(2025年)超声波检测二级试题库(UT)(含答案)

(2025年)超声波检测二级试题库(UT)(含答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.超声波在钢中传播时，纵波声速约为5960m/s，当探头频率为2.5MHz时，其波长约为（）A.2.38mmB.1.19mmC.0.59mmD.4.76mm答案：A（λ=c/f=5960×10³mm/s÷2.5×10⁶Hz≈2.38mm）2.下列探头中，适用于检测焊缝横向缺陷的是（）A.直探头B.斜探头（K=1）C.双晶直探头D.聚焦探头答案：B（斜探头通过折射横波可检测焊缝中与表面成一定角度的缺陷）3.超声波检测中，耦合剂的主要作用是（）A.减少探头磨损B.排除探头与工件间的空气，提高声能透射率C.增强反射波信号D.降低工件表面粗糙度影响答案：B（空气与固体界面声阻抗差异大，耦合剂填充间隙，减少声能反射损失）4.绘制DAC曲线时，至少需要（）个不同距离的反射体A.2B.3C.4D.5答案：B（通常选取3个不同深度的标准反射体，如Φ3×60、Φ3×100、Φ3×150）5.探头近场区长度N的计算公式为（）（D为晶片直径，λ为波长）A.N=D²/(4λ)B.N=D/(4λ)C.N=4λ/D²D.N=λD²答案：A（近场区长度由晶片尺寸和波长决定，公式为N=D²/(4λ)）6.超声波在介质中传播时，因介质质点内摩擦引起的衰减称为（）A.扩散衰减B.散射衰减C.吸收衰减D.界面衰减答案：C（吸收衰减是介质质点内摩擦导致的能量损失，散射衰减由介质不均匀引起）7.采用斜探头检测焊缝时，缺陷水平距离的计算公式为（）（L为水平距离，h为缺陷深度，K为探头K值）A.L=h×KB.L=h/KC.L=√(h²+K²)D.L=K/h答案：A（K=tanβ=水平距离/深度，故水平距离=深度×K）8.仪器灵敏度余量是指（）A.仪器最大输出功率与最小输入信号的比值B.仪器在基准灵敏度下，能检测到最小缺陷的能力C.仪器示波屏满幅时，接收放大器的剩余增益D.探头与仪器匹配后的最大检测距离答案：C（灵敏度余量定义为：仪器示波屏满幅时，接收放大器尚未使用的增益）9.声束扩散角θ的计算公式为（）（D为晶片直径，λ为波长）A.θ=arcsin(1.22λ/D)B.θ=arccos(λ/D)C.θ=arctan(λ/D)D.θ=arcsin(D/1.22λ)答案：A（圆晶片声束半扩散角公式为θ=arcsin(1.22λ/D)）10.某缺陷回波高度为满幅的50%，基准波高为满幅的80%，则两者dB差为（）A.20lg(50/80)≈-4.0dBB.20lg(80/50)≈4.0dBC.10lg(50/80)≈-2.0dBD.10lg(80/50)≈2.0dB答案：A（dB差=20lg(缺陷波高/基准波高)=20lg(50%/80%)≈-4.0dB）11.以下哪种情况会导致超声波检测盲区增大？（）A.提高探头频率B.减小探头晶片尺寸C.增加仪器抑制功能D.降低检测灵敏度答案：C（仪器抑制功能会抑制近表面小信号，导致盲区增大）12.检测奥氏体不锈钢焊缝时，优先选择的探头频率是（）A.0.5MHzB.2.5MHzC.5MHzD.10MHz答案：A（奥氏体钢晶粒粗大，高频超声波散射衰减严重，低频率（0.5-2MHz）更适用）13.对比试块的主要作用是（）A.校准仪器时基线和灵敏度B.评定仪器分辨率C.确定检测工艺参数D.以上都是答案：D（对比试块用于校准、参数确定及性能评定）14.超声波垂直入射到异质界面时，声压反射率r的计算公式为（）（Z1、Z2为界面两侧声阻抗）A.r=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)B.r=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)C.r=Z2/(Z1+Z2)D.r=Z1/(Z1+Z2)答案：A（垂直入射时，声压反射率r=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)）15.检测厚度为20mm的钢板时，应选择的探头K值为（）A.K0.5B.K1C.K2D.K3答案：B（薄板检测通常选择K1（45°）探头，声束覆盖更均匀）16.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.与声束方向平行的裂纹C.气孔D.夹渣答案：B（裂纹面与声束平行时，反射波极小，易漏检）17.仪器水平线性误差应不大于（）A.1%B.2%C.5%D.10%答案：B（JB/T4730标准规定，水平线性误差≤2%）18.计算缺陷当量时，若采用当量试块比较法，需保证（）A.缺陷与试块反射体尺寸相同B.缺陷与试块反射体声程相同C.缺陷与试块反射体材质相同D.以上都是答案：B（当量比较法基于相同声程下的波高对比）19.超声波检测中，“草状回波”通常由（）引起A.工件表面粗糙B.工件内部晶粒粗大C.耦合剂过多D.仪器增益过高答案：B（粗大晶粒对超声波散射严重，形成密集小信号即“草状波”）20.检测厚度为100mm的锻件时，若要求检测灵敏度为Φ2mm平底孔，需将Φ2mm×100mm试块的回波调至满幅的80%，此时若工件中某缺陷回波为满幅的40%，则该缺陷当量（）A.