第三章超声波题库

1、第三章 一、是非题 3.1 超声波探伤中，发射超声波是利用正压电效应，接收超声波是利用逆压电效应。 ( ) 3.2 增益 100dB 就是信号强度放大 100 倍。 ( ) 3.3 与锆钛酸铅相比，石英作为压电材料有性能稳定、机电耦合系数高、压电转换能量损失小等优点。 ( ) 3.4 与普通探头相比，聚焦探头的分辨力较高。 ( ) 3.5 使用聚焦透镜能提高灵敏度和分辨力，但减小了探测范围。 ( ) 3.6 点聚焦探头比线聚焦探头灵敏度高。 ( ) 3.7 双晶探头只能用于纵波检测。 ( ) 3.8 B 型显示能够展现工件内缺陷的埋藏深度。 ( ) 3.9 C 型显示能展现工件中缺陷的长度和宽

2、度，但不能展现深度。 ( ) 3.10 通用 AVG 曲线采用的距离是以近场长度为单位的归一化距离，适用于不同规格的 探头。 3.11 在通用 AVG 曲线上，可直接查得缺陷的实际声程和当量尺寸。 ( ) 3.12 A 型显示探伤仪，利用 D.G.S 曲线板可直观显示缺陷的当量大小和缺陷深度。 3.13 衰减器是用来调节探伤灵敏度的，衰减器读数越大，灵敏度越高。（） 3.14 多通道探伤仪是由多个或多对探头同时工作的探伤仪。 ( ) 3.15 探伤仪中的发射电路亦称为触发电路。 ( ) 3.16 探伤仪中的发射电路亦可产生几百伏到上千伏的电脉冲去激励探头晶片振动。 ( ) 3.17 探伤仪的扫

3、描电路即为控制探头在工件探伤面上扫查的电路。 ( ) 3.18 探伤仪发射电路中的阻尼电阻的阻值愈大，发射强度愈弱。 ( ) 3.19 调节探伤仪“深度细调”旋钮时，可连续改变扫描线扫描速度。 ( ) 3.20 调节探伤仪“抑制”旋钮时，抑制越大，仪器动态范围越大。 ( ) 3.21 调节探伤仪“延迟”旋钮时，扫描线上回波信号间的距离也将随之改变。 ( ) 3.22 不同压电晶体材料中声速不一样，因此不同压电材料的频率常数也不相同。 ( ) 3.23 不同压电材料的频率常数不一样，因此用不同压电材料制作的探头其标称频率不可能相同。( ) 3.24 压电晶片的压电应变常数(d33)大，则说明该晶

4、片接收性能好。 ( ) 3.25 压电晶片的压电电压常数(g33)大，则说明该晶片接收性能好。 ( ) 3.26 探头中压电晶片背面加吸收块是为了提高机械品质因子 m，减少机械能损耗。 ( ) 3.27 工件表面比较粗糙时，为防止探头磨损和保护晶片，宜选用硬保护膜。 ( ) 3.28 斜探头楔块前部和上部开消声槽的目的是使声波反射回晶片处，减少声能损失。 ( ) 3.29 由于水中只能传播纵波，所以水浸探头只能进行纵波探伤。 ( ) 3.30 双晶直探头倾角越大，交点离探测面距离愈远，覆盖区愈大。 ( ) 3.31 斜探头前部磨损较多时，探头的 K 值将变大。 ( ) 3.32 利用 IIW

5、试块上 50mm 孔与两侧面的距离，仅能测定直探头盲区的大致范围。( )3.33 当斜探头对准 IIW2 试块上 R50 曲面时，荧光屏上的多次反射回波是等距离的。 ( ) 3.34 中心切槽的半圆试块，其反射特点是多次回波总是等距离出现。 ( ) 3.35 与 IIW 试块相比 CSK-1A 试块的优点之一是可以测定斜探头分辨力。 ( ) 3.36 调节探伤仪的“水平”旋钮，将会改变仪器的水平线性。 ( ) 3.37 测定仪器的“动态范围”时，应将仪器的“抑制”、“深度补偿”旋钮置于“关”的位置。 ( ) 3.38 盲区与始波宽度是同一概念。 ( ) 3.39 测定组合灵敏度时，可先调节仪器

