超聲波檢測二級考試試題及答案鄧同新

1、超聲波檢測二級考試試題及答案三.問答題1. 超聲場分為幾個區(qū)域？2. 各個區(qū)域的主要特征是什么？用示意圖注明簡述之提示超聲場是由聲源發(fā)射超聲振動的空間而形成特殊場，它可以根據(jù)超聲在空間各部位聲壓大小不同，形象地用圖示方法表示出來（如下圖a）：超聲場分為近場和遠場兩大部份，其中主聲束以錐體形狀（猶如鮮花主瓣），近場區(qū)內(nèi)主聲束以外的稱為副瓣。主聲束的擴散角按零階貝塞爾函數(shù)計算出其主瓣的錐角范圍，即J1(X)=J1(kasin)，J1(X)有很多根，其中最小的根為X0=3.83，則sin0=3.83/ka=(3.83/2)(/a)=(3.83/)(/2a) sin=1.22(/D) D=2a-晶片直

2、徑，a為半徑，求出0值即為主瓣的擴散角（0），當用J2(X)、J3(X).分別求出第一副瓣、第二副瓣.的擴散角1、2.等（如下圖b），同樣由sin=1.22(/D)求出，當S=b=1.64(D2/4)=1.64N時，主聲束由晶片中心擴散到晶片邊緣的距離（也可用二項式展開證明）（注：也有資料以1.67N為主聲束由晶片中心擴散到晶片邊緣的距離）2.試比較射線探傷與超聲波探傷兩種方法的適用范圍和局限性提示：應(yīng)從兩種方法的靈敏度高低、檢測厚度范圍、易發(fā)現(xiàn)的缺陷形狀以及安全防護和經(jīng)濟性等方面進行比較3何謂波的、干涉現(xiàn)象？什么情況下合成振幅最大？什么情況下合成振幅最??？答：兩列頻率相同，振動方向相同，相位

3、相同或相位差恒定的波相遇時，由于波疊加的結(jié)果，會使某些地方的振動始終互相加強，而另一些地方的振動始互相減弱或完全抵消，這種現(xiàn)象稱為波的干涉，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的波稱為相干波。相干波現(xiàn)象的產(chǎn)生是相干波傳播到各點時波程不同所致。當波程差等于波長的整數(shù)倍時，合成振幅達最大值。當波程差等于半波長的奇數(shù)倍時，合成振幅達最小值。4何謂駐波為什么通常取晶片厚度等于半波長？答：兩列振幅相同的相干波，在同一直線上相向傳播時互相疊加而成的波，稱為駐波。當介質(zhì)厚度等于半波長整數(shù)倍時，會產(chǎn)生駐波。所以取晶片厚度可以形成駐波，產(chǎn)生共振，使合成振幅最大，有利于提高探頭輻射超聲波的效率。5什么是惠更斯原理？它有什么作用？答：惠更

4、斯原理：介質(zhì)中波動傳播到的各點都可以看到是發(fā)射子波的波源，其后任意時刻這些子波的包跡就是新的波陣面。利用惠更斯原理，可以確定不同波源輻射的聲波的形狀和波的傳播方向，可以解釋聲波在均勻和非均勻介質(zhì)中傳播的許多現(xiàn)象。6.什么叫衰減？產(chǎn)生衰減的原因是什么？答：超聲波在介質(zhì)中傳播時，隨著距離的增加，能量逐漸減小的現(xiàn)象叫做超聲波的衰減。超聲波衰減的原因主要有三個： 擴散衰減：超聲波在傳播中，由于聲束的擴散，使能量逐漸分散，從而使單位面積內(nèi)超聲波的能量隨著傳播距離的增加而減小，導(dǎo)致聲壓和聲強的減小。 散射衰減：當聲波在傳播過程中，遇到不同聲阻抗的介質(zhì)組成的界面時，將發(fā)生散亂反射（即散射），從而損耗聲波能量

