1、第三章一、是非题3.1 超声波探伤中，发射超声波是利用正压电效应，接收超声波是利用逆压电效应。()3.2 增益 100dB 就是信号强度放大 100 倍。 ()3.3 与锆钛酸铅相比，石英作为压电材料有性能稳定、机电耦合系数高、压电转换能量损失小等优点。 ()3.4 与普通探头相比，聚焦探头的分辨力较高。 ()3.5 使用聚焦透镜能提高灵敏度和分辨力，但减小了探测范围。 ()3.6 点聚焦探头比线聚焦探头灵敏度高。 ()3.7 双晶探头只能用于纵波检测。 ()3.8 B 型显示能够展现工件内缺陷的埋藏深度。 ()3.9 C 型显示能展现工件中缺陷的长度和宽度，但不能展现深度。 ()3.10 通
2、用 AVG 曲线采用的距离是以近场长度为单位的归一化距离，适用于不同规格的 探头。3.11 在通用 AVG 曲线上，可直接查得缺陷的实际声程和当量尺寸。 ()3.12 A 型显示探伤仪，利用 D.G.S 曲线板可直观显示缺陷的当量大小和缺陷深度。3.13 衰减器是用来调节探伤灵敏度的，衰减器读数越大，灵敏度越高。（）3.14 多通道探伤仪是由多个或多对探头同时工作的探伤仪。 ()3.15 探伤仪中的发射电路亦称为触发电路。 ()3.16 探伤仪中的发射电路亦可产生几百伏到上千伏的电脉冲去激励探头晶片振动。()3.17 探伤仪的扫描电路即为控制探头在工件探伤面上扫查的电路。 ()3.18 探伤仪
3、发射电路中的阻尼电阻的阻值愈大，发射强度愈弱。 ()3.19 调节探伤仪“深度细调”旋钮时，可连续改变扫描线扫描速度。 ()3.20 调节探伤仪“抑制”旋钮时，抑制越大，仪器动态范围越大。 ()3.21 调节探伤仪“延迟”旋钮时，扫描线上回波信号间的距离也将随之改变。 ()3.22 不同压电晶体材料中声速不一样，因此不同压电材料的频率常数也不相同。()3.23 不同压电材料的频率常数不一样，因此用不同压电材料制作的探头其标称频率不可能相同。()3.24 压电晶片的压电应变常数(d33)大，则说明该晶片接收性能好。 ()3.25 压电晶片的压电电压常数(g33)大，则说明该晶片接收性能好。 ()
4、3.26 探头中压电晶片背面加吸收块是为了提高机械品质因子 m，减少机械能损耗。()3.27 工件表面比较粗糙时，为防止探头磨损和保护晶片，宜选用硬保护膜。 ()3.28 斜探头楔块前部和上部开消声槽的目的是使声波反射回晶片处，减少声能损失。()3.29 由于水中只能传播纵波，所以水浸探头只能进行纵波探伤。 ()3.30 双晶直探头倾角越大，交点离探测面距离愈远，覆盖区愈大。 ()3.31 斜探头前部磨损较多时，探头的 K 值将变大。 ()3.32 利用 IIW 试块上 50mm 孔与两侧面的距离，仅能测定直探头盲区的大致范围。()3.33 当斜探头对准 IIW2 试块上 R50 曲面时，荧光
5、屏上的多次反射回波是等距离的。 ()3.34 中心切槽的半圆试块，其反射特点是多次回波总是等距离出现。 ()3.35 与 IIW 试块相比 CSK-1A 试块的优点之一是可以测定斜探头分辨力。 ()3.36 调节探伤仪的“水平”旋钮，将会改变仪器的水平线性。 ()3.37 测定仪器的“动态范围”时，应将仪器的“抑制”、“深度补偿”旋钮置于“关”的位置。 ()3.38 盲区与始波宽度是同一概念。 ()3.39 测定组合灵敏度时，可先调节仪器的“抑制”旋钮，使电噪声电平10%，再进行测试。 ()3.40 测定“始波宽度”时，应将仪器的灵敏度调至最大。 ()3.41 为提高分辨力，在满足探伤灵敏度要
