超声检测计算题类
超声(工艺规范题)
工艺规范问答与计算：1.用2.5P 20K1.5（2.5MHz,Φ20mm，tgβ=1.5）斜探头,检验T=100mm钢板对接焊缝，扫描按深度1:1调节，探伤灵敏度为φ3x40-14dB，探伤中发现一缺陷，深40mm，波高25dB，按GB11345-89标准B级，此缺陷如何评定？（楔中等效横波声程取为10mm）。
解：设x1，x2分别为孔深d1=100mm，d2=40mm时的声程：已知K=1.5，L=10mmx1=d1(K2+1)1/2+L=100x1.8+10=190(mm)，x2=d2(K2+1)1/2+L=40x1.8+10=82(mm)两孔反射波高dB差△=30lg(x1/x2)=30lg(190/82)=11dB，∴ d2=40mm，φ3x40孔的波高为：[H2]=[H1]+△=14+11=25dB，判废线灵敏度为φ3-2dB，即23dB，缺陷波高25dB，表明缺陷波高已位于距离波幅曲线的III区，按GB11345-89标准的规定，应评定为IV级。
2.用2.5 P20K1.5（2.5MHz,Φ20mm，tgβ=1.5）斜探头，检验板厚T=100mm钢板对接焊缝，扫描按深度1:1调节，探伤灵敏度为φ3-16dB,探伤中发现一缺陷，深40mm，波高20dB，指示长度35mm，按GB11345-89标准B级，此缺陷如何评定？（楔中等效横波声程取为10mm）。
解：参见1题：d1=100mm，x1=190mm；d2=40mm，x2=82mm, 不同声程φ3横孔反射波高dB差为：△=30lg(x1/x2)=30lg(190/82)=11dB，∴ d2=40mm时，φ3横孔波高为：[H2]=[H1]+△=16+11=27dB缺陷波高20dB，即为φ3-7dB，表明波高位于距离—波幅曲线II区，指示长度△L=35mm，30mm＜△L＜50mm，按GB11345标准应评定为II级3.检验板厚T=40mm钢板对接焊缝，探伤灵敏度为φ3-16dB，在一段焊缝内依次发现间距小于8mm的缺陷5个，试依据GB11345-89标准A级，评定焊缝质量级别？解：BG11345—89标准A级检验定量灵敏度为φ3-10dB，故4#缺陷不计，因此5#缺陷与3#的间距已大于8mm，应单独评定。
超声波检测-计算题类型及例题目
＝ sin 1 1 4 8 0 2 7 .30 3230
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16
7、材料衰减系数 （1.17－1.20）
[(BmBn)6]
2(mn)T (T3N,n3N/T,m2n)
[( B1 B2 ) 6 ]
2T （T 3N )
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17
例题：（1.17）
解： 20 lg B1 6
N=（D2/4λ）=142/4×0.3=163 （mm)
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20
9、半扩散角(2.2-2.3)
0sin11.22D S 70D S
0
sin 1
2a
57
2a
0
sin 1
2b
57
2b
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21
例题：（2.2） 解：
C f
5.9 106 5 106
1.18mm
57 57 1.18 50
探..头..折..射..角 tg1K tg11.5 56.3O
探..头..入..射..角 sin1( CL1 sin ) sin1(2700 sin 56.3) 44.6o
sin sin1
CL1
CS1
sin sin2
CL1
CS2
sin∴C C S L1 2sin 13 22 7s0 0i4 0 0 no50.5966 sin2 ∴C CS L1 2sin3 28 7 0 00.5 0 09 60.6 8397
2si 1n 0 .935 8.1 7 7 o
K2=tgβ=tg57.1o=1.5
T往(Z41Z1Z Z22)2 1r2
T往(1r2)r'