5、，這種衰減叫散射衰減。散射主要在粗大晶粒（與波長相比）的界面上產(chǎn)生。由于晶粒排列不規(guī)則，聲波在斜傾的界面上發(fā)生反射、折射及波型轉(zhuǎn)換（統(tǒng)稱散射），導(dǎo)致聲波能量的損耗。 粘滯衰減：聲波在介質(zhì)中傳播時，由于介質(zhì)的粘滯性而造成質(zhì)點之間的內(nèi)壁摩擦，從而使一部分聲能變?yōu)闊崮堋Ｍ瑫r，由于介質(zhì)的熱傳導(dǎo)，介質(zhì)的疏、密部分之間進行的熱交換，也導(dǎo)致聲能的損耗，這就是介質(zhì)的吸收現(xiàn)象。由介質(zhì)吸收引起的衰減叫做粘滯衰減。7.什么叫超聲波聲場？反映超聲波聲場特征的重要物理量有哪幾個？什么叫聲壓、聲強、聲阻抗？答：充滿超聲波的空間，或者說傳播超聲波的空間范圍叫做超聲波聲場。聲壓、聲強、聲阻抗是反映超聲波聲場特征的三個重要物理

6、量，稱為超聲波聲場的特征量。超聲波聲場中某一點在某一瞬間所具有的壓強與沒有超聲波存在時，同一點的靜態(tài)壓強之差，稱為聲壓。單位時間內(nèi)穿過和超聲波傳播方向垂直的單位面積上的能量稱為聲強。介質(zhì)中的任何一點的聲壓和該質(zhì)點振動速度之比稱為聲阻抗。8.超聲波檢測利用超聲波的哪些特性？答：超聲波有良好的指向性，在超聲波檢測中，聲源的尺寸一般都大于波長數(shù)倍以上，聲束能集中在特定方向上，因此可按幾何光學的原理判定缺陷位置。超聲波在異質(zhì)介面上將產(chǎn)生反射、折射、波型轉(zhuǎn)換、利用這些特性，可以獲得從缺陷等異質(zhì)界面反射回來的反射波及不同波型，從而達到探傷的目的。超聲波檢測中，由于頻率較高，固體中質(zhì)點的振動是難以察覺的。因

7、為聲強與頻率的平方成正比，所以超聲波的能量比聲波的能量大得多。超聲波在固體中容易傳播。在固體中超聲波的散射程度取決于晶粒度與波長之比，當晶粒小于波長時，幾乎沒有散射。在固體中，超聲波傳輸損失小，探測深度大。9.在超聲波反射法檢測中為什么要使用脈沖波？提示：可使瞬時內(nèi)發(fā)射能量很大，而總能量不大；可做時標用，測量超聲波在工件中的傳播時間，從而對缺陷進行定位；不是單色波，可克服缺陷厚度對超聲波反射率與透過率的影響；可顯著減少入射波與反射波之間干涉區(qū)的長度；從工程技術(shù)上比較容易制造出脈沖波的超聲波檢測儀10.什么叫波的疊加原理？答：波動的下述規(guī)律稱為疊加原理：兩列波在傳播過程中相遇后仍然保持它們各自原

8、有的特性（頻率、波長、振幅等）不變，按照自己原來的傳播方向繼續(xù)前進；在相遇區(qū)域內(nèi)，任意一點的振動為兩列波所引起的振動的合成11.什么叫波的繞射現(xiàn)象？答：波在傳播過程中遇到尺寸可以與波長向比擬的障礙物，或者一個大障礙物上尺寸可與波長比擬的小孔時，能繞過障礙物或穿過小孔繼續(xù)傳播，而不會在障礙物背面產(chǎn)生"陰影"的現(xiàn)象叫做波的繞射現(xiàn)象12.說明超聲波聲場具體分為哪幾個區(qū)域？答：超聲波聲場具體分為四個區(qū)域：主聲束和副瓣-聲源正前方，聲能最集中的錐形區(qū)域即為主聲束，聲源發(fā)射的聲能主要集中在主聲束。聲束副瓣也稱副聲束，通常出現(xiàn)在鄰近探頭晶片的一個區(qū)域內(nèi)，旁側(cè)于主聲束，其軸線傾斜于晶片表面

