由哪几部分组成 答 接收电路由衰减器 射频放大器 检波器和视频放大器等几部分组成 29 超声波检测仪的 抑制 旋钮有什么作用 答 调节 抑制旋钮 可使低于某一电平的信号在荧光 屏上不予显示 从而减少荧光屏上杂波 但使用 抑制 时 仪器的垂直线性和动态范围均会下降 30 超声波检测仪的主要性能指标有哪些 答 超声波检测仪性能是指仅与仪器有关的性能 主要有水 平线性 垂直线性和动态范围等 水平线性 也称时基线性或扫描线性 是指检测仪扫描线上显示的 反向波距离与反射体距离成正比的程度 水平线性的好坏以水平线性误差表示 垂直线性 也称放大 线性或幅度线性 是指检测仪荧光屏上反射波高度与接收信号电压成正比的程度 垂直线性的好坏以垂 直线性误差表示 动态范围 是检测仪荧光屏上反射波高从满幅 垂直刻度100 降至消失时 最小 可辩认值 仪器衰减器的变化范围 以仪器的衰减器调节量 dB数 表示 31 简述超声波检测系统的主要性能指标有哪些 答 系统性能是仪器 电缆 探头特性的综合反映 即检测仪和探头的组合性能 主要有信噪比 灵敏 度余量 始波宽度 盲区和分辩力 信噪比 是检测仪荧光屏上界面反向波幅与最大杂波幅度之比 页码 3 9初 2007 11 5file L 初中级考题 问答题 htm 以dB数表示 灵敏度余量 也称综合灵敏度 是指探测一定深度和尺寸的反射体 当其反射波高调到 荧光屏指定高度时 检测仪剩余的放大能力 以此时衰减器的读数 dB 表示 始波宽度 也称始波 占宽 它是指发射脉冲的持续时间 通常以一定灵敏度条件下 荧光屏水平 0 刻度至始波后沿与垂 直刻度20 线交点间的距离所相当的声波在材料中传播距离来表示 盲区 是探测面附近不能探出缺 陷的区域 以探测面到能够探出缺陷的最小距离表示 分辨力 是在检测仪荧光屏上能够把两个相邻 缺陷作为两个反射信号区别出来的能力 分辩力可分为纵向分辩力和横向分辩力 通常所说的分辩力是 指纵向分辩力 一般以相距6mm或9mm的两个反射面反射波幅相等时 波峰与波谷比值的dB数表示 32 什么是底面多次回波法 该法主要用于哪些场合 答 依据底面回波次数 判断试件有无缺陷和缺 陷严重程度的探伤法称为底面多次回波法 主要用于 缺陷回波法不便实施 要求检出灵敏度较低的 场合 工件厚度不大 形状简单 探测面与底面平行的场合 有时作为辅助手段 配合缺陷回波法 或底面回波高度法判定缺陷情况 33 什么叫探伤灵敏度 常用的调节探伤灵敏度的方法有几种 答 探伤灵敏度是指在确定的探测范围的最大声程处发现规定大小缺陷的能力 有时也称为起始灵敏度 或评定灵敏度 通常以标准反射体的当量尺寸表示 实际探伤中 常常将灵敏度适当提高 后者则称为 扫查灵敏度或探测灵敏度 调节探伤灵敏度常用的方法有试块调节法和工件底波调节法 试块调节法包 括以试块上人工标准反射体调节和水试块底波调节两种方式 工件底波调节法包括计算法 AVG曲线 法 底面回波高度法等多种方式 34 焊缝斜角探伤中 定位参数包括哪些主要内容 答 缺陷位置的记录应包括下列各项 缺陷位置的纵坐标 沿焊缝方向缺陷位置到焊缝探伤原点或检 验分段标记点的距离 记录时应规定出正方向 缺陷深度 缺陷到探测面的垂直距离 缺陷水平距 离 缺陷在探测面上的投影点到探头入射点的距离 也称作探头缺陷距离 有时以简化水平距离代之 即缺陷在探测面上投影点到探头前沿的距离 亦称缺陷前沿距离 探头焊缝距离 探头入射点到焊缝 中心线的距离 缺陷位置的横坐标 缺陷在探测面上投影点到焊缝中心线的距离 记录时应规定的正 方向 其数值可以从 两参数之差求得 实际探伤中 由于焊缝结构形式不同 缺陷定位时 可依 据标准或检验规程的要求 记录以上全部或部分参数 35 何谓缺陷定量 简述缺陷定量方法有几种 答 超声波探伤中 确定工件中缺陷的大小和数量 称 为缺陷定量 缺陷的大小包括缺陷的面积和长度 缺陷的定量方法很多 常用的有当量法 底波高度法 和测长法 36 什么是当量尺寸 缺陷的当量定量法有几种 答 将工件中自然缺陷的回波与同声程的某种标准反射体的回波进行比较 