特种设备超声波二级开卷考试题库及答案

特种设备超声波二级开卷考试题库及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在超声波纵波垂直入射到钢/水界面时，声压反射率最接近下列哪一数值？A.0.02  B.0.20  C.0.50  D.0.94答案：D解析：钢/水界面声阻抗差极大，反射率r取绝对值后最接近0.94。2.2.5MHz、直径20mm的直探头在钢中（c_L=5900m/s）的近场长度约为A.21mm  B.42mm  C.84mm  D.168mm答案：C解析：N其中λ=c/f=5900/2.5×10^6=2.36mm。3.对Φ2mm×20mm长横孔进行AVG法评估时，其规则反射体当量直径与下列哪种反射体最接近？A.Φ1mm平底孔  B.Φ3mm平底孔  C.Φ2mm球孔  D.5mm刻槽答案：B解析：长横孔与平底孔在远场回波声压公式中仅差一常数因子，经验换算Φ2mm横孔≈Φ3mm平底孔。4.在焊缝检测中，为减小表面粗糙引起的耦合损失，优先选择A.高频、大角度  B.低频、小角度  C.高频、小角度  D.低频、大角度答案：B解析：低频衰减小，小角度入射可降低表面散射。5.当斜探头K值为2时，其折射角θ_s约为（钢中c_L=5900m/s，c_S=3200m/s）A.45°  B.56°  C.63°  D.68°答案：C解析：K=tanθ_s，θ_s=arctan2≈63.4°。6.在TOFD检测中，两探头中心距2s=100mm，板厚t=30mm，若要求衍射信号时差Δt≥20ns，则缺陷高度最小值约为A.0.5mm  B.1.0mm  C.1.5mm  D.2.0mm答案：B解析：Δ取θ≈45°，c=5900m/s，解得h≈1mm。7.超声波在材料中的衰减系数α与晶粒尺寸d的关系，当d≪λ时，α主要受哪一项支配？A.散射衰减∝f^4  B.散射衰减∝f^2  C.吸收衰减∝f  D.吸收衰减∝f^0.5答案：A解析：瑞利散射区，α_s=af^4。8.对奥氏体不锈钢焊缝进行超声检测时，为降低草状回波，应优先采用A.纵波双晶探头  B.高阻尼窄脉冲探头  C.低频斜探头  D.长脉冲大角度探头答案：B解析：窄脉冲可提高信噪比，降低粗晶散射噪声。9.在超声相控阵扇扫成像中，若阵元间距p=0.8mm，中心频率f=5MHz，则最大无栅瓣偏转角θ_max约为A.15°  B.25°  C.35°  D.45°答案：B解析：=最接近25°。10.采用底波高度法（BHF）测定衰减时，若第一次底波B1=80%满屏，第二次底波B2=20%，则双声程衰减系数α（dB/m）为A.6  B.12  C.18  D.24答案：C解析：α（设板厚t=50mm，双声程0.1m）。11.在锻件检测中，出现“三角反射”波形最可能的原因是A.中心裂纹  B.白点  C.倾斜大平面缺陷  D.密集夹杂答案：C解析：倾斜大平面导致三次反射路径形成三角回波。12.超声检测中，若仪器垂直线性误差为5%，则对Φ2mm平底孔回波高度的测量误差最大可达A.±5%  B.±10%  C.±15%  D.±20%答案：B解析：垂直线性误差直接叠加，±5%×2=±10%。13.在焊缝单面双侧扫查中，若发现一缺陷深度显示30mm，水平距离120mm，则其垂直高度约为A.5mm  B.10mm  C.15mm  D.20mm答案：B解析：利用相似三角形，h=30×(120-60)/120≈10mm。14.当探头楔块磨损1mm，K值由2.0变为1.9，则其折射角变化量Δθ约为A.1°  B.2°  C.3°  D.4°答案：B解析：θ=arctanK，Δθ≈arctan2-arctan1.9≈2°。15.在超声自动检测系统中，编码器最小步距Δx=0.5mm，若要求扫查分辨率≤1mm，则探头移动速度v与脉冲重复频率PRF应满足A.v≤PRF×1mm  B.v≤PRF×0.5mm  C.v≤PRF×2mm  D.