超声问答题

1、超声检测中利用超声波的哪些主要特性？答：超声检测中利用超声波的主要特性有：超声波能量高、方向性好、穿透力强、与界面产生反射、折射和波形转换。

2、什么是波动的波长、频率和波速？用什么符号来表示？三者之间的关系是什么？答：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，用λ表示。

在波动过程中，任意给定质点在一秒钟内所通过的完整波的个数称为波动频率，用f表示。

波在单位时间内所传播的距离称为波速，用c表示。

三者之间的关系式c=λf。

3、什么是纵波、横波和表面波？常用什么符号来表示？并简述以上各波形的质点运动轨迹？答：介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波，称为纵波，用L表示。

介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，称为纵波，用S表示。

当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质表面传播的波，称为表面波，用R表示，表面波在介质表面传播时，介质表面质点做椭圆运动，椭圆的长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向。

4、影响超声波在介质中传播速度的因素有哪些？答：影响超声波在介质中传播速度的主要因素是介质的弹性模量和密度。

不同波形在同一介质中的声速是不同的，有限尺寸的工件有可能会使声速变慢，兰姆波还与波型模式有关，温度也会影响波速。

5、在常规超声检测中测量超声波声速的方法有哪些？答：在常规超声检测中测量超声波声速的方法有超声检测仪测量法，测厚仪测量法和示波器测量法。

6、什么是波的干涉？波的干涉对超声检测有什么影响？答：两列频率相同，振动方向相同，位相相同或位相差恒定的波相遇时，该处介质中某些质点的振动互相加强，而另一些地方的振动互相减弱或完全抵消的现象叫做波的干涉。

在超声检测中，由于波的干涉，是超声波源附近出现声压极大值和极小值，影响缺陷定量。

7、什么是波的迭加原理？答：当几列波在同一介质中传播时，如果在空间某处相遇，则相遇处质点的振动式各列波引起振动的合成，在任意时刻该质点的位移是各列波引起位移的矢量和。

几列波相遇后仍保持自己原有的频率、波长、振动方向等特性并按原来的传播方向继续前进，好像在各自途中没有遇到其他波一样，这就是波的叠加原理，又称波的独立性原理。

8、什么叫超声场？主要有哪些特征值？答：充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质，称为超声场。

超声场特征值主要有声压、声强和声阻抗。

9、什么是超声波的声压？用什么来表示？答：超声场中某一点在某一刻所具有的压强P1与没有超声存在时的静态压强P0之差，称为该点的声压。

用P表示，P=P1-P0。

10、超声波垂直入射到两介质的界面时声压往复透过率与什么有关？往复透过率对超声检测有什么影响？答：超声波垂直入射到两介质的界面时声压往复透过率与界面两侧介质的声阻抗有关，与从何种介质入射到界面无关。

界面两侧的声阻抗差越小，声压往复透过率就越高，反之就越低。

往复透过率高低直接影响超声检测灵敏度高低，往复透过率就越高，超声检测灵敏度高，反之超声检测灵敏度低。

11、什么是超声波的衰减？简述超声衰减的种类和原因？答：超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，超声波能量逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。

衰减的种类和原因：（1）扩散衰减：由于声束的扩散，随着传播距离的增加，波束截面愈来愈大，从而使单位面积上的能量逐渐减少，这种衰减叫扩散衰减。

扩散衰减主要取决于波陈面的几何形状，与传播介质的性质无关。

（2）散射衰减：超声波在传播过程中，遇到由不同声阻抗介质组成的界面时，发生散射，使声波原传播方向上的能量减少。

这种衰减称为散射衰减。

材料中晶粒粗大是引起散射衰减的主要因素。

（3）吸收衰减：超声波在介质中传播时，由于介质质点间的内摩擦和热传导等因素，使声能转换成其他能量。

这种衰减称为吸收衰减。

散射衰减和吸收衰减与介质的性质有关，因此统称为材料衰减。

12、什么是超声场的近场区？答：在超声波波源附件轴线上由于波的干涉形成的一系列声压极大极小值的区域，称为超声场的近场区。

13、在超声检测中，为什么要尽量避免在近场区进行缺陷定量？答：在超声检测中，由于近场区存在声压极大极小值，处于声压极大值处的小缺陷回波肯那个较高，处于声压极小值处的大缺陷回波可能又较低，且波型属平面波，反射声压与距离无关，因此对缺陷的当量不能有效测定，所以应尽量避免在近场区进行缺陷定量。