小于Φ2mmB.等于Φ2mmC.大于Φ2mmD.无法确定答案：A（波高降低，当量小于基准反射体）二、判断题（每题1分，共15分）1.超声波近场内，声压分布不均匀，因此近场内缺陷定量误差较大。（）答案：√（近场区声压存在极大值和极小值，缺陷定位定量准确性低）2.横波检测时，工件表面的表面波不会干扰检测结果。（）答案：×（表面波可能与缺陷波叠加，导致误判）3.超声波衰减系数的单位通常为dB/mm或Np/mm。（）答案：√（衰减系数表示单位距离内的衰减量）4.仪器垂直线性误差越大，对缺陷波高的测量准确性影响越小。（）答案：×（垂直线性差会导致波高与实际声压不成正比，影响定量）5.试块的材质应与被检工件材质相同或相近，以保证声速一致。（）答案：√（材质不同会导致声速差异，影响定位准确性）6.耦合层厚度为λ/4时，声压透射率最高。（）答案：×（耦合层厚度为λ/2时，透射率最高；λ/4时可能产生共振）7.缺陷指示长度的测量方法包括6dB法、端点6dB法和绝对灵敏度法。（）答案：√（三种方法均为标准中规定的缺陷长度测量方法）8.超声波检测盲区是指探头无法检测到的近表面区域，通常与始脉冲宽度有关。（）答案：√（始脉冲覆盖的区域无法显示缺陷波，形成盲区）9.提高探头频率可提高检测分辨率，但会增加材质衰减。（）答案：√（高频波长小，分辨率高；但晶粒散射衰减随频率升高而增大）10.检测奥氏体不锈钢时，使用聚焦探头可改善检测效果。（）答案：√（聚焦探头可减小声束扩散，提高信噪比）11.当工件厚度小于3倍近场区长度时，宜采用多次反射法检测。（）答案：×（近场区检测误差大，薄工件应避免在近场区检测）12.横波检测焊缝时，K值选择需考虑焊缝厚度和缺陷方向。（）答案：√（K值影响声束覆盖范围和缺陷检出率）13.磁粉检测可检出表面缺陷，超声波检测可检出内部缺陷，两者不可互补。（）答案：×（两种方法检测对象不同，可互补）14.缺陷波高相同的情况下，深度越浅的缺陷当量越小。（）答案：√（相同波高时，浅缺陷因扩散衰减小，实际尺寸更小）15.仪器校准后，若检测环境温度变化较大，需重新校准。（）答案：√（温度变化会影响声速和仪器性能，导致定位误差）三、简答题（每题5分，共30分）1.简述超声波检测的基本原理。答案：超声波检测利用高频声波（通常0.5-10MHz）在介质中传播时的反射特性：由探头向工件发射超声波，声波遇到缺陷或底面时反射，仪器接收反射波并显示在示波屏上；通过分析反射波的位置、幅度和形状，判断缺陷的位置、大小和性质。2.直探头与斜探头的主要区别及应用场景。答案：直探头发射和接收纵波，晶片与工件表面垂直，适用于检测与表面平行的缺陷（如厚板、锻件的分层）；斜探头通过楔块使声波折射为横波（或纵波），晶片与工件表面成一定角度，适用于检测与表面成一定角度的缺陷（如焊缝的横向裂纹）。3.绘制DAC曲线的主要步骤。答案：（1）选择与被检工件材质、声速相同的对比试块（如CSK-ⅡA）；（2）校准仪器时基线，确保水平线性误差符合要求；（3）分别探测试块上不同深度的标准反射体（如Φ3×60、Φ3×100、Φ3×150），记录各反射波的波高；（4）以声程为横坐标，波高（dB值）为纵坐标，将各点连接成曲线，即为DAC曲线；（5）根据检测要求，在DAC曲线上加减一定dB值作为评定线、定量线和判废线。4.影响缺陷定量准确性的主要因素有哪些？答案：（1）仪器与探头性能（如垂直线性、探头频率）；（2）缺陷性质（形状、取向、表面粗糙度）；（3）耦合状态（耦合剂厚度、工件表面粗糙度）；（4）声程（近场区影响、扩散衰减）；（5）校准精度（试块选择、时基线校准）；（6）干扰信号（草状波、迟到波）。5.检测前仪器校准的主要内容有哪些？答案：（1）时基线校准（水平线性校准）：确保示波屏水平刻度与实际声程成线性关系；（2）灵敏度校准：调整仪器增益，使标准反射体回波达到规定高度（如满幅80%）；（3）垂直线性校准：验证波高与输入信号的线性关系，确保定量准确性；（4）探头参数校准（如K值、前沿距离）：通过试块测量探头折射角和前沿长度，用于缺陷定位。6.横波检测时，如何选择探头K值？答案：（1）工件厚度：厚工件选择小K值（如K1），避免声束扩散过大；薄工件选择大K值（如K2），确保声束覆盖整个厚度；（2）缺陷方向：检测与表面成45°的缺陷，选择K1（45°）探头；（3）检测范围：K值越大，一次波检测深度越小，需根据焊缝余高和热影响区范围调整；（4）耦合条件：表面粗糙时，大K值探头接触面积小，耦合效果可能变差。四、计算题（每题5分，共15分）1.某直探头晶片直径D=20mm，频率f=2.5MHz，钢中纵波声速cL=5960m/s，计算其近场区长度N。答案：波长λ=cL/f=5960×10³mm/s÷2.5×10⁶Hz≈2.38mm；近场区长度N=D²/(4λ)=20²/(4×2.38)≈42.0mm。2.采用K2斜探头检测厚度δ=25mm的焊缝，探头前沿距离L0=12mm，某缺陷波出现在示波屏水平刻度40mm处（时基线按深度1:1校准），计算缺陷的水平距离和深度。答案：深度h=40mm（时基线1:1，水平刻度对应深度）；水平距离L=L0+h×K=12+40×2=92mm。3