9、，能量微弱，截面較小，晶片尺寸和波長之比的不同，副瓣的數(shù)量和輻射方向也不相同；近場-指主聲束中心軸線上最后一個聲壓極大值處至晶片表面這一區(qū)域，近場長度用N表示，它取決于晶片的直徑D（或面積AS）和波長，用公式N=(D2-2)/4AS/表示。近場區(qū)鄰近壓電晶片，聲壓分布最不均勻，這是由于該區(qū)域內(nèi)聲波干涉現(xiàn)象最嚴重，因此近場區(qū)也稱干涉區(qū)，干涉現(xiàn)象對探傷有很大影響，探傷時要盡量避免；遠場-近場以外的區(qū)域稱為遠場。遠場中各子波傳播的距離已經(jīng)很遠，相位幾乎相等，各量可以簡單相加，聲壓值隨距離增加而單調(diào)下降。遠場區(qū)的大小由晶片尺寸、波長、介質(zhì)的聲學特性及激勵晶片的電壓決定，實質(zhì)上即與超聲波的發(fā)射功率以及傳

10、聲介質(zhì)特性相關(guān)；未擴散區(qū)-主聲束橫截面與聲源直徑相同之點至近場與遠場分界點的一段區(qū)域稱為未擴散區(qū)，該點至晶片表面的距離約為近場區(qū)長度的1.6倍，該區(qū)域中的平均聲壓可以看作常數(shù)，從該點開始，主聲束擴散，形成錐體。13.現(xiàn)有一合金材料（CL=2.3x106mm/s，CS=1.63x106mm/s），用2.5MHz13x13 tg=2（=63.4°）（有機玻璃-鋼）的斜探頭，能否實現(xiàn)在該材料中的純橫波探傷？如果不能，請說明理由并提出應(yīng)采取什么措施？答：不能，因為不存在第一臨界角，合金材料中始終是縱、橫波同時存在，解決的辦法是使波型轉(zhuǎn)換器（有機玻璃斜楔）的聲速降到C1LC2L的情況，例如改用

11、水楔，此時水-合金材料的第一臨界角為40°，只要水中入射角大于40°即可。14.試從超聲波前進方向的角度出發(fā)，廣義地敘述超聲波在界面上的行為。答：廣義地說，超聲波在異質(zhì)界面上的行為有反射、折射、波型轉(zhuǎn)換或使超聲波束發(fā)生收斂、發(fā)散、繞射及散射。15.在下圖中畫出超聲縱波從鈦合金中以45°斜入射到鋼中的反射與折射情況:C鈦L=6150m/s C鈦S=3150m/s C鋼L=5850m/s C鋼S=3200m/s（標準圖形從略）16.在平板對接焊縫的超聲波檢測中，為什么要用斜探頭在焊縫兩側(cè)的母材表面上進行？答：在焊縫母材兩側(cè)表面進行探測便于檢出焊縫中各個方向的缺陷；便于

12、使用一次、二次聲程掃查整個焊縫截面，不會漏檢；有些缺陷在一側(cè)面發(fā)現(xiàn)后，可在另一側(cè)面進行驗證；一般母材表面光潔度比焊縫高，易于探頭移動掃查，也可省去焊縫打磨的工作量17.在棒材圓周面上進行超聲探傷時,第一次底波與第二次底波之間可見到有兩個遲到波,如下圖所示,請指出這兩個遲到波各是什么波型?（前面為L-L-L波,后面為L-S-L波）18.如何提高近表面缺陷的探測能力？提示：提高近表面缺陷的探測能力應(yīng)從下面三方面著手：用TR探頭；使用窄脈沖寬頻帶探頭；提高探頭頻率，減小晶片尺寸19.畫出下圖中不同情況下聲波的收斂或發(fā)散的情況:自左向右：發(fā)散 收斂 收斂 發(fā)散20.將超聲波直探頭置于IIW1試塊側(cè)面上