14、圆盘声源超声场在近场区有什么特点？答：圆盘声源超声场在近场区特点是：超声场的近场区内，声压极大值和极小值的个数是有限的；近场区长度与波源面积成正比，与波长成反比；近场区的存在对超声检测不利，甚至可能漏检。

15、超声检测中常见规则反射体有哪些？答：超声检测中常见规则反射体有平底孔、长横孔、短横孔、球孔和大平底等。

16、方晶片横波斜探头的声场与圆晶片纵波直探头的声场有哪些主要区别？答：主要区别有：（1）斜探头的声场处于斜楔和工件两个介质之中，比较复杂；（2）斜探头的近场区长度不仅受晶片尺寸及频率影响，还与其K值有关；（3）同样尺寸和频率的方晶片指向性比圆晶片好；（4）斜探头的指向角上下不对称。

17、什么是假想横波波源？答：横波探头辐射的声场由第一介质中的纵波声场与第二介质中的横波声场两部分组成，两部分声场是折断的，为了便于理解计算，特将第一介质中的纵波波源转换为轴线与第二介质中的横波波束轴线重合的假象横波波源，这时整个声场可视为由假想横波波源辐射出来的连续的横波波源。

18、什么叫超声检测的断角反射？有什么特点？答：超声波在两个垂直平面构成的直角内的反射称为断角反射。

在断角反射中，超声波经历了两次反射，二次反射回波与入射波互相平行，单方向相反。

当以一定的入射角入射端角时，可能产生波形转换。

19、什么是A VG曲线？A VG曲线中的A、V、G的含义？AVG曲线可分为哪几类？答：A VG曲线是描述规则反射体的距离、回波高及当量大小之间关系的曲线。

A、V、G是德文距离、增益和大小的字头缩写。

英文缩写为DGS。

A VG曲线可用于缺陷定量和灵敏度调整。

A VG曲线按通用性分为通用A VG和实用A VG；按波型不同分为纵波A VG和横波A VG；根据反射体不同分为平底孔A VG和横空A VG等。

20、在超声检测中，什么是距离——波幅曲线？该曲线有何用途？答：描述某一反射体回波高度随距离变化的关系曲线为距离——波幅曲线。

可用来：（1）调整检测灵敏度；（2）判定缺陷大小，为评定缺陷提供依据。

21、脉冲反射式超声检测用探头对晶片有什么要求？答：脉冲反射式超声检测用探头对晶片要求有：(1)转换效率要高，要获得较高的灵敏度宜选K（机电耦合系数）大的晶片；（2）晶片被激励后应能迅速恢复到静止状态，以获得较高的纵向分辨率和较小的盲区；（3）要有较好的波形，获得好的频谱包络；（4）声阻抗适当；（5）高温检测时，居里点温度要高；（6）大尺寸探头，应选择介电常数小的晶片。

22、今有一超声探头型号为5P20FG10Z，这时什么探头？其组成项目的代号是和意思？答：这是一只分割式双晶直探头，频率为5MHz，晶体材料为镐钛酸铅，分割前晶片直径为20mm，钢中声束交汇区深10mm。