6、的“抑制”旋钮，使电噪声电平10%，再进行测试。 ( ) 3.40 测定“始波宽度”时，应将仪器的灵敏度调至最大。 ( ) 3.41 为提高分辨力，在满足探伤灵敏度要求情况下，仪器的发射强度应尽量调得低一些。3.42 脉冲重复频率的调节与被探工件厚度有关，对厚度大的工件，应采用较低的重复频率。3.43 双晶探头主要用于近表面缺陷的探测。 ( ) 3.44 温度对斜探头折射角有影响，当温度升高时，折射角将变大。 ( ) 3.45 目前使用最广泛的测厚仪是共振式测厚仪。 ( ) 3.46 在钢中折射角为 60°u30340X斜探头，用于探测铝时，其折射角将变大。 ( ) 3.47 “发射

7、脉冲宽度”就是指发射脉冲的持续时间。 ( ) 3.48 软保护膜探头可减少粗糙表面对探伤的影响。 ( ) 3.49 水浸聚焦探头探伤工件时，实际焦距比理论计算值大。 ( ) 3.50 声束指向角较小且声束截面较窄的探头称作窄脉冲探头。 ( ) 是非题答案 3.1 × 3.2 × 3.3 × 3.4 3.5 3.6 3.7 × 3.8 3.9 3.10 3.11 × 3.12 3.13 × 3.14 × 3.15 × 3.16 3.17 × 3.18 × 3.19 3.20 × 3.21

8、 × 3.22 3.23 × 3.24 × 3.25 3.26 × 3.27 × 3.28 × 3.29 × 3.30 ×3.31 × 3.32 3.33 × 3.34 3.35 3.36 × 3.37 3.38 × 3.39 × 3.40 × 3.41 3.42 3.43 3.44 3.45 × 3.46 × 3.47 3.48 3.49 × 3.50 × 3.1 A 型扫描显示中，从荧光屏上直接可获得的信息是：(

9、 ) A.缺陷的性质和大小 B.缺陷的形状和取向 C.缺陷回波的大小和超声传播的时间 D.以上都是 3.2 A 型扫描显示，“盲区”是指：( ) A.近场区 B.声束扩散角以外区域 C.始脉冲宽度和仪器阻塞恢复时间 D.以上均是 3.3 A 型扫描显示中，荧光屏上垂直显示大小表示：( ) A.超声回波的幅度大小 B.缺陷的位置 C.被探材料的厚度 D.超声传播时间 3.4 A 型扫描显示中，水平时基线代表：( ) A.超声回波的幅度大小 B.探头移动距离 C.声波传播时间 D.缺陷尺寸大小 3.5 脉冲反射式超声波探伤仪中，产生触发脉冲的电路单元叫做( ) A.发射电路 B.扫描电路 C.同步

10、电路 D.显示电路 3.6 脉冲反射超声波探伤仪中，产生时基线的电路单元叫做( ) A.扫描电路 B.触发电路 C.同步电路 D.发射电路 3.7 发射电路输出的电脉冲，其电压通常可达( ) A.几百伏到上千伏 B.几十伏 C.几伏 D.1 伏 3.8 发射脉冲的持续时间叫：( ) A.始脉冲宽度 B.脉冲周期 C.脉冲振幅 D.以上都不是 3.9 探头上标的 2.5MHz 是指：( ) A.重复频率 B.工作频率 C.触发脉冲频率 D.以上都不对 3.10 影响仪器灵敏度的旋纽有：( ) A.发射强度和增益旋纽 B.衰减器和抑制 C.深度补偿 D.以上都是 3.11 仪器水平线性的好坏直接影

11、响：( ) A.缺陷性质判断 B.缺陷大小判断 C.缺陷的精确定位 D.以上都对 3.12 仪器的垂直线性好坏会影响：( ) A.缺陷的当量比较 B.AVG 曲线面板的使用 C.缺陷的定位 D.以上都对 3.13 接收电路中，放大器输入端接收的回波电压约有( ) A.几百伏 B.100V 左右 C.10V 左右 D.0.0011V 3.14 同步电路每秒钟产生的触发脉冲数为( ) A.12 个 B.数十个到数千个 C.与工作频率相同 D.以上都不对。 3.15 调节仪器面板上的“抑制”旋钮会影响探伤仪的( ) A.垂直线性 B.动态范围 C.灵敏度 D.以上全部 3.16 放大器的不饱和信号高