r' Z3 Z2 Z3 Z2
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无损检测二级考试超声习题集
第三部分超声波检测一.是非题：246题二.选择题：256题三.问答题： 70题四.计算题： 56题一．是非题（在题后括弧内，正确的画○，错误的画×）1.1由于机械波是由机械振动产生的，所以超声波不是机械波。
（）1.2只要有作机械振动的波源就能产生机械波。
( )1.3 振动是波动的根源，波动是振动状态的传播。
( )1.4 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。
( )1.5 当介质质点受到交变剪切应力作用时,产生切变形变，从而形成横波。
( )1.6 液体介质中只能传播纵波和表面波，不能传播横波。
( )1.7 根据介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同，波的波形可分为纵波、横波、表面波和板波等。
( )1.8 不同的固体介质，弹性模量越大，密度越大，则声速越大 ( )1.9 同一时刻,介质中振动相位相同的所有质点所联成的面称为波前。
( )1.10 实际应用超声波探头中的波源近似于活塞波振动，当距离波源的距离足够大时，活塞波类似于柱面波。
( )1.11 超声波检测中广泛采用的是脉冲波，其特点是波源振动持续时间很长，且间歇辐射。
( ) 1.12 次声波、声波、超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在介质中的传播速度相同，他们的主要区别主要在于频率不同。
( )1.13 同种波型的超声波，在同一介质中传播时，频率越低，其波长越长。
( )1.14 分贝值差表示反射波幅度相互关系，在确定基准波高后，可以直接用仪器的衰减器读数表示缺陷波相对波高。
( )1.15 一般固体中的声速随介质温度升高而降低。
( )1.16 超声波在同一介质中横波比纵波检测分辨力高，但对于材料的穿透能力差。
( )1.17 超声波在同一固体材料中，传播纵波、横波时声阻抗都相同。
( )1.18 超声场中任一点的声压与该处质点传播速度之比称为声阻抗。
( )1.19 固体介质的密度越小，声速越大，则它的声阻抗越大。
无损检测二级考试超声题库
超声波检测题库一.是非题：246题二.选择题：256题三.问答题： 70题四.计算题： 56题一．是非题（在题后括弧内，正确的画○，错误的画×）1.1由于机械波是由机械振动产生的，所以超声波不是机械波。
（）1.2只要有作机械振动的波源就能产生机械波。
( )1.3 振动是波动的根源，波动是振动状态的传播。
( )1.4 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。
( )1.5 当介质质点受到交变剪切应力作用时,产生切变形变，从而形成横波。
( )1.6 液体介质中只能传播纵波和表面波，不能传播横波。
( )1.7 根据介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同，波的波形可分为纵波、横波、表面波和板波等。
( )1.8 不同的固体介质，弹性模量越大，密度越大，则声速越大 ( )1.9 同一时刻,介质中振动相位相同的所有质点所联成的面称为波前。
( )1.10 实际应用超声波探头中的波源近似于活塞波振动，当距离波源的距离足够大时，活塞波类似于柱面波。
( )1.11 超声波检测中广泛采用的是脉冲波，其特点是波源振动持续时间很长，且间歇辐射。
( ) 1.12 次声波、声波、超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在介质中的传播速度相同，他们的主要区别主要在于频率不同。
( )1.13 同种波型的超声波，在同一介质中传播时，频率越低，其波长越长。
( )1.14 分贝值差表示反射波幅度相互关系，在确定基准波高后，可以直接用仪器的衰减器读数表示缺陷波相对波高。
( )1.15 一般固体中的声速随介质温度升高而降低。
