超声检测习题部分
声场内时，才有可能发现缺陷。
描述超声场的特征量即物理量有声压P、声强I和声阻抗Z。
声压( P ) : 超声场中某一点在某一瞬间时所具有的压强P1与没有超声波存在的同一点的静态压强
P0之差,称为该点的声压。P = P1－P0 。
声强( I ) : 单位时间内通过与超声波传播方向垂直的单位面积的声能, 称为声强
声阻抗( Z ) : 介质中某一点的声压P与该质点振动速度V之比, 称为声阻抗 ，Z= P/V 。 声阻抗( Z ) 数值等于介质的密度与介质中的声速C的乘积，Z=ρ2C 1.8 什么是波的叠加原理？波的叠加原理说明了什么？
答:（1） 当几列波在同一介质中传播并相遇时，相遇处质点的振动是各列波引起的分振动的合成。
任一时刻该质点的位移是各列波引起的分位移的矢量和。
（2） 相遇后的各列波保持各自原有振动特性（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按各自原
有的传播方向继续前进。
(3) 波的叠加原理说明了波的独立性及质点受到几个波同时作用时的振动的可叠加性。 1.9 什么是波的干涉现象？什么情况下合成振幅最大？什么情况下合成振幅最小？
答: （1）两列频率相同，振动方向相同，相位相同或相位差恒定的波相遇时，由于波叠加的结果，
会使某些地方的振动始终互相加强，而另一些地方的振动始终互相减弱或完全抵消，这种现象称为波的干涉。
（2） 当波程差等于波长的整数倍时，合成振幅达最大值。 （3） 当波程差等于半波长的奇数倍时，合成振幅达最小值。
1.10 何谓绕射(衍射)？绕射现象的发生与哪些因素有关？其现象产生的条件？
答:( 1) 波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物的边缘改变方向继续前进的现象,称为波的绕
射(衍射)。
(2) 绕射的产生与障碍物的尺寸Df和波长λ的相对大小有关。
（3）Df <<λ时,绕射强,反射弱。Df >>λ时，反射强,绕射弱。Df与λ相当时,既反射又绕射。 1.11 什么叫波型转换？其转换时各种反射和折射波方向遵循什么规律？
答：(1) 当超声波倾斜入射到异质界面时，除产生同种类型的反射波和折射波外，还会产生与入射波
不同类型的反射波和折射波，这种现象称为波型转换。
(2)。波型转换时的各种反射和折射波方向遵循反射、折射定律。
1.12 什么叫端角反射？超声波检测单面焊根部未焊透缺陷时,探头K值应如何选择？不宜选择那个
范围K值的探头？
答:（1） 超声波在两个平面构成的直角内的反射称为端角反射。 （2） 检测根部未焊透时为取得高的端角反射率,应选择K= 0.7～1.43的探头,检测灵敏度最高。 （3）
当K ≥ 1.5 时,检测灵敏度较低,可能引起漏检。不宜中选择此范围的K值的探头。 1.13 什么叫超声波衰减？简答衰减的种类和原因？
答:超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，超声波的能量逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。 衰减的种类：引起超声波衰减的主要原因是声速的扩散、晶粒散射和介质吸收。 衰减原因：（1） 扩散衰减：扩散衰减仅取决于波阵面的几何形状，与传播介质的性质无关。 （2） 散射衰减：散射衰减与材质的晶粒密切相关,当材质晶粒粗大时,散射衰减严重。
（3） 吸收衰减：超声波在介质中传播时，由于介质质点间的内磨擦（即粘滞性）和热传导引起超声
波衰减，称为吸收衰减，或粘滞衰减。
2.1 什么是超声场的近场区和近场区长度？为何在实际检测中应尽量避免在近场区内检测定量？ 答:(1) 波源附近由于波的干涉而出现一系列声压极大极小值的区域，称为超声场的近场区。波源线
上最后一个声压极大值处至波源的距离称为近场区长度。用N表示
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(2)在近场区检测定量是不利的，处于声压极小值处的较大缺陷回波可能较低，而处于声压极大值处
的较小缺陷回波可能较高，这样就可能引起误判, 甚至漏检，因此应尽可能避免在近场区内检测定量。
2.2 简答探头直径D，检测频率f，半扩散角θ0对检测灵敏度的影响？
答: 由θ0=70λ/Ds可知，增加探头直径D，提高检测频率f，半扩散角θ0将减小，即可以改善声速
2
指向性，使超声波的能量更集中，有利于提高检测灵敏度。但由N=D/4λ可知，增大D和f，
近场区长度N增加，对检测不利。因此在实际检测中要综合考虑D和f对?0及N的影响，合理
选择D和f。一般是在保证检测灵敏度的前提下尽可能减少近场区长度。 2.3 什么是AVG曲线？AVG曲线中A、V、G各代表什么？AVG曲线可分为哪几种？ 答： (1) 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。
(2) 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。
(3) 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。 2.4 什么是当量尺寸?缺陷的当量定量法有几种??