6、求情况下，仪器的发射强度应尽量调得低一些。3.42 脉冲重复频率的调节与被探工件厚度有关，对厚度大的工件，应采用较低的重复频率。3.43 双晶探头主要用于近表面缺陷的探测。 ()3.44 温度对斜探头折射角有影响，当温度升高时，折射角将变大。 ()3.45 目前使用最广泛的测厚仪是共振式测厚仪。 ()3.46 在钢中折射角为 60u30340X斜探头，用于探测铝时，其折射角将变大。 ()3.47 “发射脉冲宽度”就是指发射脉冲的持续时间。 ()3.48 软保护膜探头可减少粗糙表面对探伤的影响。 ()3.49 水浸聚焦探头探伤工件时，实际焦距比理论计算值大。()3.50 声束指向角较小且声束截面
7、较窄的探头称作窄脉冲探头。 ()是非题答案3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.113.123.133.143.153.163.173.183.193.203.213.223.233.243.253.263.273.283.293.303.313.323.333.343.353.363.373.383.393.403.413.423.433.443.453.463.473.483.493.503.1 A 型扫描显示中，从荧光屏上直接可获得的信息是：() A.缺陷的性质和大小B.缺陷的形状和取向C.缺陷回波的大小和超声传播的时间D.以上都是3.2
8、A 型扫描显示，“盲区”是指：() A.近场区B.声束扩散角以外区域C.始脉冲宽度和仪器阻塞恢复时间D.以上均是3.3 A 型扫描显示中，荧光屏上垂直显示大小表示：() A.超声回波的幅度大小B.缺陷的位置C.被探材料的厚度D.超声传播时间3.4 A 型扫描显示中，水平时基线代表：() A.超声回波的幅度大小B.探头移动距离 C.声波传播时间D.缺陷尺寸大小3.5 脉冲反射式超声波探伤仪中，产生触发脉冲的电路单元叫做() A.发射电路B.扫描电路C.同步电路D.显示电路3.6 脉冲反射超声波探伤仪中，产生时基线的电路单元叫做() A.扫描电路B.触发电路C.同步电路D.发射电路3.7 发射电路
9、输出的电脉冲，其电压通常可达() A.几百伏到上千伏B.几十伏C.几伏D.1 伏3.8 发射脉冲的持续时间叫：() A.始脉冲宽度B.脉冲周期C.脉冲振幅D.以上都不是3.9 探头上标的 2.5MHz 是指：() A.重复频率B.工作频率C.触发脉冲频率D.以上都不对3.10 影响仪器灵敏度的旋纽有：()A. 发射强度和增益旋纽B.衰减器和抑制C.深度补偿D.以上都是3.11 仪器水平线性的好坏直接影响：() A.缺陷性质判断B.缺陷大小判断C.缺陷的精确定位D.以上都对3.12 仪器的垂直线性好坏会影响：()A. 缺陷的当量比较B.AVG 曲线面板的使用C.缺陷的定位D.以上都对3.13 接
10、收电路中，放大器输入端接收的回波电压约有() A.几百伏B.100V 左右C.10V 左右D.0.0011V3.14 同步电路每秒钟产生的触发脉冲数为() A.12 个B.数十个到数千个C.与工作频率相同 D.以上都不对。3.15 调节仪器面板上的“抑制”旋钮会影响探伤仪的() A.垂直线性B.动态范围C.灵敏度D.以上全部3.16 放大器的不饱和信号高度与缺陷面积成比例的范围叫做放大器的：()A. 灵敏度范围B.线性范围 C.分辨力范围D.选择性范围3.17 单晶片直探头接触法探伤中，与探测面十分接近的缺陷往往不能有效地检出，这是因为： A.近场干扰B.材质衰减C.盲区D.折射3.18 同步