13、探測100mm距離的底波,如下圖所示在第一次底波與第二次底波之間前兩個遲到波各是什么波型?（前面為L-L-L波,后面為L-S-L波）21.脈沖反射探傷法對探頭晶片有什么要求？答：轉(zhuǎn)換效率要高，盡可能降低轉(zhuǎn)換損失，以獲得較高的靈敏度，宜選用Kt（機電耦合系數(shù)）大的晶片。脈沖持續(xù)時間盡可能短，即在激勵晶片后能迅速回復(fù)到靜止狀態(tài)，以獲得較高的縱向分辯力和較小的盲區(qū)。要有好的波形，以獲得好的頻譜包跡。聲阻抗適當，晶片與被檢材料的聲阻抗盡量接近，水浸法探傷時，晶片應(yīng)盡量與水的聲阻抗相近，以獲得較高的靈敏度。高溫探傷時，居里點溫度要高。制造大尺寸（直徑）探頭時，應(yīng)選擇介電常數(shù)小的晶片。探頭實際中心頻率與名

14、義頻率之間誤差小，頻譜包絡(luò)無雙峰。22.下圖為CSK-IA試塊示意圖，試述其主要用途提示用于超聲波檢測儀器和探頭的組合性能測試；標定檢測距離，測定斜探頭的前沿距離和折射角；調(diào)節(jié)超聲波檢測儀的相對靈敏度等23.為什么超聲波檢測儀上的衰減器精度用每12dB中的誤差表示？答：衰減器精度一般用標準平底孔試塊進行測試，而平底孔孔徑每增加一倍相差12dB，如2mm與4mm在相同聲程時其反射波高相差12dB，在制造技術(shù)上，因為在示波屏上反射波高按20log規(guī)律變化，即12dB=20log4，或-12dB=20log(1/4)，即波形高度按1:4或4:1之比來測量，基于這兩個原因，故測量衰減器誤差按每12dB

15、的誤差表示，從而容易測量和容易比較（例如對于形衰減器電路，雖然使用"12dB"沒有多少方便之處，但作為超音波檢測儀器的統(tǒng)一指標比較還是需要的），需要指出：在新型的超音波檢測儀上對衰減器精度的衡量已采用每2dB中的誤差表示。24.下圖為超聲波水浸法縱波檢測試件內(nèi)部缺陷的示意圖,試列舉影響缺陷反射波高的諸因素（標準答案從略，考察應(yīng)試者的系統(tǒng)分析能力）25.簡述A型超聲波檢測儀的工作過程答：儀器的工作過程是：儀器的同步電路產(chǎn)生方波，同時觸發(fā)發(fā)射電路、掃描電路和定位電路。發(fā)射電路被觸發(fā)后，激發(fā)探頭產(chǎn)生一個衰減很快的超音脈沖，這脈沖經(jīng)耦合傳送到工件內(nèi)，遇到不同介質(zhì)的界面時，產(chǎn)生回波。

16、回波反射到探頭后，被轉(zhuǎn)換成電信號，儀器的接收電路對這些信號進行放大，并通過顯示電路在熒光屏上顯示出來。26.焊縫超聲波檢測中，干擾回波產(chǎn)生的原因是什么？我們怎樣判別干擾回波？答：焊縫超聲波檢測中，由于焊縫幾何形狀復(fù)雜，由形狀產(chǎn)生干擾回波，另一方面是由于超聲波的擴散、波型轉(zhuǎn)換和改變傳播方向等引起干擾回波。判別干擾回波的主要方法是用計算和分析的方法尋找各種回波的發(fā)生源，從而得知哪些是由于形狀和超聲波本身的變化引起的假信號，通常用手指沾耦合劑敲打干擾回波發(fā)生源、作為驗證焊縫形狀引起假信號的輔助手段。27.焊縫超聲波檢測中，有哪些主要的干擾回波？答：焊縫超聲波檢測中，主要有以下8種干擾回波：加強層干擾

