2025年超声波一级试题及答案

2025年超声波一级试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.超声波在钢中的纵波声速约为5960m/s，当使用2.5MHz探头时，其波长为（）A.2.38mmB.1.98mmC.3.12mmD.1.54mm答案：A（λ=v/f=5960×10³mm/s÷2.5×10⁶Hz=2.384mm）2.以下哪种探头主要用于检测与检测面平行或近似平行的缺陷（）A.直探头B.斜探头C.双晶探头D.聚焦探头答案：A（直探头发射纵波垂直入射，适合检测与检测面平行的分层、折叠等缺陷）3.耦合剂的主要作用是（）A.增加探头与工件的摩擦力B.排除探头与工件间的空气，减少声能损失C.提高超声波频率D.降低工件表面粗糙度答案：B（耦合剂填充界面间隙，使超声波有效传入工件）4.超声波检测中，近场区长度N的计算公式为（）（D为晶片直径，λ为波长）A.N=D²/(4λ)B.N=4λ/D²C.N=λD²/4D.N=D/(4λ)答案：A（近场区长度由晶片尺寸和波长决定，公式为N=D²/(4λ)）5.当超声波从钢（Z1=45×10⁶kg/(m²·s)）垂直入射到水（Z2=1.5×10⁶kg/(m²·s)）时，声压反射率约为（）A.93.5%B.96.7%C.89.2%D.99.3%答案：B（反射率r=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)=(45-1.5)/(45+1.5)=43.5/46.5≈0.935，声压反射率为绝对值，约93.5%，但声强反射率为r²≈87.4%，本题问声压反射率，故正确答案为A？需核对公式。实际声压反射率公式为r=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)，当从钢入射到水，Z1>Z2，r=(1.5-45)/(1.5+45)=-43.5/46.5≈-0.935，绝对值93.5%，故正确答案为A）6.以下哪种试块用于测定探头的入射点和折射角（）A.CSK-IAB.CSK-ⅢAC.RB-2D.DAC试块答案：A（CSK-IA试块用于校准仪器水平线性、垂直线性，测定探头入射点、折射角等参数）7.超声波检测中，若缺陷回波高度位于荧光屏满刻度的80%，此时仪器的增益值为40dB，若将增益降低12dB，缺陷回波高度约为（）A.20%B.40%C.10%D.50%答案：A（增益每降低6dB，回波幅度减半；降低12dB即减半两次，80%→40%→20%）8.以下缺陷中，超声波检测最难检出的是（）A.与声束方向垂直的裂纹B.与声束方向平行的片状缺陷C.体积型气孔D.未焊透答案：B（片状缺陷若与声束平行，反射面小，回波低，易漏检）9.超声波检测时，工件表面粗糙度对检测的影响主要表现为（）A.增加耦合层厚度，降低声能透射B.提高超声波频率C.改变超声波传播方向D.缩短近场区长度答案：A（表面粗糙会导致耦合剂层增厚，声能透射损失增加）10.以下关于横波检测的描述，错误的是（）A.横波只能在固体中传播B.横波检测常用于焊缝检测C.横波探头的K值表示折射角的正切值（K=tanβ）D.横波检测时，工件中同时存在纵波和横波答案：D（斜探头通过波形转换产生横波，工件中主要为横波，纵波能量极低可忽略）11.超声波检测仪器的垂直线性是指（）A.荧光屏上波高与输入信号幅度成正比的程度B.扫描线长度与时间成正比的程度C.探头入射点的稳定性D.仪器分辨相邻缺陷的能力答案：A（垂直线性反映波高与信号幅度的线性关系，影响定量精度）12.检测厚度为15mm的钢板时，宜选用的探头频率为（）A.0.5MHzB.2.5MHzC.5MHzD.10MHz答案：C（薄板检测需高频探头以提高分辨率，5MHz较合适）13.以下哪种缺陷的回波特征通常表现为波峰尖锐、波幅高、动态包络较窄（）A.气孔B.夹渣C.裂纹D.未熔合答案：C（裂纹表面较光滑，反射率高，回波尖锐；气孔为球面反射，波幅较低且动态包络较宽）14.超声波检测中，距离-波幅曲线（DAC）的主要作用是（）A.确定缺陷的位置B.评估仪器的分辨力C.对缺陷进行定量D.测定探头的频率答案：C（DAC曲线用于描述不同距离处标准反射体的回波高度，作为缺陷定量的参考）15.当检测奥氏体不锈钢焊缝时，由于晶粒粗大，通常会出现（）A.底波清晰，缺陷波明显B.草状回波增多，信噪比下降C.超声波速度显著提高D.近场区长度缩短答案：B（粗大晶粒会散射超声波，导致草状杂波增加，影响缺陷识别）16.以下关于耦合剂的选择，错误的是（）A.检测粗糙表面时，选用粘度较大的耦合剂B.检测高温工件时，选用水基耦合剂C.检测精密工件时，选用易清洗的耦合剂D.检测不锈钢时，避免使用含氯离子的耦合剂答案：B（高温工件需用高温耦合剂，水基耦合剂易蒸发失效）17.超声波检测中，若发现缺陷回波在荧光屏上的水平刻度为50mm（扫描比例1:1），探头折射角为45°（K=1），则缺陷在工件中的水平距离为（）A.50mmB.25mmC.70.7mmD.100mm答案：A（扫描比例1:1时，水平刻度直接对应水平距离，K=1时水平距离=深度×K，若深度为50mm/K=50mm，但本题水平刻度直接显示水平距离，故为50mm）18.