( )1.16 超声波在同一介质中横波比纵波检测分辨力高，但对于材料的穿透能力差。
( )1.17 超声波在同一固体材料中，传播纵波、横波时声阻抗都相同。
( )1.18 超声场中任一点的声压与该处质点传播速度之比称为声阻抗。
( )1.19 固体介质的密度越小，声速越大，则它的声阻抗越大。
超声波检测——UTII计算题
中国检测网超声波检测II级试题（计算题）计算题1.用折射角60°的斜探头探测坡口角为60°的钢板对接焊缝,如下图所示,计算在探头一侧坡口面发现坡口面未熔合缺陷处所有反射波型的反射角(C L=5900m/s,C S=3200m/s)（标准答案从略）2.用2.5MHz20mm直探头对钢材进行超声波探伤，求此探头的近场区长度和指向角的角度解：设钢中纵波波速5900米/秒，则该探头在钢中波长λ=5.9/2.5=2.36mm，近场区长度N=D2/4λ=202/4*2.36=42.37mm 由指向角θ=arcsin(1.22λ/D)=8.27°3.用水浸法聚焦探头垂直探伤法检验Φ36x3mm钢管，已知水层距离为15mm时，声束焦点与钢管轴心重合，求有机玻璃声透镜的曲率半径？答：有机玻璃声透镜的曲率半径=15.3mm4.设某合金与钢完全结合，当超声纵波从合金垂直入射到钢时，结合界面的声压反射率是多少？钢底面（与空气接触）的声压反射率是多少？已知合金厚度30毫米，声阻抗24.2x106Kg/m2s，钢板厚度20毫米，声阻抗45.6x106Kg/m2s解：合金-钢界面的声压反射率r p合金=P合/P0=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=(24.2-45.6)/(24.2+45.6)=-0.303中国检测网取-30%，负号表示入射声波与反射声波相位差180°（相位相反）合金-钢界面的声压透射率t p =2Z 2/(Z 2+Z 1)=2x45.6/(24.2+45.6)=1.3钢底面声压反射率r p 钢=P 钢/P t =[(Z 气-Z 钢)/(Z 气+Z 钢)][(Z 2+Z 1)/2Z 2]=0.765=76.5%5.如下图所示，探头为tgβ=2，用仪器与钢试块比较，测得探头中S=10mm ，计算探头中a 和b 的长度。
解：因为仪器中测得的S 值是相当于钢中的S 值，所以要将S 钢换算成S 有机玻璃,即:S 有机玻璃/C L 有机玻璃=S 钢/C S 钢，S 有机玻璃=S 钢·C L 有机玻璃/C S 钢=10x2.7/3.2=8.4另外tgβ=2，β=63.4°，sinα=C L 有机玻璃·sinβ/C S 钢=2.7·sin63.4°/3.2=0.754，α=48.97°，因此：a=cosα·S 有机玻璃=cos48.97°·8.4=5.5mm b=sinα·S 有机玻璃=sin48.97°·8.4=6.3mm答：a=5.5mm ，b=6.3mm6.用有机玻璃做球面声透镜的聚焦探头,若探头直径为Φ20mm ，水中焦距f=100mm ，求声透镜的球面半径r 值。
超声检测计算公式及习题.
超声检测公式及计算题*1.1 铝（Al ）的纵波声速为6300m/s ，横波声速为3100m/s 。
试计算2MHz 声波在铝中的纵、横波波长。
fcλλf c =→=解：*1.2 甘油的密度为1270kg/m 3，纵波声速为1900m/s ，计算其声阻抗。
c z ρ=解：1.4 5P20×10K2探头，楔块中声速C L1=2700m/s ，钢中声速C L2=5900m/s ，C S2=3200m/s ，求探头入射角为多少度？s 2l 1C sinβC sinαtgβK =--=解：1.8 已知钢中C S 钢=3200m/s ，某硬质合金中，C S 硬=4000m/s ，铝中C S 铝=3080m/s ，求用探测钢的K1.0横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K 值为多少？）（）（mm f C mm f C S S L L 55.110210310015.31021063006363=⨯⨯===⨯⨯==λλsm kg c Z ⋅⨯≈⨯==26/104.219001270ρ012112101149)4.63sin 32002700(sin sin sin sin sin 4.632≈⨯=⋅=→====----）（βαβαβS L S L C CC C tg K tgs 2l 1C sinβC sinα=解：*1.10 示波屏上有A 、B 、C 三个波，其中A 波高为满刻度的80%，B 波为50%，C 波为20%。
