第二章超声波题库

中国特种设备检验网 w w w .t e j i a n .o r g 第二章 一、是非题

2.1 超声波频率越高，近场区的长度也就越大。 ( )

2.2 对同一个直探头来说，在钢中的近场长度比在水中的近场长度大。 ( )

2.3 近场区由于波的干涉探伤定位和定量都不准。 ( )

2.4 探头频率越高，声束扩散角越小。 ( )

2.5 超声波探伤的实际声场中的声束轴线上不存在声压为零的点。 ( )

2.6 声束指向性不仅与频率有关，而且与波型有关。 ( )

2.7 超声波的波长越长，声束扩散角就越大，发现小缺陷的能力也就越强。 ( )

2.8 因为超声波会扩散衰减，所以检测应尽可能在其近场区进行。 ( )

2.9 因为近场区内有多个声压为零的点，所以探伤时近场区缺陷往往会漏检。 ( )

2.10 如超声波频率不变，晶片面积越大，超声场的近场长度越短。 ( )

2.11 面积相同，频率相同的圆晶片和方晶片，超声场的近场长度一样长。 ( )

2.12 面积相同，频率相同的圆晶片和方晶片，其声束指向角亦相同。 ( )

2.13 晶片尺寸相同，超声场的近场长度愈短，声束指向性愈好。 ( )

2.14 声波辐射的超声波的能量主要集中在主声束内。 ( )

2.15 实际声场与理想声场在远场区轴线上声压分布基本一致。 ( )

2.16 探伤采用低频是为了改善声束指向性，提高探伤灵敏度。 ( )

2.17 与圆盘源不同，矩形波源的纵波声场有两个不同的半扩散角。 ( )

2.18 在超声场的未扩散区，可将声源辐射的超声波看成平面波，平均声压不随距离增加而改变。 ( )

2.19 斜角探伤横波声场中假想声源的面积大于实际声源面积。 ( )

2.20 频率和晶片尺寸相同时，横波声束指向性比纵波好。 ( )

2.21 200mm 处Φ4长横孔的回波声压比100mm 处Φ2长横孔的回波声压低。 ( )

2.22 球孔的回波声压随距离的变化规律与平底孔相同。 ( )

2.23 同声程理想大平面与平底孔回波声压的比值随频率的提高而减小。 ( )

2.24 轴类工件外圆径向探伤时，曲底面回波声压与同声程理想大平面相同。 ( )

2.25 对空心圆柱体在内孔探伤时，曲底面回波声压比同声程大平面低。 ( ) 是非题答案

2.1 ○ 2.2 × 2.3 ○ 2.4 ○ 2.5 ○

2.6 ○ 2.7 × 2.8 × 2.9 × 2.10 ×

2.11 ○ 2.12 × 2.13 × 2.14 ○ 2.15 ×

2.16 × 2.17 × 2.18 ○ 2.19 × 2.20 ○

2.21 ○ 2.22 ○ 2.23 ○ 2.24 ○ 2.25 ×

第二章 二、选择题

2.1 波束扩散角是晶片尺寸和传播介质中声波波长的函数,并且随( )

A.频率增加，晶片直径减小而减小

B.频率或晶片直径减小而增大

C.频率或晶片直径减小而减小

D.频率增加，晶片直径减小而增大

2.2 晶片直径D=20mm 的直探头，在钢中测得其零幅射角为10°，该探头探测频率约为：( )

A.2.5MHz

B.5MHz

C.4MHz

D.2MHz

中国特种设备检验网 w w w .t e j i a n .o r g 2.3 直径Φ12mm 晶片5MHz 直探头在钢中的指向角是：( )

A.5.6°

B.3.5°

C.6.8°

D.24.6°

2.4 Φ14mm，2.5MHz 直探头在钢中近场区为：( )

A.27mm

B.21mm

C.38mm

D.以上都不对

2.5 上题探头的非扩散区长度约为：( )

A.35mm

B.63mm

C.45mm

D.以上都不对

2.6 在非扩散区内大平底距声源距离增大1倍，其回波减弱( )