11、电路的同步脉冲控制是指：( ) A.发射电路在单位时间内重复发射脉冲次数B.扫描电路每秒钟内重复扫描次数C.探头晶片在单位时间内向工件重复辐射超声波次数D.以上全部都是3.19 表示探伤仪与探头组合性能的指标有：() A.水平线性、垂直线性、衰减器精度B.灵敏度余量、盲区、远场分辨力C.动态范围、频带宽度、探测深度D.垂直极限、水平极限、重复频率3.20 使仪器得到满幅显示时 Y 轴偏转板工作电压为 80V，现晶片接收到的缺陷信号电压为40mV，若要使此缺陷以 50%垂直幅度显示，仪器放大器应有多大增益量?( )A. 4dBB.66dBC.60dBD.80dB3.21 脉冲反射式超声波探伤仪同
12、步脉冲的重复频率决定着：() A.扫描长度B.扫描速度C.单位时间内重复扫描次数D.锯齿波电压幅度3.22 线聚焦探头声透镜的形状为（C） A.球面B.平面C.柱面D.以上都可以3.23 探头的分辨力：()A. 与探头晶片直径成正比B.与频带宽度成正比C.与脉冲重复频率成正比D.以上都不对3.24 当激励探头的脉冲幅度增大时：()A. 仪器分辨力提高B.仪器分辨力降低，但超声强度增大C.声波穿透力降低D.对试验无影响3.25 探头晶片背面加上阻尼块会导致：()A. m 值降低，灵敏度提高B.m 值增大，分辨力提高C.m 值增大，盲区增大D.m 值降低，分辨力提高3.26 为了从换能器获得最高灵
13、敏度：()A. 应减小阻尼块B.应使用大直径晶片C.应使压电晶片在它的共振基频上激励 D.换能器频带宽度应尽可能大3.27 超声检测系统的灵敏度：()A. 取决于探头、高频脉冲发生器和放大器B.取决于同步脉冲发生器C.取决于换能器机械阻尼D.随分辨力提高而提高3.28 换能器尺寸不变而频率提高时：()A. 横向分辨力降低B.声束扩散角增大C.近场长度增大D.指向性变钝3.29 一般探伤时不使用深度补偿是因为它会：() A.影响缺陷的精确定位B.影响 AVG 曲线或当量定量法的使用C.导致小缺陷漏检D.以上都不对3.30 晶片共振波长是晶片厚度的（）A.2 倍B.1/2 倍C.1 倍D.4 倍3
14、.31 已知 PZT-4 的频率常数是 2000m/s，2.5MHz 的 PZT-4 晶片厚度约为：()A.0.8mmB.1.25mmC.1.6mmD.0.4mm3.32 在毛面或曲面工件上作直探头探伤时，应使用：() A.硬保护膜直探头B.软保护膜直探头C.大尺寸直探头D.高频直探头3.33 目前工业超声波探伤使用较多的压电材料是：() A.石英B.钛酸钡C.锆钛酸铅D.硫酸锂3.34 双晶直探头的最主要用途是：()A. 探测近表面缺陷B.精确测定缺陷长度C.精确测定缺陷高度D.用于表面缺陷探伤3.35 超声波探伤仪的探头晶片用的是下面哪种材料：() A.导电材料 B.磁致伸缩材料C.压电材
15、料 D.磁性材料3.36 下面哪种材料最适宜做高温探头：() A.石英 B.硫酸锂C.锆钛酸铅 D.铌酸锂3.37 下面哪种压电材料最适宜制作高分辨力探头：() A.石英B.钛酸铅C.偏铌酸铅 D.钛酸钡3.38 下列压电晶体中哪一种作高频探头较为适宜() A.钛酸钡B.铌酸锂C.PZTD.钛酸铅3.39 表示压电晶体发射性能的参数是()A. 压电电压常数 g33B.机电耦合系数 KC.压电应变常数 d33D.以上全部3.40 下面关于横波斜探头的说法哪一句是错误的（ C） A.横波斜探头是由直探头加透声斜楔组成B.斜楔前面开槽的目的是减少反射杂波C.超声波在斜楔中的纵波声速应大于工件中的横波
