超声波检测教案.doc

1、何谓超声波？它有哪些重要特性？
答：频率高于20000Hz的机械波称为超声波。重要特性：①超声波可定向发射，在介质中沿直线传播且具有良好的指向性。②超声波的能量高。③超声波在界面上能产生反射，折射和波型转换。④超声波穿透能力强。
2、产生超声波的必要条件是什么？
答：①要有作超声振动的波源（如探头中的晶片）。②要有能传播超声振动的弹性介质
什么是波长?什么是频率?
答:相邻两波峰(或波谷)的距离称为波长,每秒钟发生的波峰数称为频率
15.超声波检测利用超声波的哪些特性？ P4
答：①超声波有良好的指向性。②超声波在异质介面上将产生反射、折射、波型转换。③超声波在固体中容易传播
超声波的传播速度 P7-8
超声波垂直入射到界面时的反射和透射 P 15
超声波倾斜入射到界面时的反射和透射 P 21

1．何谓超声波声场？超声波声场的特征量有哪些？
答：充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质，称为超声波声场。描述超声波声场的物理量即特征量有声压、声强和声阻抗。声压：超声波声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P与没有超声波存在时同一点的静压强P之差，称为该点的声压。声强：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。常用I表示。声阻抗：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，常用Z表示，声阻抗在数值上等于介质的密度与介质中声速C的乘积。
12．什么是波型转换？波型转换的发生与哪些因素有关？
答：①超声波入射到异质界面时，除产生入射波同类型的反射和折射波外，还会产生与入射波不同类型的反射或折射波，这种现象称为波型转换。②波型转换只发生在倾斜入射的场合，且与界面两侧介质的状态
（液、固、气态）有关。