A.6dB

B.12dB

C.3dB

D.0dB

2.7 利用球面波声压公式( )得到的规则反射体反射声压公式应用条件是：( )

A.S≥2N 近似正确

B.S≥3N 基本正确

C.S≥6N 正确

D.以上都对

2.8 在超声探头远场区中：( )

A.声束边缘声压较大

B.声束中心声压最大

C.声束边缘与中心强度一样 C.声压与声束宽度成正比

2.9 活塞波声场，声束轴线上最后一个声压极大值到声源的距离称为( )

A.近场长度

B.未扩散区

C.主声束

D.超声场

2.10 下列直探头，在钢中指向性最好的是( )

A.2.5P20Z

B.3P14Z

C.4P20Z

D.5P14Z

2.11 圆盘源轴线上的声压分布最后一个极小点的位置是（ B ）

A.0.25N

B.0.5N

C.0.75N

D.N

2.12 超声场的未扩散区长度( )

A.约等于近场长度

B.约等于近场长度0.6倍

C.约为近场长度1.6倍

D.约等于近场长度3倍

2.13 远场范围的超声波可视为( )

A.平面波

B.柱面波

C.球面波

D.以上都不对

2.14 在探测条件相同的情况下，面积比为2的两个平底孔，其反射波高相差( )

A.6dB

B.12dB

C.9dB

D.3dB

2.15 在探测条件相同的情况下，孔径比为4的两个球形人工缺陷，其反射波高相差( )

A.6dB

B.12dB

C.24dB

D.18dB

2.16 在探测条件相同的情况下，直径比为2的两个实心圆柱体，其曲底面回波相差( )

A.12dB

B.9dB

C.6dB

D.3dB

2.17 外径为D，内径为d 的实心圆柱体，以相同的灵敏度在内壁和外圆探测，如忽略耦合差异，则底波高度比为( )

A.1

B.

C.

D.

2.18 同直径的平底孔在球面波声场中距声源距离增大1倍,则回波减弱：( )

A.6dB

B.12dB

C.3dB

D.9dB

2.19 同直径的长横孔在球面波声场中距离声源距离增大1倍回波减弱：( )

A.6dB

B.12dB

C.3dB

D.9dB

2.20 在球面波声场中大平底距声源距离增大1倍回波减弱：( )

A.6dB

B.12dB

C.3dB

D.9dB

2.21 对于柱面波，距声源距离增大1倍，声压变化是：( )

A.增大6db

B.减小6db

C.增大3db

D.减小3db

中国特种设备检验网 w w w .t e j i a n .o r g 2.22 对于球面波，距声源距离增大1倍，声压变化是：( )

A.增大6dB

B.减小6dB

C.增大3dB

D.减小3dB

2.23 比Φ3mm 平底孔回波声压小7dB 的同声程平底孔直径是：( )

A.Φ1mm

B.Φ2mm

C.Φ4mm

D.Φ0.5mm

2.24 比Φ3mm 长横孔回波声压小7dB 的同声程长横孔直径是：( )

A.Φ0.6mm

B.Φ1mm

C.Φ2mm

D.Φ0.3mm

2.25 以下叙述中哪一条不是聚焦探头的优点( )

A.灵敏度高

B.横向分辨率高

C.纵向分辨高

D.探测粗晶材料时信噪比高

2.26 以下叙述中，哪一条不是聚焦探头的缺点( )

A.声束细，每次扫查探测区域小，效率低

B.每只探头仅适宜探测某一深度范围缺陷，通用性差

C.由于声波的干涉作用和声透镜的球差，声束不能完全汇聚一点

D.以上都是

选择题答案

2.1 B 2.2 D 2.3 C 2.4 B 2.5 A

2.6 D 2.7 D 2.8 B 2.9 A 2.10 C

2.11 B 2.12 C 2.13 C 2.14 A 2.15 B

2.16 C 2.17 D 2.18 B 2.19 A 2.20 A

2.21 D 2.22 B 2.23 B 2.24 A 2.25 C

2.26 C

第二章 三、问答题

2.1 何谓主声束?何谓指向性?指向性与哪些因素有关?