两者的回波等高时 标准反 射体的尺寸就是该自然缺陷的当量尺寸 当量仅表示对声波的反射能力相当 并非尺寸相等 当量法包 括 试块比较法 将缺陷回波与试块上人工缺陷回波作比较对缺陷定量的方法 计算法 利用规则 反射体的理论回波声压公式进行计算来确定缺陷当量尺寸的宣方法 AVG曲线法 利用通用AVG曲线或 实用AVG曲线确定缺陷当量尺寸的方法 37 什么是缺陷的指示长度 测定缺陷指示长度的方法分为哪两大类 答 按规定的灵敏度基准 根据探头移动距离测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度 测定缺陷指示长度 的方法分为相对灵敏度法和绝对灵敏度法两大类 相对灵敏度法 是以缺陷最高回波为相对基准 沿 缺陷长度方向移动探头 以缺陷波辐降低一定的dB值的探头位置作为缺陷边界来测定缺陷长度的方法 绝对灵敏度法 是沿缺陷长度方向移动探头 以缺陷波幅降到规定的测长灵敏度的探头位置作为缺陷 边界来测定长度的方法 38 什么是缺陷定量的底波高度法 常用的方法有几种 答 底波高度法是利用缺陷波与底波之比来衡 量缺陷相对大小的方法 也称作底波百分比法 底波高度法常用两种方法表示缺陷相对大小 F B法和 F BG法 F B法 是在一定灵敏度条件下 以缺陷波高F与缺陷处底波高B之比来衡量缺陷的相对大小 的方法 F BG法 是在一定灵敏度条件下 以缺陷波高F与无缺陷处底波高BG之比来衡量缺陷相对大小 的方法 底波高度法只能比较缺陷的相对大小 不能给出缺陷的当量尺寸 39 何谓钢板探伤的多次重合法 答 钢板水浸 或局部水浸 探伤时 为避免水层界面多次回波与钢 板多次底波相互干扰 调整水层厚度 使水层界面回波与某次钢板底波复合 这种方法就称为多次重合 法 当界面回波与钢板第二或三 四次底波重合时 则分别称为二次或三 四次重合法 40 为什么钢板探伤的多次重合法一般不推荐采用一次重合法 答 一次重合法时 界面各次回波分别 与钢板底波一一重合 此时 由于钢板底波的位置经常有水层界面波存在 探伤过程中 难以观察到钢 板底波的衰减或消失情况 因而无法根据底波衰减或消失情况来判定缺陷情况 所以一般不采用一次重 合法探伤 41 简要说明钢板探伤中 引起底波消失的几种可能情况 答 表面氧化皮与钢板结合不好 近表 面有大面积的缺陷 钢板中有吸收性缺陷 如疏松或密集小夹层 钢板中有倾斜的大缺陷 42 锻件探伤中 利用锻件底波调节探伤灵敏度有什么好处 对锻件有何要求 答 优点 可不考虑探伤面耦合差补偿 可不考虑材质衰减差补偿 可不使用试块 要求 工 页码 4 9初 2007 11 5file L 初中级考题 问答题 htm 件厚度应大于3N 工件底面应与探伤面平行 如为曲面应进行修面 工件底面应光滑平整 且不得 与其他透声物质接触 43 焊缝检验中 一次波法 与 直射法 是否为同一概念 答 是同一概念 一次波法 是指在斜角探伤中 超声束不经工件底面反射而直接对准缺陷的探测方 法 亦称为直射法 探头的移动范围一般为跨距 焊缝实际扫查中 往往从焊缝边缘起移动到超过跨距 一定距离 44 有人说 焊缝检验中的 一次波法 与 一次反射法 是一回事 这种说法对吗 答 不对 一 次反射法 又称 二次波法 是指在斜角探伤中 超声波在工件底面只反射一次而对准缺陷的探测方 法 探头移动范围一般为跨距 实际检验中厚板焊缝时 往往一 二次波法联合使用 故探头应从焊缝 边缘起移动到超过1跨距一定距离 45 前沿距离 这一术语是否表示缺陷前沿距离 答 不是 前沿距离 表示从斜探头入射点到探 头底面前端的距离 是斜探头的参数之一 缺陷前沿距离 表示从斜探头前端到缺陷在探伤面上投影 点的距离 有时它可代替 水平距离 作为缺陷的一个位置参数 在国内也常称其为 简化水平距 离 46 水平距离 与 探头焊缝距离 在数值上相等吗 答 除非缺陷定位在焊缝中心线上 否则一般两者在数值上并不相同 水平距离 亦称 探头缺陷距 离 表示从斜探头入射点到缺陷在探伤面投影点的距离 它是缺陷的位置参数之一 