17、回波。焊縫內(nèi)部未焊透反射引起的干擾回波。單面焊襯板引起的干擾回波。焊縫錯邊引起的干擾回波。焊瘤引起的干擾回波。焊偏引起的干擾回波。焊縫表面溝槽引起的干擾回波。油層引起的干擾回波。28.在超聲波檢測中常用的缺陷指示長度測量方法各有什么優(yōu)缺點？提示缺陷指示長度測量方法可分為相對靈敏度法和絕對靈敏度法：相對靈敏度法（即6dB、10dB、20dB法），優(yōu)點是：耦合誤差和衰減影響?。徊皇芑夭ǜ叨扔绊?。缺點是：操作者主觀因素對探傷結(jié)果影響較大；操作誤差大，測量出來的指示長度可能大于缺陷長度；不能實現(xiàn)自動化探傷。絕對靈敏度法，優(yōu)點：主觀性要求低，容易采用機械化；可以比較容易實現(xiàn)自動化探傷。缺點：表面接觸誤差

18、大；回波高度影響大。29.試述來自缺陷本身而影響缺陷回波高度的因素有哪些？提示缺陷本身影響回波高度的因素有：缺陷大?。蝗毕菸恢?；缺陷形狀；缺陷取向；缺陷性質(zhì)；缺陷表面光滑度（平整度）等30.如何選擇焊縫探傷中的斜探頭折射角？答：為使整個焊縫截面不漏檢，選用的折射角必須滿足tg(D+L)/T，式中：D-焊縫寬度；L-探頭前沿長度；T-鋼板厚度31.當用前沿尺寸a=15mm的斜探頭檢查一條板厚T=18mm的平板對接焊縫時，在某個局部長度范圍內(nèi)遇到了焊寬D1=32mm，D2=28mm，余高1=8mm，2=8mm的情況（由補焊造成），將會發(fā)生什么問題？為了選擇合適的折射角，應(yīng)采取哪些措施？請說明理由。

19、答：因為補焊，使D1=32mm，D2=28mm，焊縫加寬（加強層變大，=8mm），故為了不漏檢必須增大探頭折射角，有兩個措施：換用折射角大些的探頭，這里用tg=2.5較適宜；或者將原探頭后部磨去一部分使折射角增大來解決這一問題32何謂三角反射波？它有什么特征？答：用縱波直探頭徑向探測實心圓柱體鍛件或棒材時，由于探頭平面與柱面接觸面小，聲束擴散角增大，擴散聲束可能會在圓柱面上形成三角反射路徑，從而在熒光屏上特定位置出現(xiàn)反射波，這種波即稱為三角反射波。三角反射波一般有二次，均出現(xiàn)在第一次底波B1之后，且位置是固定的，一次是縱波擴散聲束在圓柱面上不發(fā)生波形轉(zhuǎn)換，形成等邊三角形反射，如圓柱體直徑為d，

20、則這一反射波聲程為1.3d；另一次是縱波擴散聲束在一柱體面上發(fā)生波形轉(zhuǎn)換，形成等腰三角形反射，其聲程為1.67d33.采用斜探頭對對接焊縫進行超聲波探傷時，平面型缺陷與非平面型缺陷的判別方法如何？（答案從略）34.為什么反射法探傷采用脈沖超聲波？（答案從略）35.影響外曲率補償系數(shù)的因素有哪些？除提高增益外還有哪些補償辦法？（答案從略）36.用能量守恒或力的平衡觀點證明：在異質(zhì)界面上，聲壓透過率Tp等于1+Rp（聲壓反射率）是正確的 （答案從略）37.請對GB/T3323-2005和JB/T4730.3-2005這兩個標準任選一個談?wù)剬ζ鋬?yōu)缺點及改進意見的看法（答案從略）38.為什么對接焊縫的