16、声速D.横波是在斜楔与工件的交界面上产生3.41 窄脉冲探头和普通探头相比()A. 值较小B.灵敏度较低C.频带较宽D.以上全部3.42 采用声透镜方式制作聚焦探头时，设透镜材料为介质 1，欲使声束在介质 2 中聚焦， 选用平凹透镜的条件是()A.Z1Z2B.C1C2C.C1C2D.Z1Z23.43 探头软保护膜和硬保护膜相比，突出优点是()A. 透声性能好B.材质衰减小C.有利消除耦合差异D.以上全部3.44 接触式聚焦方式按聚焦方式不同可分为(D) A.透镜式聚焦 B.反射式聚焦C.曲面晶片式聚焦 D.以上都对3.45 以下哪一条，不属于双晶探头的优点() A.探测范围大B.盲区小C.工件
17、中近场长度小 D.杂波少3.46 以下哪一条，不属于双晶探头的性能指标() A.工作频率B.晶片尺寸C.探测深度D.近场长度3.47 斜探头前沿长度和 K 值测定的几种方法中，哪种方法精度最高：() A.半圆试块和横孔法B.双孔法C.直角边法D.不一定，须视具体情况而定3.48 超声探伤系统区别相邻两缺陷的能力称为：() A.检测灵敏度B.时基线性C.垂直线性D.分辨力3.49 用以标定或测试超声探伤系统的，含有模拟缺陷的人工反射体的金属块叫：()A. 晶体准直器B.测角器C.参考试块D.工件3.50 对超声探伤试块的基本要求是：() A.其声速与被探工件声速基本一致B.材料中没有超过 2mm
18、 平底孔当量的缺陷C.材料衰减不太大且均匀D.以上都是3.51 CSK-A 试块上的 16 横孔，在超声远场，其反射波高随声程的变化规律与() 相同。A. 长横孔 B.平底孔 C.球孔 D.以上 B 和 C选择题答案3.1 C 3.2 C 3.3 A 3.4 C 3.5 C3.6 A 3.7 A 3.8 A 3.9 B 3.10 D3.11C3.12A3.13D3.14B3.15D3.16B3.17C3.18D3.19B3.20C3.21C3.22A3.23B3.24B3.25D3.26C3.27A3.28C3.29B3.30A3.31A3.32B3.33C3.34A3.35C3.36D3.3
19、7C3.38B3.39C3.40B3.41D3.42C3.43C3.44B3.45A3.46D3.47A3.48D3.49C3.50D3.51D第三章三、问答题3.1 简述超声波探伤仪中同步电路的作用?3.2 超声波探伤仪发射电路中的阻尼电阻有什么作用?3.3 超声波探伤仪的接收电路由哪几部分组成?“抑制”旋钮有什么作用?3.4 什么是压电晶体?举例说明压电晶体分为几类?3.5 何谓压电材料的居里点?哪些情况要考虑它的影响?3.6 探头保护膜的作用是什么?对它有哪些要求?3.7 声束聚焦有什么优点?简述聚焦探头的聚焦方法和聚焦形式?3.8 超声波探伤仪主要性能指标有哪些?3.9 超声波斜探头的
20、技术指标有哪些?3.10 简述超声探伤系统主要性能指标有哪些?3.11 对超声波探伤所用探头的晶片材料有哪些要求?3.12 什么是试块?试块的主要作用是什么?3.13 试块有哪几种分类方法?我国常用试块有哪几种?3.14 试块应满足哪些基本要求?使用试块时应注意些什么?3.15 我国的 CSK-IA 试块与 IIW 试块有何不同?问答题参考答案3.1 答：同步电路又称触发电路，它每秒钟产生数十至数千个脉冲，触发探伤仪的扫描电路， 发射电路等，使之步调一致，有条不紊地工作，因此，同步电路是整个探伤仪的指挥“中枢”。3.2 答：改变阻尼电阻 Ro 的阻值可改变发射强度，阻值大发射强度高，发射的声能
21、多，阻尼电阻阻值小，则发射强度低。但改变 Ro 阻值也会改变探头电阻尼大小，影响探头分辩力。3.3 答：（1）接收电路由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器等几部分组成。（2）调节“抑制旋钮”可使低于某一电平的信号在荧光屏上不予显示，从而减少荧光屏上的杂波。但使用“抑制”时，仪器的垂直线性和动态范围均会下降。3.4 答：（1）某些晶体受到拉力或压力产生变形时，产生交变电场的效应称为正压电效应。在电场的作用下，晶体发生弹性形变的现象，称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。能够产生压电效应的材料称为压电材料。由于它们多为非金属电介质晶体结构，故又称为压电晶体。（2）压电晶体分为：单晶体：