答：在相同的探测条件下，将工件中自然缺陷的回波与同声程的某种标准反射体的回波进行比较，两
者的回波等高时，标准反射体的尺寸就是自然缺陷的当量尺寸。当量仅表示对声波的反射能力相当，并非尺寸相等。?
缺陷的当量定量法有：1、试块比较法2、计算法3、AVG曲线法
2.5 超声远场区的声压分布特点是什么？超声检测、校验时，何时考虑超声波远场区横截面声压分
布规律的影响？ 答：（1）在超声的远场区内（X＞N）各各截面中心声压最高，偏离中心线的声压逐渐降低的分不规律。 （2）实际超声检测时，需要考虑的影响有：a.测定探头声束轴线的偏离与横波探头的K值时，规定
在N或在2N以外；b.移动探头确定缺陷最高回波时，探头中心对准缺陷进行。 2.6 何谓主声束？何谓指向性？其优劣用什么表示？ 答：（1）声源正前方能量集中的锥形区域称为主声束。
（2）超声波探头定向辐射超声波的性质。指向性的优劣一般用半扩散角θ0来表示。
3.1 JB/T4730.3－2005标准对超声波探伤仪的性能有哪些要求？ 答:（1）工作频率范围为0.5MHz～10MHz。
(2）仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。
(3)探伤仪应具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于2dB，其精度为任意相邻12dB误
差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB。 (4)水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。 3.2 数字式探伤仪有哪些优势与不足？ 答: （1）优势：
A.接受信号的数字化使超声信号的存储、记录、再现十分方便，改变了传统超声检测缺乏永久记录的
缺点；
B.方便了信号的分析和处理，从而可从接受的超声信息中得到更多的量化信息； C.不需要传统的示波管，仪器更便于小型化；
D.仪器参数的数字式控制，为自动检测系统提供了更有利的条件。
E.数字化使仪器功能可用软件不断扩展，使一台仪器满足不同使用者的要求。
（2）不足：因模/数转换器的采样频率、数据长度、显示器的分辨力、刷新频率等带来的信号失
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真，可能对检测信号的判断、分析带来一定的影响。
3.3 JB/T4730.3－2005标准对探伤仪和探头的系统性能有哪些要求？ 答：（1）在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。 （2）仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。 （3）仪器和直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：对于频率为5MHz的探头，宽度不大
于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。
（4）直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。 3.4 探头的主要性能指标有哪些？ 答：探头的主要性能指标有： （1）斜探头的入射点
（2）斜探头K值和折射角βs （3）探头主声束偏离与双峰。
3.5 纵波直探头、横波斜探头分别适用于对哪类缺陷进行检测？
答:（1）纵波直探头主要用于检测与检测面平行的缺陷，如板材、锻件等。
(2）横波斜探头主要用于检测与检测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝、管材、锻件等。 3.6 试块的主要作用是什么？ 答: （1）确定检测灵敏度； （2）测试仪器和探头的性能； （3）调整扫描速度；
（4）评判缺陷的当量大小。
（5）测量材料的声速、衰减性能等。 3.7 使用试块时应注意些什么？ 答：使用试块时要注意： （1） 试块要在适当部位编号，以防混淆。 （2） 试块在使用和搬运过程中应注意保护，防止测试面损伤。 （3） 使用试块时应注意清除反射体内的油污和锈蚀。 （4） 注意防止试块锈蚀，使用后停放时间较长，要涂敷防锈剂。 （5）注意防止试块变形，平板试块尽可能立放，防止重压。 3.8 我国常用试块有哪几种？