以下关于超声波衰减的描述，正确的是（）A.衰减仅由声束扩散引起B.材料晶粒越细，衰减越小C.频率越低，衰减越大D.横波衰减通常小于纵波答案：B（晶粒粗大导致散射衰减增加，细晶粒材料衰减小）19.检测厚度为30mm的对接焊缝时，宜采用的检测面为（）A.单面双侧B.双面单侧C.单面单侧D.任意方向答案：A（厚度较薄时，单面双侧扫查可覆盖整个焊缝截面）20.超声波检测报告中，不需要记录的信息是（）A.检测人员资格B.工件材质C.探头型号D.检测环境温度答案：D（检测报告需记录人员、工件信息、设备参数等，环境温度非必记项）二、判断题（每题1分，共10分）1.超声波的频率越高，波长越短，穿透能力越强。（）答案：×（频率越高，衰减越大，穿透能力越弱）2.直探头检测时，底面回波越低，说明工件内部缺陷越多。（）答案：×（底面回波低可能是缺陷引起，也可能是耦合不良或工件背面粗糙）3.横波探头的K值越大，折射角越小。（）答案：×（K=tanβ，K值越大，折射角β越大）4.仪器的水平线性误差不超过2%时，可认为满足检测要求。（）答案：√（一级检测要求水平线性误差≤2%）5.检测前需用标准试块校准仪器的时基线和灵敏度。（）答案：√（校准是确保检测准确性的必要步骤）6.气孔的回波通常波幅低、波形较圆钝，动态包络较宽。（）答案：√（气孔为球面反射，回波分散，波幅较低）7.近场区检测时，由于声压分布不均匀，缺陷定量误差较大。（）答案：√（近场区声压存在极大值和极小值，定量不可靠）8.耦合剂的声阻抗应尽量接近工件声阻抗，以减少反射损失。（）答案：√（声阻抗匹配越好，透射率越高）9.未焊透缺陷的回波通常波幅高、位置固定，位于焊缝中心线上。（）答案：√（未焊透为平面缺陷，反射率高，位置在焊缝根部）10.超声波检测不能检测非金属材料。（）答案：×（超声波可检测塑料、陶瓷等非金属，需调整参数）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述超声波垂直入射到异质界面时，声压反射率和透射率的计算公式及影响因素。答案：声压反射率r=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)，透射率t=2Z2/(Z2+Z1)（Z1、Z2为界面两侧介质的声阻抗）。影响因素主要是两侧介质的声阻抗差异，差异越大，反射率越高，透射率越低。2.列举三种常用的超声波检测试块，并说明其主要用途。答案：①CSK-IA试块：用于校准仪器水平线性、垂直线性，测定探头入射点、折射角、前沿距离；②CSK-ⅢA试块：用于绘制距离-波幅曲线（DAC），评估焊缝缺陷定量精度；③RB-2试块：用于检测钢板分层缺陷，测定探头灵敏度和分辨力。3.说明斜探头检测焊缝时，如何确定缺陷的位置（深度、水平距离、自身高度）。答案：①深度（h）：h=S×cosβ（S为声程，β为折射角）；②水平距离（L）：L=S×sinβ或L=h×tanβ（K=tanβ时，L=K×h）；③自身高度：采用6dB法或端点峰值法，移动探头使回波从最高降至半高（-6dB），移动距离即为缺陷高度。4.简述超声波检测中“草状回波”产生的原因及应对措施。答案：原因：材料晶粒粗大（如奥氏体不锈钢、铸件）或内部存在大量微小缺陷（如疏松），导致超声波散射，形成密集的低幅杂波。应对措施：降低检测频率（减少散射）、提高仪器抑制（但需注意抑制过度会丢失小缺陷信号）、采用聚焦探头（提高信噪比）或改用其他检测方法（如射线检测）。5.列举超声波检测仪器日常维护的主要内容。答案：①清洁探头接触面和仪器表面，避免耦合剂残留；②定期检查电缆线是否破损，接头是否松动；③使用后及时充电，避免电池过放电；④长期不用时，存放于干燥、温度适宜的环境（10-30℃，湿度≤70%）；⑤按周期送计量部门校准，确保性能符合标准。四、综合题（每题10分，共20分）1.某压力容器对接焊缝厚度为25mm，材质为Q345R，要求按JB/T4730标准进行超声波检测，试设计检测工艺卡的主要内容。答案：检测工艺卡应包含以下内容：①工件信息：材质（Q345R）、厚度（25mm）、焊缝形式（对接）、表面状态（打磨至Ra≤6.3μm）；②检测设备：仪器（如CTS-2000）、探头（斜探头，频率2.5MHz，K值2.0，晶片尺寸13×13mm）；③试块：CSK-IA（校准仪器）、CSK-ⅢA（制作DAC曲线）；④检测参数：扫描比例（水平1:1或深度1:1）、检测灵敏度（DAC+10dB）；⑤扫查方式：单面双侧扫查，探头沿焊缝两侧平行、斜平行移动，扫查速度≤150mm/s；⑥缺陷评定：按JB/T4730分级，记录缺陷位置、波幅、尺寸；⑦检测人员：Ⅱ级及以上资格；⑧检测日期：实际检测时间。2.某钢板检测中发现一缺陷，其回波高度为满刻度的60%（此时仪器增益为36dB），而距离-波幅曲线（DAC）上同距离处φ3mm平