①、设A 波为基准（0dB ），则B 、C 波各为多少dB ？ ②、设B 波为基准（10dB ），则A 、C 波各为多少dB ？ ③、设C 波为基准（-8dB ），则A 、B 波各为多少dB ？铝铝硬硬钢钢有钢有在钢中，，楔块中声速为设入射角为S S 01-1-L sin C sin sin sin 451.0tg K C C C C tg S L βββαβα======0.942.442.4)45sin 32303080(sin sin C (sin sin C sin sin sin 8.11.611.61)45sin 32304000(sin sin C (sin 0001S 1S S 0001S 1====⨯=⋅========⨯=⋅=----tg tg K C C C C tg tg K C S S L S 铝铝钢钢铝铝铝铝硬硬钢钢有硬硬钢钢硬硬））ββββββαβββ21H H 20lgΔ=解：*1.11 示波屏上有一波高为满刻度的100%，但不饱和。
UT超声检测练习题
72.在下图的方钢超声波检测中，如果折射 72.在下图的方钢超声波检测中，如果折射 角为50° 角为50°，超声波的正确传播方式是
计算题1 计算题1
在超声波探伤中，当超声波探伤仪的垂直 线性较好时，仪器屏幕上的波高与声压成 正比。这时有 ∆ = 20 lg (P2/P1) = 20 lg(H2/H1) (dB) 用分贝值表示回波幅度的相互关系，不仅 可以简化运算，而且在确定基准波高以后， 可直接用仪器的增益值（数字机）或衰减 值（模拟机）来表示缺陷波相对波高。
4. 金属材料的超声波探伤中，常用的探伤 频率是（ B ） A. 10~25MHz B. 1~5MHz C. 20~500KHz D. 25~100MHz
表面波探伤，一般只能发现深度在（ D ） 范围以内的表面或近表面缺陷。 A. λ/4 B. λ/2 C. λ D. 2λ 超声波声速c、波长λ与频率f 超声波声速c、波长λ与频率f之间的关 系为（ A ） A. c=λf B. f=λc C. λ= cf D. c=λf
第一临界角是：（ C ）
A. 折射纵波等于90º时的横波入射角 折射纵波等于90º时的横波入射角 B. 折射横波等于90º时的纵波入射角 折射横波等于90º时的纵波入射角 C. 折射纵波等于90º时的纵波入射角 折射纵波等于90º时的纵波入射角 D. 入射纵波接近90º时的折射角 入射纵波接近90º时的折射角
探测粗糙表面的工件时，为提高声能传递，应选用 （C ）
A 声阻抗小且粘度大的耦合剂 B声阻抗小且粘度小的耦合剂 C 声阻抗大且粘度大的耦合剂 D 以上都不是
超声波按原理分为( 超声波按原理分为( D ) A. 脉冲反射法 B. 穿透法 C. 共振法 D. 以上都是 超声波通过两种材料的界面时，如果第一 种材料的声阻抗较大，但其声速与第二材 料相同，则在第二种材料中的折射角C 料相同，则在第二种材料中的折射角C a.大于入射角 a.大于入射角 b.小于入射角 b.小于入射角 c.等于入射角 c.等于入射角 d.等于临界角 d.等于临界角
超声检测复习题
1、超声检测方法分类与特点(第五章)2、脉冲反射法超声检测通用技术（第六章）复习题一、是非题1、脉冲反射式和穿透式探伤，使用的探头是同一类型.( ×）2、声束指向角较小且声束截面较窄的探头称作窄脉冲探头.( × )3、在液浸式检测中，返回探头的声能还不到最初值的1%。
（○ )4、垂直探伤时探伤面的粗糙度对反射波高的影响比斜角探伤严重。
( ○ )5、超声脉冲通过材料后，其中心频率将变低。
( ○ )6、串列法探伤适用于检查垂直于探侧面的平面缺陷。