答： (1) 标准试块:不同的标准选用不同的标准试块,GB、GJB、JB等 a. 钢板标准试块: CBⅠ、CBⅡ
b. 锻件标准试块:CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ
c. 焊接接头标准试块:CSK－ⅠA 、CSK－ⅡA、CSK－ⅢA、CSK－ⅣA (2) 对比试块:
a. 无缝钢管检测试块
b. 焊接接头对比试块：RB－1 、RB－2、RB－3 3.9 对比试块的基本要求有哪些？ 答：（1）对比试块材料的透声性、声速、声衰减等尽可能与被检测件相同或相近，无影响使用的缺陷。 （2）对比试块的外形应尽可能简单，并能代表被检测部位的特征。
（3）比对试块中的人工反射体的形状应按其目的选择，尽可能与需检测的缺陷特征接近。
4.1 什么是缺陷反射法？
（1）是根据仪器显示屏上是否有缺陷回波及显示情况对工件质量状况进行判断的方法。
（2）是脉冲反射法中的一个主要方法，应用广泛，灵敏度高，但受工件中缺陷的大小、方位及内含
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介质的影响。
4.2 简述选择超声探头频率的原则？ 答: （1）频率的高低对检测有很大影响。
（2）频率高，灵敏度和分辨率高，指向性好，对检测有利。但频率高，近场区长度大，衰减大，又对检测不利。
（3）实际检测中要全面分析考虑各方面的因素，合理选择频率。一般在保证检测灵敏度的前提下尽可能选用较低的频率。
4.3 怎样选择超声检测探头的晶片尺寸？ 答：（1）晶片尺寸大，发射能量大，扩散角小，远距离探测灵敏度高，适用于大型工件检测： （2）晶片尺寸小，近距离范围声束窄，有利于缺陷定位；
（3）对凹凸度大曲率半径小的工件，宜采用尺寸较小的探头。 4.4 焊缝检测如何选择探头的K值？ 答：（1）当工件厚度较小时，应选用较大K值的探头，以便增加一次波的声程，避免近场区检测。 （2）当工件厚度较大时，应选用较小K值的探头，以减少声程过大引起的衰减，便于发现深度较大处的缺陷。
（3）保证主声束能扫查整个焊缝截面。
（4）对于单面焊根部未焊透，K值应选择0.7~1.5，避免端角反射引起焊缝根部缺陷漏检。 4.5 什么是耦合补偿？如何进行耦合补偿？
答：(1)在实际检测中，当校准灵敏度用的试块与工件表面光洁度及曲率不同时，由于工件耦合损耗
较大而使检测灵敏度降低，这时必须通过增加仪器的输出来补偿二者耦合损耗之差，此即耦合补偿。
(2)补偿方法：设测得的工件与试块表面耦合差补偿是△dB。将探头置于试块上调好检测灵 敏度，然后调节“增益键钮”增益△dB，这时耦合损耗恰好得到补偿。
4.6 什么是扫描速度？扫描速度校准原理是什么？焊接接头超声检测中,扫描速度的调节 方法有哪几种？ 答：（1）超声波探伤仪示波屏上时基扫描线的水平刻度值τ与实际声程x之间的比例关系称为扫描速
度。
（2） 超声波传播的距离和时间成正比。利用两个已知声程的标准反射体声程差及时间差的关系回归“入射零点”的原理，校准扫描基线。。
（3） 焊接接头超声检测中,校准扫描速度的方法有以下三种:
a. 声程调节法:使显示屏上水平刻度值τ与横波声程X成正比, τ: x = 1:n ,
b. 水平调节法：使显示屏上的水平刻度值τ与反射体的水平距离L 成正比,即τ:L = 1:n , c.深度调节法：使显示屏上的水平刻度值τ与反射体的深度d 成正比,即τ:d = 1:n 4.7 什么是检测灵敏度？仪器系统灵敏度的常用校准方法有哪些？ 答：(1)检测灵敏度是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力。
(2) 仪器系统灵敏度的校准常用方法有波高比较法和曲线对比法两种。其中波高比较法包括试块调整法和工件底波调整法。曲线比较法包括面板曲线法和坐标曲线法。 4.8. 超声检测仪器系统的校准及灵敏度设定有哪些内容？ 答：（1）探头入射点及K值校准、仪器系统的扫描速度校准、仪器系统基准灵敏度校准。
（2）根据检测要求设定检测灵敏度。根据目的的不同，分为基准灵敏度、扫查灵敏度、评定线灵