探头焊缝距 离 表示在探伤面上从斜探头入射点到焊缝中心线的距离 比较两者的数值 可以得出缺陷相对于焊缝 中心线的位置 有助于对缺陷的识别 47 简述焊缝探伤中 选择探头折射角应依据哪些原则 答 探头折射角的选择应从以下三个方面考 虑 能使声束扫查到整个焊缝截面 能使声束中心线尽量与焊缝中主要缺陷垂直 保证有足够的 探伤灵敏度 48 焊缝探伤时 斜探头的基本扫查方式有哪些 各有什么主要作用 答 锯齿形扫查 是前后 左右 转角扫查同时并用 探头作锯齿形移动的扫查方法 可检查焊缝中有 无缺陷 左右扫查 探头沿焊缝方向平行移动的扫查方法 可推断焊缝纵向缺陷长度 前后扫查 推断 缺陷深度和自身高度 转角扫查 判定缺陷方向性 前后 左右 转角扫查同时进行 可找到缺陷最大 回波 进而判定缺陷位置 环绕扫查 推断缺陷形状 平行 斜平行扫查及交叉扫查 探测焊缝及热影 响区横向缺陷 串列式扫查 探测垂直于探伤面的平面状缺陷 49 超声波探伤报告的主要内容有哪些 被检产品的基本状况 探伤方法 探伤条件 验收标准 探伤 结论 操作者 审核人 探伤日期 50 正确的选用耦合剂应注意哪些问题 答 正确地选用耦合剂 应注意以下几点 耦合剂的声阻抗 尽量与被检材料的声阻抗相近 无气泡和固体微粒 无腐蚀和无毒 有一定粘度和流动性 51 超声波检测仪主要由哪几部分组成 答 主要由 同步电路 发射电路 接收电路 水平扫描电路 显示器和电源等部分组成 52 简述A型超声波检测仪的工作过程 答 仪器的工作过程是 仪器的同步电路产生方波 同时触发发射电路 扫描电路和定位电路 发射电 路被触发后 激发探头产生一个衰减很快的超声脉冲 这脉冲经耦合传送到工件内 遇到不同介质的界 面时 产生回波 回波反射到探头后 被转换成电信号 仪器的接收电路对这些信号进行放大 并通过 显示电路在荧光屏上显示出来 53 发射电路的主要作用是什么 答 由同步电路输入的同步脉冲信号触发发射电路工作 产生高频电 脉冲信号 激励晶片产生高频机械振动 并在介质内产生超声波 54 发射电路中的闸流管 或可控硅 起什么作用 如果用普通电子管 或硅整流管 代替行不行 答 发射电路中的闸流管 或可控硅 起电子开关作用 它产生激励晶片的电脉冲信号 不能用普通电 子管 或硅整流管 代替 55 同步信号发生器主要起什么作用 它主要控制哪两部分电路工作 答 同步电路产生脉冲信号 用以触发仪器各部分电路同时协调工作 它主要控制同步发射和同步扫描 两部分电路 56 超声波探头起什么作用 探头晶片是由哪些材料制成的 答 探头在超声波探伤中起能量转换作用 是将电能 声能相互转换的器件 探头晶片材料用压电陶瓷 如钛酸钡 BaTiO3 锆钛酸铅 PbTiO3 和压电单晶 如石英 SiO2 碘酸锂 LiIO3 铌酸锂 LiNbO3 制作 57 使用横孔作为标准反射体有哪些优点 答 加工方便 适用于各种角度和类型的探头 58 画出斜探头的结构示意图 并标出主要部件名称 标准图略 主要部件应包括 压电晶片 压电 页码 5 9初 2007 11 5file L 初中级考题 问答题 htm 晶片接地环或接地极 高频引线 外壳 接插口 吸收块 斜楔 斜楔上的消声槽等 59 脉冲反射探伤法对探头晶片有什么要求 答 转换效率要高 尽可能降低转换损失 以获得较高 的灵敏度 宜选用Kt 机电耦合系数 大的晶片 脉冲持续时间尽可能短 即在激励晶片后能迅速回 复到静止状态 以获得较高的纵向分辩力和较小的盲区 要有好的波形 以获得好的频谱包迹 声 阻抗适当 晶片与被检材料的声阻抗尽量接近 水浸法探伤时 晶片应尽量与水的声阻抗相近 以获得 较高的灵敏度 高温探伤时 居里点温度要高 制造大尺寸 直径 探头时 应选择介电常数小的 晶片 探头实际中心频率与名义频率之间误差小 频谱包络无双峰 60 钢板探伤中 底波消失 可能是由于什么原因造成的 答 近表面大缺陷 吸收性缺陷 或疏松和密集小夹层 倾斜大缺陷 氧化皮与钢板结合不 好 61 钢板的超声波检测为什么通常都要采用直探头 答 由于板材为轧制而成