( ○）7、“灵敏度"意味着发现小缺陷的能力，因此超声波探伤灵敏度越高越好.（× )8、所谓“幻影回波”，是由于探伤频率过高或材料晶粒粗大引起的。
（×）9、当量法用来测量大于声束截面的缺陷的尺寸。
( ×）10、半波高度法用来测量小于声束截面的缺陷的尺寸.（× )11、串列式双探头法探伤即为穿透法。
（×）12、厚焊缝采用串列法扫描时,如焊缝余高磨平，则不存在死区.（×）13、曲面工件探伤时,探伤面曲率半径愈大，耦合效果愈好.( ○）14、实际探伤中，为提高扫描速度减少的干扰，应将探伤灵敏度适当降低.（× )15、采用当量法确定的缺陷尺寸一般小于缺陷的实际尺寸。
（○）16、只有当工件中缺陷在各个方向的尺寸均大于声束截面时，才能采用测长法确定缺陷长度。
( ×）17、绝对灵敏度法测量缺陷指示长度时,测长灵敏度高，测得的缺陷长度大。
（○)18、当工件内存在较大的内应力时，将使超声波的传播速度及方向发生变化。
( ○）19、超声波倾斜入射至缺陷表面时，缺陷反射波高随入射角的增大而增高.（×)二、选择题1、采用什么超声探伤技术不能测出缺陷深度？（ D ）A．直探头探伤法 B．脉冲反射法 C．斜探头探伤法 D．穿透法2、超声检验中，当探伤面比较粗糙时,宜选用（ D ）A．较低频探头 B．较粘的耦合剂 C．软保护膜探头 D．以上都对3、超声检验中，选用晶片尺寸大的探头的优点是( c ）A．曲面探伤时可减少耦合损失 B．可减少材质衰减损失C．辐射声能大且能量集中 D．以上全部4、探伤时采用较高的探测频率，可有利于（ D ）A．发现较小的缺陷 B．区分开相邻的缺陷C．改善声束指向性 D．以上全部5、工件表面形状不同时耦合效果不一样，下面的说法中，哪点是正确的（ A ）A．平面效果最好 B．凹曲面居中C．凸曲面效果最差 D．以上全部6、缺陷反射声能的大小，取决于( D ）A．缺陷的尺寸 B．缺陷的类型C．缺陷的形状和取向 D．以上全部7、声波垂直入射到表面粗糙的缺陷时,缺陷表面粗糙度对缺陷反射波高的影响是：(C ）A.反射波高随粗糙度的增大而增大 B。
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***d. 如将钛底面浸在水中，问此时的界面回波与底面回波差多少dB？
解： r= Z 钛 -Z 钢 = 27.4-4.6 = －0.25
Z 钛 +Z 钢 27.4+4.6
T=1-r 2=1-0.252=0.9375
Δ=20lg r =20lg 0.25 ≈-11.46(dB)
T
0.9375
r'=
Z -Z 水钛Leabharlann 32、 声阻抗Z ? ? ?C
4
例题2 甘油的密度为1270kg/m3，纵波 声速为1900m/s，试计算其声阻抗？ 解：已知C L=1900m/s＝1.9 × 103 m/s, ρ=1270kg/m3 =1.27× 103kg/m3 Z= ρ C=1.9 × 103 × 1.27× 103
=2.4× 106kg/m2s
C L2
CS2
sin ? ? sin ?
C1
C2
12
例题：（7.7）
采用钢焊缝探伤用的K=1斜探头（C L1=2700m/s，钢
Cs=3200m/s）。检验某种硬质合金焊缝 （Cs=3800m/s），其实际K值为多大？
解：K=1 tgβ1=1 ∴β 1=45O
根据折射定律：
sin ? ? sin ? 1
?
BS
?
20 lg
T r
? 20 lg 1 ? r 2 r
?
BS
?
20 lg
Tr ' r
? 20 lg (1 ? r 2 )r ' r
r ' ? z3 ? z2 z3 ? z2
10
例题 从钢材一侧探测刚钛复合板，已知=46×106kg/m2·S，
=1.5×106kg/m2·S，=27.4×106KG/m2·S求 **a. 界面声压反射率 **b. 底面声压反射率 **c. 界面回波与底面回波dB差
D?S 2a
?0
?
sin?1
? 2b
?
57 ? 2b
a或b一定平行于所在的坐标轴面
19
例题：试计算率f=5MHZ，边长α=13mm
的方晶片，在钢中（CL=5900m/s）主声速 半扩散角为多少度？
解：因为是正方形，不存在a和b的问
题
?
?
C f
?