敏度、定量线灵敏度、判废线灵敏度等。
4.9 缺陷的测量包括哪些内容？缺陷的位置及当量如何确定？ 答：（1） 缺陷的测量一般包括两个方面，一是缺陷位置的确定，二是缺陷当量大小的确定。 （2） 缺陷位置的确定:
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a.点定位:缺陷的定量是以缺陷最高点来确定的,采用空间坐标法或图示法。 b.区域定位:准确表明缺陷具体位置, 大多采用图示法。
（3）缺陷当量的确定:缺陷当量的确定要根据实际检测标准的具体要求，选择相应的当量表示方法来具体测定。实际工作中有当量法、测长法、底波高度法等表示方法。 4.10 简述超声检测中影响缺陷定位的主要因素？ 答：（1）仪器的影响：主要是仪器水平线性好坏的影响
（2）探头的影响：包括声束偏离、探头双峰、探头斜楔磨损、探头指向性的影响。
（3）工件的影响：包括工件表面粗糙度、工件材质、工件表面形状、工件边界、工件温度、工件中缺陷情况的影响。
（4）操作人员的影响：包括仪器时基线比例；入射点、K值、定位方法不当的影响。 4.11 什么是迟到波？迟到波有何特点？
答：(1) 当纵波直探头置于细长（或扁长）工件或试块上时，扩散纵波波束在侧壁产生波型转换为横
波，此横波在另一侧又转换为纵波，最后经底面反射回到探头，被探头接收，从而在显示屏上出现一个回波，由于转换横波声程长、波速小、传播时间较直接从底面反射的纵波长，因此转换后的波总出现在第一次底波B1之后，故称为迟到波。
(2) 特点:由于迟到波总是位于第一次底波B1之后，并且位置特定，而缺陷波一般位于B1之前，因此迟到波不会干扰缺陷波的判别。
4.12 超声检测中常见的非缺陷信号回波有哪几种？如何鉴别缺陷回波和非缺陷回波？
0
答：(1)常见的非缺陷回波有始波、底波、迟到波、61反射、三角反射，还可能有探头杂波、工件轮
廓回波，耦合剂反射波、草状回波及其他一些非缺陷回波。
(2) 检测人员应注意用超声波反射、折射和波型转换理论，并计算相应回波的声程来分析判别显示屏上可能出现的各种非缺陷回波，从而达到正确检测的目的，此外还可采用更换探头来鉴别探头杂波，用手指沾油触摸法来鉴别轮廓界面回波。
5.1 钢板中常见缺陷有哪几种？钢板检测为什么采用直探头？ 答：（1）钢板中常见缺陷有分层、折叠、白点、裂纹等。
（2）由于钢板中的分层、折迭等主要缺陷大都平行于板面，故一般采用直探头纵波检测。 5.2 为什么JB/T4730.3—2005标准规定,厚度小于20mm钢板超声检测必须采用双晶直探 头？ 答：（1）在基准灵敏度下仪器和探头组合的始脉冲宽度，按标准要求：频率为5MHz的探头，宽度不
大于10mm，频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。如果用这样的探头检测20mm厚的钢板，这样大的超声检测盲区是不能接受的。
（2）双晶直探头的检测盲区一般为3~4mm或更小，因此厚度小于20mm的钢板超声检测必须采
用双晶直探头。
5.3 当检测的钢板厚度大于探头的三倍近场长度时，如何用底波来校准灵敏度？
答：板厚大于探头的三倍近场长度时，可取钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度， 此时调整的灵敏度应与按对应厚度CBⅡ试块Φ5平底孔调整的灵敏度一致。
5.4 要求对厚度为46mm钢板按JB/T4730.3-2005进行超声检测，现有探头：2.5P14Z、 2.5P20Z、2.5P30Z，应选用哪种规格的探头进行检测？
答：对于厚度 T＝46mm的钢板，根据JB/T4730.3—2005标准4.1钢板超声检测规定：单晶 直探头、公称频率2.5MHz、晶片尺寸φ20mm～φ25mm ，因此选用2.5P20Z纵波直探头。 5.5 JB/T4730.3—2005标准规定,在钢板超声波检测中,什么情况即作为缺陷处理？ 答：在钢板超声检测中，下列三种情况之一均作为缺陷处理：
（1）缺陷第一次反射波（F1）波高大于或等于满刻度的50%，即F1≥50%；
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