12、度与缺陷面积成比例的范围叫做放大器的：( ) A.灵敏度范围 B.线性范围 C.分辨力范围 D.选择性范围 3.17 单晶片直探头接触法探伤中，与探测面十分接近的缺陷往往不能有效地检出，这是因为：A.近场干扰 B.材质衰减 C.盲区 D.折射 3.18 同步电路的同步脉冲控制是指：( ) A.发射电路在单位时间内重复发射脉冲次数 B.扫描电路每秒钟内重复扫描次数 C.探头晶片在单位时间内向工件重复辐射超声波次数 D.以上全部都是 3.19 表示探伤仪与探头组合性能的指标有：( ) A.水平线性、垂直线性、衰减器精度 B.灵敏度余量、盲区、远场分辨力 C.动态范围、频带宽度、探测深度 D.垂直极

13、限、水平极限、重复频率 3.20 使仪器得到满幅显示时 Y 轴偏转板工作电压为 80V，现晶片接收到的缺陷信号电压为40mV，若要使此缺陷以 50%垂直幅度显示，仪器放大器应有多大增益量?( ) A.74dB B.66dB C.60dB D.80dB 3.21 脉冲反射式超声波探伤仪同步脉冲的重复频率决定着：( ) A.扫描长度 B.扫描速度 C.单位时间内重复扫描次数 D.锯齿波电压幅度 3.22 线聚焦探头声透镜的形状为（ C ） A.球面 B.平面 C.柱面 D.以上都可以 3.23 探头的分辨力：( ) A.与探头晶片直径成正比 B.与频带宽度成正比 C.与脉冲重复频率成正比 D.以上

14、都不对 3.24 当激励探头的脉冲幅度增大时：( ) A.仪器分辨力提高 B.仪器分辨力降低，但超声强度增大 C.声波穿透力降低 D.对试验无影响 3.25 探头晶片背面加上阻尼块会导致：( ) A.m 值降低，灵敏度提高 B.m 值增大，分辨力提高 C.m 值增大，盲区增大 D.m 值降低，分辨力提高 3.26 为了从换能器获得最高灵敏度：( ) A.应减小阻尼块 B.应使用大直径晶片 C.应使压电晶片在它的共振基频上激励 D.换能器频带宽度应尽可能大 3.27 超声检测系统的灵敏度：( ) A.取决于探头、高频脉冲发生器和放大器 B.取决于同步脉冲发生器 C.取决于换能器机械阻尼 D.随分

15、辨力提高而提高 3.28 换能器尺寸不变而频率提高时：( ) A.横向分辨力降低 B.声束扩散角增大 C.近场长度增大 D.指向性变钝 3.29 一般探伤时不使用深度补偿是因为它会：( ) A.影响缺陷的精确定位 B.影响 AVG 曲线或当量定量法的使用 C.导致小缺陷漏检 D.以上都不对 3.30 晶片共振波长是晶片厚度的（ ）A.2 倍 B.1/2 倍 C.1 倍 D.4 倍 3.31 已知 PZT-4 的频率常数是 2000m/s，2.5MHz 的 PZT-4 晶片厚度约为：( ) A.0.8mm B.1.25mm C.1.6mm D.0.4mm 3.32 在毛面或曲面工件上作直探头探伤

16、时，应使用：( ) A.硬保护膜直探头 B.软保护膜直探头 C.大尺寸直探头 D.高频直探头 3.33 目前工业超声波探伤使用较多的压电材料是：( ) A.石英 B.钛酸钡 C.锆钛酸铅 D.硫酸锂 3.34 双晶直探头的最主要用途是：( ) A.探测近表面缺陷 B.精确测定缺陷长度 C.精确测定缺陷高度 D.用于表面缺陷探伤 3.35 超声波探伤仪的探头晶片用的是下面哪种材料：( ) A.导电材料 B.磁致伸缩材料 C.压电材料 D.磁性材料 3.36 下面哪种材料最适宜做高温探头：( ) A.石英 B.硫酸锂 C.锆钛酸铅 D.铌酸锂 3.37 下面哪种压电材料最适宜制作高分辨力探头：(