无限制答案：B解析：v/PRF≤0.5mm。16.对于厚度6mm的薄板对接焊缝，推荐的最小探头频率为A.1MHz  B.2MHz  C.4MHz  D.10MHz答案：C解析：薄板需较高频率以保证分辨率，但过高易多重反射，4MHz折中。17.在超声检测中，若缺陷回波前沿与底波前沿重合，则该缺陷位置A.位于表面  B.位于1/2厚度  C.位于底面  D.无法判断答案：A解析：表面缺陷回波与发射脉冲几乎同时出现，与底波重合。18.采用双晶探头检测时，最佳聚焦区一般选择在A.近场区内  B.近场区末段  C.远场区  D.任意位置答案：B解析：双晶探头设计使焦点位于近场末段，提高信噪比。19.在超声C扫描成像中，若像素尺寸0.2mm×0.2mm，探头声束直径1mm，则图像水平分辨率主要受A.像素尺寸  B.声束直径  C.扫描步距  D.仪器带宽答案：B解析：声束直径决定最小可分辨缺陷尺寸。20.当缺陷取向与声束夹角大于半扩散角时，回波幅度急剧下降，该角度称为A.临界角  B.指向角  C.消失角 D.反射角答案：C解析：消失角即缺陷不可检出的极限取向角。21.在超声检测中，若仪器动态范围为30dB，则最大可测平底孔当量直径比最小可测孔大A.2倍  B.3倍  C.5倍  D.10倍答案：C解析：回波高度差30dB对应直径比≈√10≈3.2，最接近5倍（√32）。22.对Φ1mm×10mm横孔进行DAC曲线制作时，若其回波高度为50%，则同一深度Φ2mm横孔回波高度约为A.25%  B.50%  C.100%  D.200%答案：C解析：横孔回波声压∝直径，直径加倍，回波高度翻倍。23.在超声检测中，若出现“迟到波”，其产生原因主要是A.表面波滞后  B.波型转换  C.探头阻尼大  D.仪器死区答案：B解析：纵波在界面转换为横波，速度降低，形成迟到波。24.采用水浸法检测铝件时，若水层厚度30mm，铝厚50mm，则水层回波与铝一次底波时间间隔约为A.10μs  B.20μs  C.30μs  D.40μs答案：B解析：Δt=2×0.03/1480+2×0.05/6300≈20μs。25.在超声检测中，若缺陷指示长度ΔL=20mm，声束宽度W=10mm，则其真实长度修正值约为A.10mm  B.15mm  C.20mm  D.25mm答案：A解析：真实长度≈ΔL-W=10mm。26.在超声相控阵检测中，若采用32阵元、中心频率5MHz、阵元间距0.6mm，则其-6dB声束宽度在聚焦深度100mm处约为A.1mm  B.2mm  C.3mm  D.4mm答案：B解析：≈束宽≈100×0.028=2.8mm，最接近2mm。27.在超声检测中，若仪器发射脉冲宽度为200ns，则其理论轴向分辨率约为A.0.3mm  B.0.6mm  C.1.2mm  D.2.4mm答案：B解析：Δx=cτ/2=5900×200×10^{-9}/2≈0.6mm。28.在超声检测中，若缺陷回波高度比噪声高6dB，则其信噪比为A.6dB  B.12dB  C.3dB  D.1dB答案：A解析：信噪比即回波与噪声高度比，20log(2)=6dB。29.在超声检测中，若采用双探头串列法，两探头间距100mm，板厚40mm，发现一缺陷位于中间，则其深度为A.20mm  B.30mm  C.40mm  D.50mm答案：A解析：串列法缺陷位于声束交点，即1/2板厚。30.在超声检测中，若缺陷回波与底波之间的相位差为180°，则该缺陷最可能是A.气孔  B.夹渣  C.未熔合  D.裂纹答案：D解析：裂纹边缘尖锐，反射相位反转。二、判断题（每题1分，共10分）31.超声纵波在钢中的声速随频率升高而增大。答案：×解析：声速与频率无关。32.在超声检测中，探头K值越大，一次波声程越短。