2.2 圆盘源活塞波声场可分为哪几个区域?各有什么特点?

2.3 聚焦探头的焦点有什么特点？聚焦探头有哪些优点和不足？

2.4 什么是缺陷的当量尺寸?在超声波探伤中为什么要引进当量的概念?

2.5 什么是AVG 曲线?AVG 曲线中的A、V、G 各代表什么?AVG 曲线可分为哪几类? 问答题参考答案

2.1答：（1）声源正前方声能集中的锥形区域称为主声束。

（2）声源辐射的超声波，以确定的扩散角向固定的方向辐射的特性称为声束指向性。

（3）指向性的优劣常用指向角表示，指向角指主声束的半扩散角，通常用第一零值辐射角表示，即声压为零的主声束边缘线与声束轴线间的夹角。

（4）指向角θo 与波长和晶片直径的比值(λ/D)有关，D 愈大，λ愈短，θo 愈小，声束指向性愈好。

2.2答：超声场可分为主声束和副瓣。主声束是指声源正前方，声能最集中的锥形区域。主声束轴线与探头晶片垂直，声束截面较大。副瓣位于主声束旁，其轴线倾斜于晶片，能量微弱，截面较小，晶片尺寸与波长的比值不同，副瓣的数量和辐射方向也就不同。 超声波探伤所利用的是主声束声场，探头的频率指的是主声束频率。

主声束声场可分为近场和远场。近场是指声束中心轴线上最后一个声压极大值处至晶片表面之间的区域。近场区长度用N 表示，它取决于晶片直径D 和波长λ，可用公式N＝D2/4λ表示。近场区又称干涉区，此区域内声波干涉现象严重，声压分布极不均匀，对缺陷定量有

中国特种设备检验网 w w w .t e j i a n .o r g 很大影响，探伤时应尽量避免。远场区是指近场以外区域。由于干涉现象随声程的增加而减小，到远场区已经很弱，进而消失。远场区声压随声程的增加而单调下降，逐渐接近球面波声压变化规律。

未扩散区：从晶片表面到1.64N 这段距离，可认为超声波是准直传播，没有扩散，称作未扩散区，未扩散区内平均声压可看作常数。未扩散区后的主声束扩散成锥形。

2.3答：聚焦探头的焦点不是一个点，而是一个聚焦区，该聚焦区呈柱形，称为焦柱，焦柱直径d 及长度L 与波长λ、焦距F、波源半径R 有关。

聚焦探头在以下应用中体现出其优越性：

（1）聚焦探头声束细，产生散乱反射的几率小，用于铸钢件及奥氏体钢晶粒粗大、衰减严重的材料探伤，可降低草状回波，提高信噪比的灵敏度，有利于缺陷的检出。

（2）使用聚焦探头有利于提高定量精度。近年来采用聚焦探头利用端点峰值回波法来测定裂纹的高度。精度明显提高，使用聚焦探头利用多重分贝法(如6dB，12dB 等)来测定缺陷面积或指示长度要比常规探头精确得多。

聚焦探头也有不足：最大缺点是声束细，每次扫查范围小，探测效率低。另外，探头的通用性差，每只探头仅适用于探测某一深度范围内的缺陷。

2.4答：目前工业超声波探伤应用最普遍的是A 型显示脉冲反射法。反射法是根据缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。然而工件中的缺陷形状性质各不相同，目前的探伤技术还难以确定缺陷的真实大小和形状。回波声压相同的缺陷的实际大小可能相差很大，为此特引用当量法。当量法是指在同样的探测条件下，当自然缺陷回波与某人工规则反射体回波等高时，则该人工规则反射体的尺寸就是此自然缺陷的当量尺寸。自然缺陷的实际尺寸往往大于当量尺寸。

2.5答：AVG 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。AVG 曲线可用于对缺陷定量和灵敏度调整。AVG 曲线有多种类型，据通用性分为通用AVG 和实用AVG；据波型不同分为纵波AVG 和横波AVG；据反射体不同分为平底孔AVG 和横孔AVG 等。