21、超聲波探傷一般都是在焊縫兩側(cè)的母材上用斜探頭進行？提示：在焊縫母材兩側(cè)表面進行探測便于檢出焊縫中各個方向的缺陷；便于使用一次、二次聲程掃查整個焊縫截面，不會漏檢；有些缺陷在一側(cè)面發(fā)現(xiàn)后，可在另一側(cè)面進行驗證；一般母材表面光潔度比焊縫高，易于探頭移動掃查，也可省去焊縫打磨的工作量，故此，焊縫探傷都用斜探頭在焊縫兩側(cè)的母材上表面進行39.在什么情況下容易出現(xiàn)幻覺波（即殘響效應(yīng)）？如何加以識別？（答案從略）40.試述脈沖反射式超聲波探傷中影響缺陷回波高度的各種因素 （答案從略）41.采取什么措施可以提高近表面缺陷的檢測能力？提示：提高近表面缺陷的探測能力應(yīng)從下面三方面著手：用TR探頭；使用窄脈沖寬頻

22、帶探頭；提高探頭頻率，減小晶片尺寸42.試述相對靈敏度測長法及絕對靈敏度測長法的優(yōu)缺點提示缺陷指示長度測量方法可分為相對靈敏度法和絕對靈敏度法：相對靈敏度法（即6dB、10dB、20dB法），優(yōu)點是：耦合誤差和衰減影響小；不受回波高度影響。缺點是：操作者主觀因素對探傷結(jié)果影響較大；操作誤差大，測量出來的指示長度可能大于缺陷長度；不能實現(xiàn)自動化探傷。絕對靈敏度法，優(yōu)點：主觀性要求低，容易采用機械化；可以比較容易實現(xiàn)自動化探傷。缺點：表面接觸誤差大；回波高度影響大。43.對焊縫而言，采用射線照相法與超聲波檢驗法各有什么優(yōu)缺點？（答案從略）44.為什么在超聲儀器性能評定中通常只要求測量電噪聲電平，而

23、不要求對電和聲共同引起的噪聲電平進行測量？答：因為在超聲探傷中，聲噪聲要在超聲波的傳播過程中才能產(chǎn)生，若用試塊代替?zhèn)鞑ソ橘|(zhì)，由于目前還沒有建立測量試塊中聲噪聲的理想方法，因此采用不同的塊，可能會得到不同的測量結(jié)果，失去測量意義四. 計算題1.用折射角60°的斜探頭探測坡口角為60°的鋼板對接焊縫,如下圖所示,計算在探頭一側(cè)坡口面發(fā)現(xiàn)坡口面未熔合缺陷處所有反射波型的反射角(CL=5900m/s,CS=3200m/s)（標準答案從略）2.用2.5MHz20mm直探頭對鋼材進行超聲波探傷，求此探頭的近場區(qū)長度和指向角的角度解：設(shè)鋼中縱波波速5900米/秒，則該探頭在鋼中波長=5.

24、9/2.5=2.36mm，近場區(qū)長度N=D2/4=202/4*2.36=42.37mm 由指向角=arcsin(1.22/D)=8.27° 3.用水浸法聚焦探頭垂直探傷法檢驗36x3mm鋼管，已知水層距離為15mm時，聲束焦點與鋼管軸心重合，求有機玻璃聲透鏡的曲率半徑？答：有機玻璃聲透鏡的曲率半徑=15.3mm4.設(shè)某合金與鋼完全結(jié)合，當超聲縱波從合金垂直入射到鋼時，結(jié)合界面的聲壓反射率是多少？鋼底面（與空氣接觸）的聲壓反射率是多少？已知合金厚度30毫米，聲阻抗24.2x106Kg/m2s，鋼板厚度20毫米，聲阻抗45.6x106Kg/m2s解：合金-鋼界面的聲壓反射率rp合金=P合