17、) A.石英 B.钛酸铅 C.偏铌酸铅 D.钛酸钡 3.38 下列压电晶体中哪一种作高频探头较为适宜( ) A.钛酸钡 B.铌酸锂 C.PZT D.钛酸铅 3.39 表示压电晶体发射性能的参数是( ) A.压电电压常数 g33 B.机电耦合系数 K C.压电应变常数 d33 D.以上全部 3.40 下面关于横波斜探头的说法哪一句是错误的（ C ） A.横波斜探头是由直探头加透声斜楔组成 B.斜楔前面开槽的目的是减少反射杂波 C.超声波在斜楔中的纵波声速应大于工件中的横波声速 D.横波是在斜楔与工件的交界面上产生 3.41 窄脉冲探头和普通探头相比( ) A. 值较小 B.灵敏度较低 C.频带较

18、宽 D.以上全部 3.42 采用声透镜方式制作聚焦探头时，设透镜材料为介质 1，欲使声束在介质 2 中聚焦，选用平凹透镜的条件是( ) A.Z1Z2 B.C1C2 C.C1C2 D.Z1Z2 3.43 探头软保护膜和硬保护膜相比，突出优点是( ) A.透声性能好 B.材质衰减小 C.有利消除耦合差异 D.以上全部 3.44 接触式聚焦方式按聚焦方式不同可分为( D ) A.透镜式聚焦 B.反射式聚焦 C.曲面晶片式聚焦 D.以上都对 3.45 以下哪一条，不属于双晶探头的优点( ) A.探测范围大 B.盲区小 C.工件中近场长度小 D.杂波少 3.46 以下哪一条，不属于双晶探头的性能指标(

19、) A.工作频率 B.晶片尺寸 C.探测深度 D.近场长度 3.47 斜探头前沿长度和 K 值测定的几种方法中，哪种方法精度最高：( ) A.半圆试块和横孔法 B.双孔法 C.直角边法 D.不一定，须视具体情况而定 3.48 超声探伤系统区别相邻两缺陷的能力称为：( ) A.检测灵敏度 B.时基线性 C.垂直线性 D.分辨力 3.49 用以标定或测试超声探伤系统的，含有模拟缺陷的人工反射体的金属块叫：( ) A.晶体准直器 B.测角器 C.参考试块 D.工件 3.50 对超声探伤试块的基本要求是：( ) A.其声速与被探工件声速基本一致 B.材料中没有超过 2mm 平底孔当量的缺陷 C.材料衰

20、减不太大且均匀 D.以上都是 3.51 CSK-A 试块上的 1×6 横孔，在超声远场，其反射波高随声程的变化规律与( )相同。 A.长横孔 B.平底孔 C.球孔 D.以上 B 和 C 选择题答案 3.1 C 3.2 C 3.3 A 3.4 C 3.5 C 3.6 A 3.7 A 3.8 A 3.9 B 3.10 D 3.11 C 3.12 A 3.13 D 3.14 B 3.15 D 3.16 B 3.17 C 3.18 D 3.19 B 3.20 C 3.21 C 3.22 A 3.23 B 3.24 B 3.25 D 3.26 C 3.27 A 3.28 C 3.29 B 3.

21、30 A 3.31 A 3.32 B 3.33 C 3.34 A 3.35 C 3.36 D 3.37 C 3.38 B 3.39 C 3.40 B 3.41 D 3.42 C 3.43 C 3.44 B 3.45 A 3.46 D 3.47 A 3.48 D 3.49 C 3.50 D 3.51 D 第三章 三、问答题 3.1 简述超声波探伤仪中同步电路的作用? 3.2 超声波探伤仪发射电路中的阻尼电阻有什么作用? 3.3 超声波探伤仪的接收电路由哪几部分组成?“抑制”旋钮有什么作用? 3.4 什么是压电晶体?举例说明压电晶体分为几类? 3.5 何谓压电材料的居里点?哪些情况要考虑它的影响?