22、如石英、硫酸锂、铌酸锂等。多晶体：如钛酸钡、钛酸铅，锆钛酸铅(PZT)等。3.5 答：（1）当压电材料的温度达到一定值后，压电效应会自行消失，称该温度值为材料的居里温度或居里点，用 Te 表示。同一压电晶体有不同的上居里温度和下居里温度。不同的压电晶体，居里温度也不一样。（2）对高温工作进行探伤时，应选用上居里点较高的压电晶片制作探头。在寒冷地区探伤时，应选用下居里点较低的压电晶片制作探头。3.6 答：（1）保护膜加于探头压电晶片的前面，作用是保护压电晶片和电极，防止其磨损和碰坏。（2）对保护膜的要求是：耐磨性好，强度高，材质衰减小，透声性好，厚度合适。3.7 答：（1）聚焦的声束，声能更为集
23、中，中心轴线上的声压增强，同时可改善声束指向性，对提高探伤灵敏度、分辨力和信噪比均为有利。（2） 聚焦方法：（3） 聚焦形式：点聚焦和线聚焦。3.8 答：探伤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。（1） 水平线性：也称时基线性或扫描线性，是指探伤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。水平线性的好坏以水平线性误差表示。（2） 垂直线性：也称放大线性或幅度线性，是指探伤仪荧光屏上反射波高度与接收信号电压成正比的程度。垂直线性的好坏以垂直线性误差表示。（3） 动态范围：是探伤仪荧光屏上反射波高从满幅(垂直刻度 100%)降至消失时(最小可辨认值)仪器衰减器
24、的变化范围。以仪器的衰减器调节量(dB 数)表示。3.9 答：除了频率、晶片材料、晶片尺寸等影响声场性能的指标外，超声波斜探头还有以下技术指标：（1） 斜探头的入射点和前沿长度：是指其主声束轴线与探测面的交点，入射点至探头前沿的距离称为探头前沿长度，测定入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的 K 值。（2） 斜探头 K 值和折射角 s：斜探头 K 值是指被探工件中横波折射角 s 的正切值， K=tgs。（3） 探头主声束偏离：是指探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度，常用偏离角来表示。3.10 答：系统性能是仪器、电缆、探头特性的综合反映，即探伤仪和探头的组合性能，主要有信噪
25、比、灵敏度余量、始波宽度、盲区和分辨力。（1） 信噪比：是探伤仪荧光屏上界面反射波幅与最大杂波幅度之比。以 dB 数表示。（2） 灵敏度余量：也称综合灵敏度。是指探测一定深度和尺寸的反射体，当其反射波高调到荧光屏指定高度时，探伤仪剩余的放大能力。以此时衰减器的读数（dB表示）。（3） 始波宽度：也称始波占宽，它是指发射脉冲的持续时间，通常以一定灵敏度条件下， 荧光屏水平“0”刻度至始波后沿与垂直刻度 20%线交点间的距离所相当的声波在材料中传播距离来表示。（4） 盲区：是探测面附近不能探出缺陷的区域。以探测面到能够探出缺陷的最小距离表示。（5） 分辨力：是在探伤仪荧光屏上能够把两个相邻缺陷作为