25、/P0=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=(24.2-45.6)/(24.2+45.6)=-0.303取-30%，負號表示入射聲波與反射聲波相位差180°（相位相反）合金-鋼界面的聲壓透射率tp=2Z2/(Z2+Z1)=2x45.6/(24.2+45.6)=1.3鋼底面聲壓反射率rp鋼=P鋼/Pt=(Z氣-Z鋼)/(Z氣+Z鋼)(Z2+Z1)/2Z2=0.765=76.5%5.如下圖所示，探頭為tg=2，用儀器與鋼試塊比較，測得探頭中S=10mm，計算探頭中a和b的長度。解：因為儀器中測得的S值是相當于鋼中的S值，所以要將S鋼換算成S有機玻璃,即:S有機玻璃/CL有機玻璃=S鋼/CS鋼

26、，S有機玻璃=S鋼·CL有機玻璃/CS鋼=10x2.7/3.2=8.4另外tg=2，=63.4°，sin=CL有機玻璃·sin/CS鋼=2.7·sin63.4°/3.2=0.754，=48.97°，因此：a=cos·S有機玻璃=cos48.97°·8.4=5.5mm b=sin·S有機玻璃=sin48.97°·8.4=6.3mm答：a=5.5mm，b=6.3mm6.用有機玻璃做球面聲透鏡的聚焦探頭,若探頭直徑為20mm，水中焦距f=100mm，求聲透鏡的球面半徑r值。解：已知

27、C有=2700米/秒，C水=1450米/秒，f=100mm，由f=rC1/(C1-C2)，可求得r=46.5mm7.用直徑24mm，頻率2MHz的直探頭檢查外徑500mm，內(nèi)徑100mm的鋼制鍛件，要求缺陷波高F與內(nèi)孔底波高度B的比值在5%以上（包括5%）的缺陷回波都應(yīng)記錄，求所用的探傷靈敏度（以平底孔當量表示）是多少？如果該鍛件的材質(zhì)衰減（雙聲程）為0.02dB/mm，在150mm處發(fā)現(xiàn)一個回波高度為18dB的缺陷，求缺陷當量？（答案從略）8.在前沿長度為10毫米，tg分別為1、2、2.5的三種斜探頭中，哪個適合用于上寬度24mm，下寬度22mm，上加強高5mm，下加強高3mm，板厚25mm

28、的平鋼板對接焊縫檢測？并求出所需要的探頭掃查范圍，若在聲程120mm處（已扣除斜楔聲程）發(fā)現(xiàn)一個缺陷，求缺陷的水平及深度位置。答：選用tg=2的探頭，掃描范圍150mm，缺陷水平距離107.3mm，埋藏深度3.7mm9.在使用tg=2，2.5MHz的斜探頭探測25mm厚度的鋼板對接焊縫時，若用深度距離44mm的6mm橫通孔試塊調(diào)節(jié)靈敏度，要求能在同樣深處發(fā)現(xiàn)2mm平底孔當量的缺陷，則應(yīng)將6mm橫通孔回波提高多少dB？（楔內(nèi)聲程為7mm）答：11dB10.把合金軸瓦浸沒在水中（即鋼套與合金層均與水接觸），用直探頭接觸法在合金層面上垂直入射縱波，檢測粘合質(zhì)量，問：粘合良好處的界面回波和底波之間相差

29、多少分貝？（合金層聲阻抗25x106Kg/m2s，鋼套聲阻抗45x106Kg/m2s，曲率和衰減影響不計）答：4dB11.超聲波從聲阻抗Za=39.3x106Kg/m2s的A介質(zhì)透過Zb=25.5x106Kg/m2s的B介質(zhì)，進入C介質(zhì)的垂直往返過程中，其往返透過率為（-12dB）,若不考慮超聲波在介質(zhì)中的衰減，C介質(zhì)的聲阻抗Zc是多少？答：Zc=1.5x106Kg/m2s12.超聲波從A介質(zhì)通過B介質(zhì)透入C介質(zhì)，在A/B界面上產(chǎn)生一個聲壓為PA的回波，在B/C界面上產(chǎn)生一個聲壓為PB的回波，已知：A、B、C三種介質(zhì)的聲阻抗分別為ZA=26.8x106Kg/m2s；ZB=18.3x106Kg/