22、 3.6 探头保护膜的作用是什么?对它有哪些要求? 3.7 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? 3.8 超声波探伤仪主要性能指标有哪些? 3.9 超声波斜探头的技术指标有哪些? 3.10 简述超声探伤系统主要性能指标有哪些? 3.11 对超声波探伤所用探头的晶片材料有哪些要求? 3.12 什么是试块?试块的主要作用是什么? 3.13 试块有哪几种分类方法?我国常用试块有哪几种? 3.14 试块应满足哪些基本要求?使用试块时应注意些什么? 3.15 我国的 CSK-IA 试块与 IIW 试块有何不同? 问答题参考答案 3.1 答：同步电路又称触发电路，它每秒钟产生数十至数千个

23、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”。3.2 答：改变阻尼电阻 Ro 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 Ro 阻值也会改变探头电阻尼大小，影响探头分辩力。3.3 答：（1）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。 （2）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，从而减少荧光屏上的杂波。 但使用“抑制”时，仪器的垂直线性和动态范围均会下降。 3.4 答：（1）某些晶体受到拉力或压力产生变形时，产生交变电场的效应称为正压电效应。在

24、电场的作用下，晶体发生弹性形变的现象，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。 （2）压电晶体分为： 单晶体：如石英、硫酸锂、铌酸锂等。 多晶体：如钛酸钡、钛酸铅，锆钛酸铅(PZT)等。 3.5 答：（1）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 Te 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。 （2）对高温工作进行探伤时，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制作探

25、头。 3.6 答：（1）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。 （2）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。 3.7 答：（1）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、分辨力和信噪比均为有利。 （2）聚焦方法： （3）聚焦形式：点聚焦和线聚焦。 3.8 答：探伤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。 （1）水平线性：也称时基线性或扫描线性，是指探伤仪扫描线上显示的反射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。 （2）垂直线性：也

26、称放大线性或幅度线性，是指探伤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。 （3）动态范围：是探伤仪荧光屏上反射波高从满幅(垂直刻度 100%)降至消失时(最小可辨认值)仪器衰减器的变化范围。以仪器的衰减器调节量(dB 数)表示。 3.9 答：除了频率、晶片材料、晶片尺寸等影响声场性能的指标外，超声波斜探头还有以下技术指标： （1）斜探头的入射点和前沿长度：是指其主声束轴线与探测面的交点，入射点至探头前沿的距离称为探头前沿长度，测定入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的 K值。 （2）斜探头 K 值和折射角 s：斜探头 K 值是指被探工件中横波折

27、射角 s 的正切值，K=tgs。 （3）探头主声束偏离：是指探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度，常用偏离角来表示。 3.10 答：系统性能是仪器、电缆、探头特性的综合反映，即探伤仪和探头的组合性能，主要有信噪比、灵敏度余量、始波宽度、盲区和分辨力。 （1）信噪比：是探伤仪荧光屏上界面反射波幅与最大杂波幅度之比。以 dB 数表示。 （2）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，探伤仪剩余的放大能力。以此时衰减器的读数（dB表示）。（3）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

28、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。 （4）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。（5）分辨力：是在探伤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。分辨力可分为纵向分辨力和横向分辨力。通常所说的分辨力是指纵向分辨力。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。 3.11 答：对晶片材料一般有以下要求： （1）材料厚度方向机电耦合系数 Kt 要大，径向机电耦合系数 Kp 要小，即 Kt/Kp 值要大，从而获得较高的转换效率，有利于提高探测灵敏度和信噪比。 （2

29、）材料机械品质因子宜小一些，使晶片在激励后能很快回到静止状态，使声脉冲持续时间尽可能短，有利于提高纵向分辨力，减小盲区。 （3）晶片激励后所产生的声脉冲应具有良好的波形，其频谱包络线应接近于高斯曲线，有利于改善近场区的声压分布。 （4）晶片材料与被检材料声阻抗应尽量接近，在水浸探伤时，晶片材料与水的声阻抗应尽量接近，以利于阻抗匹配。 （5）对一发一收探头，应选择压电应变常数 d33 大的材料做发射晶片，选择压电电压常数g33 大的材料做接收晶片。 （6）高温探伤应选择居里点高的材料做晶片。 （7）制造大尺寸探头应选择介电常数 小的材料做晶片。 3.12 答：按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样，通常称为试块，试块和仪器、探头一样，是超声波探伤中的重要工具。其主要作用是：1.确定探伤灵敏度，在超声探伤前常用试块上某一特定的人工反射体来调整探伤灵敏度。2.测试仪器和探头的性能，超声波探伤仪