23、请简述CSK-Ⅰ试块与ⅡW试块相比，有哪些改变？这些该改变有何用途？答：CSK-Ⅰ试块与ⅡW试块相比，改变及用途如下：（1）将R100该为R50、R100阶梯圆弧，同时获得两次反射波，用来调整横波扫描速度比例；（2）把Φ50改为Φ40、Φ44、Φ50台阶孔，用来分辨斜探头的分辨力；（3）把折射角度表示改为K值表示。

24、使用超声检测试块应注意些什么？答：使用超声检测试块应注意（1）试块要在适当的位置编号，以防混淆；（2）试块在使用和搬运过程中应注意防护，防止碰伤和擦伤；（3）使用试块时应注意清楚反射体内的油污和锈蚀；（4）注意防止试块锈蚀；（5）注意防止试块变形，平板试块应尽可能立放，防止重压；（6）标准试块属标准物质，需有法定资质的机构出具的合格证书。

25、请说出CSK-Ⅰ试块的主要作用？（斜探头、直探头）答：CSK-Ⅰ试块的主要作用（1）测斜探头的入射点、折射角（K值）；（2）调整斜探头探测范围和扫描速度；（3）测斜探头声束轴线的偏离；（4）测斜探头的分辨力；（5）调整直探头的扫描速度和扫描速度；（6）测直探头分辨力；（7）测仪器的水平线性、垂直线性和动态范围；（8）测直探头与仪器的盲区范围。

26、脉冲反射式超声检测仪的主要性能指标有哪些？答：检测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。

水平线性：也称时基线性或扫描线性，是指检测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。

水平线性的好坏用水平线性误差来表示。

垂直线性：也称放大线性或幅度线性，是指检测仪荧光屏上反射波高度与接收信号电压成正比的程度。

垂直线性的好坏用垂直线性误差来表示。

动态范围：是检测仪荧光屏上反射波高从满副降至最小可辨认值时仪器衰减器的变化范围。

以仪器的衰减器调节量（dB数）表示。

27、制定超声检测工艺时，选择超声波探头应主要考虑哪些因素？答：超声波探头种类很多，性能各异，应根据检测对象和特定缺陷性质，合理选择探头。

主要考虑因素为：（1）频率的选择；（2）晶片尺寸的选择；（3）探头角度的选择；（4）特殊探头的选择。

28、超声检测中应考虑的补偿内容有哪些？答：应考虑的补偿内容有：表面耦合差、曲面、材质衰减等。

29、什么叫超声检测灵敏度、基准灵敏度和扫描灵敏度？通常以什么来表示？答：超声检测灵敏度是指在确定的探测范围的最大声程处发现规定大小缺陷的能力；基准灵敏度一般指的是记录灵敏度，它通常用于缺陷的定量和缺陷的等级评定；扫差灵敏度则主要是指实际检测灵敏度，可高于基准灵敏度。

通常灵敏度以标准反射体的当量尺寸来表示。

30、常用的调节超声检测灵敏度的方法有那几种，举例说明。

答：常用的调节超声检测灵敏度方法有试块调节法和工件底波调节法。

试块调节法包括以试块上人工标准反射体调节和以试块底波两种方式。

工件底波调节法包括计算法，A VG曲线法，底面回波高度法等多种方式，检测时应按不同的对象进行选择。

如：中、薄板材，底波法；厚板，试块法；焊缝，试块法。

锻件按形状，试块法、底波法（声程≥3N）。

31、圆柱形锻件周向检测和细长类锻件轴向检测中，常见的非缺陷回波有哪几种？各是怎样形成的？答：锻件检测中常见的非缺陷回波有以下几种：（1）三角反射波：周向检测圆柱形锻件时由于探头与圆柱面接触面积小，波束严重扩散，在示波屏上出现两个三角反射波。

这两个反射波的声程分别为1.3d和1.67d（d为圆柱体直径），据此可以鉴别三角反射波。

（2）迟到波：轴向检测细长类锻件时，由于波型转换，在示波屏上出现迟到波，在波底之后，间距为0.76d。

（3）610反射波：由610倾斜缺陷反射形成。