30、m2s；ZC=2.4x106Kg/m2s，在不考慮三種介質(zhì)衰減情況下，求PB比PA高多少分貝？解：在A/B界面上有PA/P0=(ZB-ZA)/(ZB+ZA)，則PA=P0(ZB-ZA)/(ZB+ZA)，在A/B界面上的透射聲壓Pt即為B/C界面的入射聲壓，則Pt/P0=2ZB/(ZB+ZA)，Pt=P02ZB/(ZB+ZA)，在B/C界面上反射聲壓PB應(yīng)為：PB/Pt=(ZC-ZB)/(ZC+ZB),即PB=Pt(ZC-ZB)/(ZC+ZB)，在B/A界面的透過聲壓為：PB'=PB2ZA/(ZB+ZA)=P04ZAZB/(ZB+ZA)2(ZC-ZB)/(ZC+ZB)因此：20log(P

31、B'/PA)=.12dB13.用直探頭探測一個厚度為350mm的鋼制鍛件，在150mm處發(fā)現(xiàn)一個平底孔當量為2mm的缺陷，該缺陷回波高度比基準波高要高出8dB，求所用的探傷靈敏度。答：所用的探傷靈敏度為3mm平底孔當量14.用一個鋼中折射角63.4°的斜探頭檢查橫波速度2250米/秒，厚度20毫米的銅合金板材，已知探傷儀的時基線按銅合金試塊1:1聲程定位，現(xiàn)在時基線70mm處發(fā)現(xiàn)缺陷回波，該缺陷的水平距離與埋藏深度各為多少？解：先求該探頭在銅合金中的折射角：sin2=(2250/2700)sin=(2250/2700)(2700/3230)sin1，求得2=38.5°

32、;(擇探頭斜楔的縱波聲速2700米/秒，鋼中橫波聲速3230米/秒)；埋藏深度h=70cos2-2*20=14.8mm；水平距離L=70sin2=43.5mm15.某鋼制轉(zhuǎn)子鍛件外徑950mm，內(nèi)徑150mm，在用20mm,2.5MHz直探頭在其外圓周表面探傷時，要求用底波校正探傷靈敏度，使其能檢出2mm平底孔當量的缺陷，應(yīng)把底波從基準波高提高多少分貝？若在280mm深度處發(fā)現(xiàn)一個缺陷，缺陷回波比基準波高出13分貝，該缺陷當量多大？(設(shè)鋼中縱波聲速5900米/秒)解：壁厚S1=(950-150)/2=400mm，波長=5.9/2.5=2.36mm 底波法調(diào)整探傷靈敏度 dB=20lg(2/2S

33、1)=-43.5-44dB(需把底波從基準波高提高44分貝：先將儀器上衰減器儲存44dB，將探頭平穩(wěn)耦合在工件外圓周面上得到穩(wěn)定的底波，通過增益調(diào)整底波高度為基準波高，例如50%，然后釋放衰減器44dB,即為探測400mm深處2mm平底孔當量缺陷的探測靈敏度，注：因為直接在工件上調(diào)整底波，在調(diào)整增益時儀器已經(jīng)自動補償了曲率影響，因此不需另加曲率補償計算值，這與先在大平底上調(diào)整再加曲率補償?shù)姆椒ㄊ遣煌?缺陷定量 db=40lg(/2)(400/280) db=13 =2.96mm16.有一鋼制零件厚度400毫米，用2.5MHz、20mm直徑的直探頭，2mm靈敏度作超聲探傷發(fā)現(xiàn)距離探測面200毫米處有一缺陷，其反射波衰減26dB后達到基準波高，求該缺陷的平底孔當量直徑是多少？解：缺陷定量 db=40lg(/2)(400/200)