答案：√解析：K大则折射角大，声程缩短。33.超声检测中，底波降低量法可用于定量评价衰减。答案：√解析：底波高度变化直接反映衰减。34.超声相控阵探头阵元越多，栅瓣越严重。答案：×解析：阵元越多，栅瓣抑制越好。35.在超声检测中，表面波不能发现表面开口裂纹。答案：×解析：表面波对表面裂纹敏感。36.超声检测中，缺陷回波高度与缺陷面积成正比。答案：×解析：远场中回波高度与面积成正比，近场不一定。37.超声检测中，双晶探头适用于薄板检测。答案：√解析：双晶探头盲区小，适合薄板。38.超声检测中，DAC曲线需在不同深度制作参考孔。答案：√解析：DAC即距离-幅度曲线。39.超声检测中，迟到波可用于判断缺陷取向。答案：×解析：迟到波与波型转换有关，不直接判断取向。40.超声检测中，TOFD技术可精确测量缺陷高度。答案：√解析：TOFD利用衍射时差，精度高。三、填空题（每空2分，共20分）41.超声纵波在钢中的波长λ=2.36mm（f=2.5MHz），则其频率f=______MHz。答案：2.5解析：λ=c/f，f=c/λ=5900/2.36×10^{-3}=2.5MHz。42.超声检测中，若缺陷回波高度比参考孔低12dB，则其当量面积为参考孔的______倍。答案：0.25解析：-12dB对应高度比0.25，面积比0.25。43.超声检测中，若探头扩散角θ=10°，则其-6dB束宽在距离100mm处为______mm。答案：17.5解析：束宽≈2×100×tan5°≈17.5mm。44.超声检测中，若仪器发射电压由100V提高到200V，则回波高度增加______dB。答案：6解析：电压翻倍，回波高度+6dB。45.超声检测中，若采用水浸法，水层厚度30mm，则水层回波与发射脉冲时间间隔为______μs。答案：40.5解析：t=2×0.03/1480≈40.5μs。46.超声检测中，若缺陷深度50mm，声速5900m/s，则其回波时间______μs。答案：16.9解析：t=2×0.05/5900≈16.9μs。47.超声检测中，若探头K=1.5，板厚30mm，则一次波声程______mm。答案：50解析：声程=t/cosθ=30/cos(arctan1.5)≈50mm。48.超声检测中，若底波高度80%，增益降低6dB后，底波高度变为______%。答案：40解析：-6dB对应高度减半。49.超声检测中，若缺陷指示长度20mm，声束宽度10mm，则其真实长度______mm。答案：10解析：真实长度≈指示长度-声束宽度。50.超声检测中，若采用双晶探头，聚焦深度设为40mm，则其最佳检测区在______mm附近。答案：40解析：双晶探头焦点即最佳检测区。四、计算题（每题10分，共40分）51.用2.5MHz、Φ20mm直探头检测钢锻件（c_L=5900m/s），发现一缺陷回波高度比Φ2mm平底孔低10dB，求该缺陷当量直径。答案：设参考孔直径Φ_0=2mm，回波高度差ΔH=-10dB，当量直径比：=Φ=0.56×2=1.1mm。52.用K2斜探头检测板厚40mm焊缝，发现一缺陷水平距离100mm，深度显示30mm，求其垂直高度。答案：利用相似三角形：h53.用TOFD检测板厚50mm，两探头中心距2s=120mm，缺陷上尖端衍射波时差Δt=25ns，求缺陷高度。答案：hθ=arctan(60/50)=50.2°，h=25×10^{-9}×5900/(2×sin50.2°)≈1.9mm。54.用超声相控阵32阵元、中心频率4MHz、阵元间距0.8mm，聚焦深度80mm，求-6dB声束宽度。答案：λ=5900/4×10^6=1.475mm，孔径L=32×0.8=25.6mm，=束宽=80×0.0507≈4.1mm。五、简答题（每题10分，共30分）55.简述超声检测中草状回波产生原因及抑制措施。答案：草状回波由粗晶散射引起，频率高、晶粒大时严重。抑制措施：选用低