26、两个反射信号区别出来的能力。分辨力可分为纵向分辨力和横向分辨力。通常所说的分辨力是指纵向分辨力。一般以相距 6mm 或 9mm 的两个反射面反射波幅相等时，波峰与波谷比值的 dB 数表示。3.11 答：对晶片材料一般有以下要求：（1） 材料厚度方向机电耦合系数 Kt 要大，径向机电耦合系数 Kp 要小，即 Kt/Kp 值要大， 从而获得较高的转换效率，有利于提高探测灵敏度和信噪比。（2） 材料机械品质因子宜小一些，使晶片在激励后能很快回到静止状态，使声脉冲持续时间尽可能短，有利于提高纵向分辨力，减小盲区。（3） 晶片激励后所产生的声脉冲应具有良好的波形，其频谱包络线应接近于高斯曲线，有利于改善
27、近场区的声压分布。（4） 晶片材料与被检材料声阻抗应尽量接近，在水浸探伤时，晶片材料与水的声阻抗应尽量接近，以利于阻抗匹配。（5） 对一发一收探头，应选择压电应变常数 d33 大的材料做发射晶片，选择压电电压常数g33 大的材料做接收晶片。（6） 高温探伤应选择居里点高的材料做晶片。（7） 制造大尺寸探头应选择介电常数 小的材料做晶片。3.12 答：按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样，通常称为试块，试块和仪器、探头一样，是超声波探伤中的重要工具。其主要作用是：1.确定探伤灵敏度，在超声探伤前常用试块上某一特定的人工反射体来调整探伤灵敏度。2.测试仪器和探头的性 能，超声波探伤
28、仪和探头一些重要性能，如放大线性、水平线性、动态范围、灵敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、K 值等都是利用试块来测试的。3.调整扫描速度，利用试块可以调整仪器示波屏上水平刻度值与实际声程之间的比例关系即扫描速度，以便对缺陷进行定位。4.评定缺陷的大小，利用某些试块绘出的距离波幅当量曲线(即实用 AVG)来对缺陷定量，是目前常用的定量方法之一。3.13 答：（1）按试块的来历分：(a)标准试块。是由权威机构制定的试块，试块的材质、形状、尺寸及表面状态都由权威部门统一规定。如国际焊接学会 IIW 试块和 IIW2 试块。(b) 参考试块。是由各部门按某些具体探伤对象制定的试块，如 CS1、CS
29、KA 试块等。（2）按试块上人工反射体分：(a)平底孔试块，一般平底孔试块上加工有底面为平面的平底孔，如 CS1、CS2 试块。(b)横孔试块,横孔试块上加工有与探测面平行的长横孔或短横孔，焊缝探伤中 CSKA(长横孔)和 CSKA(短横孔)试块。(c)槽形试块,槽形试块上加工有三角尖槽或矩形槽，如无缝钢管探伤中所用的试块，内、外圆表面就加工有三角尖槽。我国常用的试块有：（1） 机械部颁布的平底孔标准试块，CS1 和 CS2 试块。（2） 承压设备无损检测JB/T4730-2005 规定的试块，CSKA、CSKA、CSKA、CSKA 等。3.14 答：试块材质要均匀，内部杂质少，无影响使用的缺
30、陷。加工容易，不易变形和锈蚀， 具有良好的声学性能。试块的平行度、垂直度、光洁度和尺寸精度都要符合一定的要求。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，防止碰伤或擦伤。（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。3.15 答：我国的 CSKIA 试块是在 IIW 试块基础上改进后得到的。主要改进的有：（1） 将直孔 50 改为 50、44、40 台阶孔，以便于测定横波斜探头的分辨力。（2） 将 R100 改为 R100、R50 阶梯圆弧，以便于调整横波扫描速度和探测范围。（3） 将试块上标定的折射角改为 K 值(K=tgs)，从而可直接测出横波斜探头的 K 值。