5.9 ? 106 5? 106
? 1.18mm
? ? 57 ? ? 57 ? 1.18 ? 50
5
3、波高比的分贝值
? ? 20lg H1 H2
6
4、声压反射率t和声压 透射率
（1.14－1.15）
r ? Z2 ? Z1 Z2 ? Z1
7
例题3 不锈钢与碳素钢的声阻抗约差
1%，试计算超声波由不锈钢进入碳钢 时，复合界面上的声压反射率。
解：设碳钢的声阻抗 Z 钢=1 ，则 不锈钢的声阻抗Z 不=1-1%=0.99
超声检测计算题类型及例题
侯文科
1
1、波长、频率和波速
?＝ C
f
2
例题1（1.1）铝（A1）的纵波声速为 6300m/s，横波声速为3100m/s，试计算 2MHz的声波在铝（A1）中的纵、横波波长？ 解：已知CL =6300m/s, C s =3100 m /s f=2 × 106 Hz λ=C/f 纵波λL=C L/f=63 × 106/2× 106=3.5（mm） 横波λs=C s/f=3.1 × 106/2× 106=1.55（mm）
? ? ? [20lg(B1/ B2 ) ? 6 - ] 2T
?反射损失：0.5 ~1dB;
6扩散衰减引起的损失
(T ? 3N）)
16
8、单一介质纵波波源近场长度
N ? FS ? D S2 ?? 4?
17
例题 ：试计算5P14SJ探头，在水中
（CL=1500m/s）的指向角和近场区长
度？
（1.5度；
163毫米）
解：已知f=5MHz=5 × 106Hz ， D=14mm ， C L =1500m/s=1.5× 106mm/s，
λ=C/f
=1.5× 106 /5× 106 =0.3（mm)
N= （D 2/4λ）
18
9、半扩散角
?0
?
?
0
sin?1 1.22 ?
?
sin?1
D
?
S
2a
?
?
70
57
?
8
4、声压往复透射率 （1.16、5.9、5.11）
T往
?
4Z1Z2 (Z1 ? Z2 )2
? 1?
r2
在底面全反射的情况下，声压往复透射率与声强透射率在数 值上相等P38
T往 ? (1? r 2 ) ?r '
r ' ? Z3 ? Z2 Z3 ? Z2
9
4、声压往复透射率 （波高比）
界面回波与底面回波dB差值
13
6、临界角 （1.5－1.7）
?I
?
?
II
sin ?1 CL1
?
sin
C
?
L2 1
C
C
L1 S2
? III
?
sin
C ? 1
S1
C L1
14
例题：
?
解： 已知钢中CL=5900m/s，
CN=3230 m/s，水中CL=1480m/s，超声波
倾斜入射到水/钢的界面。
? ③求α1和αI?I。I ?
C L1
C S1
sin ?
?
C L1 CS2
sin
?1
?
2700 sin 45 o 3200
?
0.5966
sin ? ? sin ? 2
sin? 2
?
CS2 CL1
sin?
?
3800? 0.5966? 2700
0.8397
C L1
CS2 ? 2 ? sin ?1 0.9387 ? 57.1o
K 2=tgβ=tg 57.1o=1.5
a
13
20
10、未扩散区 未扩散区内，平均声压可看做常
数。
b ? 1.64 N
21
? 例题： 已知钢中CL=5900m/s，水中
CL=1480m/s，求2.5MHZ、Φ20mm纵波 进探头在钢和水中辐射的纵波声场的近场 区长度N、半扩散角θ0和未扩散区长度b各 为多少？（42.4毫米；8.28度；69.5毫米； 168.9毫米；2.07度；277毫米）
=
1.5－27.4= －0.896
Z +Z 1.5+27.4
水
钛
? =20lg
T
r ?r '
＝20lg
0.25
? ?10.5(dB)
0.9375? 0.81916
5、折射定律 （1.4、1.8－1.9）
sin ? L
?
sin ?
' L
?
sin ?
' s
?
sin ? L
?
sin ? s
CL1
CL1
CS1
sin
?1
C L1 C L2
? sin ? 1 1480 ? 14,5 0
5900
? II
?
sin
C ? 1
L1
C S2
＝ sin ? 1 1480 ? 27.3 0
3230
15
7、材料衰减系数
? ? ? [20 lg( Bm / Bn ) ? ] 2(n ? m)T
?反射损失：0.5 ~1dB
(T ? 3N）) P52