超声波的衰减
13．什么是超声波的衰减？引起超声衰减的主要原因有哪些？
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。衰减的主要原因：
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阵面的几何形状，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（反射、折射或波型转换），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（和波长相比）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磨擦（粘滞性）和热传导等因素，使声能转换成其他能量（热量）。这种衰减称为吸收衰减，又称粘滞衰减。
散射衰减，吸收衰减与介质的性质有关，因此统称为材质衰减。
21.超声波检测利用超声波的哪些特性？
答：①超声波有良好的指向性，在超声波检测中，声源的尺寸一般都大于波长数倍以上，声束能集中在特定方向上，因此可按几何光学的原理判定缺陷位置。②超声波在异质介面上将产生反射、折射、波型转换、利用这些特性，可以获得从缺陷等异质界面反射回来的反射波及不同波型，从而达到探伤的目的。③超声波检测中，由于频率较高，固体中质点的振动是难以察觉的。因为声强与频率的平方成正比，所以超声波的能量比声波的能量大得多。④超声波在固体中容易传播。在固体中超声波的散射程度取决于晶粒度与波长之比，当晶粒小于波长时，几乎没有散射。在固体中，超声波传输损失小，探测深度大。
33．什么叫探伤灵敏度？常用的调节探伤灵敏度的方法有几种？
答：探伤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。有时也称为起始灵敏度或评定灵敏度。通常以标准反射体的当量尺寸表示。实际探伤中，常常将灵敏度适当提高，后者则称为扫查灵敏度或探测灵敏度。调节探伤灵敏度常用的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水试块底波调节两种方式。工件底波调节法包括计算法，AVG曲线法，底面回波高度法等多种方式。
34．焊缝斜角探伤中，定位参数包括哪些主要内容？
答：缺陷位置的记录应包括下列各项：①缺陷位置的纵坐标：沿焊缝方向缺陷位置到焊缝探伤原点或检验分段标记点的距离。记录时应规定出正方向。②缺陷深度：缺陷到探测面的垂直距离。③缺陷水平距离：缺陷在探测面上的投影点到探头入射点的距离，也称作探头缺陷距离。有时以简化水平距离代之，即缺陷在探测面上投影点到探头前沿的距离，亦称缺陷前沿距离。④探头焊缝距离：探头入射点到焊缝中心线的距离。⑤缺陷位置的横坐标：缺陷在探测面上投影点到焊缝中心线的距离，记录时应规定的正方向。其数值可以从③、④两参数之差求得。实际探伤中，由于焊缝结构形式不同，缺陷定位时，可依据标准或检验规程的要求，记录以上全部或部分参数。
35．何谓缺陷定量？简述缺陷定量方法有几种？
答：超声波探伤中，确定工件中缺陷的大小和数量，称为缺陷定量。缺陷的大小包括缺陷的面积和长度。缺陷的定量方法很多，常用的有当量法，底波高度法和测长法。
36．什么是当量尺寸？缺陷的当量定量法有几种？
答：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该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。当量法包括：①试块比较法：将缺陷回波与试块上人工缺陷回波作比较对缺陷定量的方法。②计算法：利用规则反射体的理论回波声压公式进行计算来确定缺陷当量尺寸的宣方法。③AVG曲线法：利用通用AVG曲线或实用AVG曲线确定缺陷当量尺寸的方法。
37．什么是缺陷的指示长度？测定缺陷指示长度的方法分为哪两大类？
答：按规定的灵敏度基准。根据探头移动距离测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。测定缺陷指示长度的方法分为相对灵敏度法和绝对灵敏度法两大类。①相对灵敏度法：是以缺陷最高回波为相对基准。沿缺陷长度方向移动探头，以缺陷波辐降低一定的dB值的探头位置作为缺陷边界来测定缺陷长度的方法。②绝对灵敏度法：是沿缺陷长度方向移动探头，以缺陷波幅降到规定的测长灵敏度的探头位置作为缺陷边界来测定长度的方法。
38．什么是缺陷定量的底波高度法？常用的方法有几种？
答：底波高度法是利用缺陷波与底波之比来衡量缺陷相对大小的方法，也称作底波百分比法。底波高度法常用两种方法表示缺陷相对大小：F/B法和F/BG法：①F/B法：是在一定灵敏度条件下，以缺陷波高F与缺陷处底波高B之比来衡量缺陷的相对大小的方法。②F/BG法：是在一定灵敏度条件下，以缺陷波高F与无缺陷处底波高BG之比来衡量缺陷相对大小的方法。底波高度法只能比较缺陷的相对大小，不能给出缺陷的当量尺寸。
99.名词解释：灵敏度
答：超声探伤系统所具有的探测最小缺陷的能力
100.名词解释：吸收
答：由于部分超声能量转变为热能而引起的衰减
101.名词解释：远场
答：近场以远的声场，在远场中，声波以一定的指向角传播，而且声压随距离的增大而单调地衰减
102.名词解释：重复频率
答：单位时间（秒）内产生的发射脉冲的次数
103.名词解释：频率常数
答：晶片共振频率与其厚度的乘积
104.名词解释：声场的指向性
答：波源发出的超声波集中在一定区域内，并且以束状向前传播的现象
105.名词解释：半波高度法
答：把最大反射波高降低一半（-6dB）用以测量缺陷指示长度的方法
106.名词解释：临界角
答：超声束的某个入射角，超过此角时某种特定的折射波型就不再产生
107.名词解释：阻尼
答：用电的或机械的方法来减少探头的振动持续时间
108.名词解释：距离幅度校准（距离幅度补偿、深度补偿）
答：用电子学方法改变放大量，使位于不同深度的相同反射体能够产生同样回波幅度的方法
109.名词解释：迟到回波
答：来自同一来源的回波，因所经的路径不同或在中途发生波型变换以致延迟到达的回波
110.名词解释：界面波
答：由声阻抗不同的两种介质的交界面产生的回波
111.什么叫超声场？反映超声场特征的主要参数是什么？
答：充满超声波能量的空间叫做超声场，反映超声场特征的重要物理量有声强、声压、声阻抗、声束扩散角、近场和远场区
112.超声探伤仪最重要的性能指标是什么？
答：超声探伤仪最重要的性能指标有：①分辨力；②动态范围；③水平线性；④垂直线性；⑤灵敏度；⑥信噪比
113.超声波探伤试块的作用是什么？
答：试块的作用是：①检验仪器和探头的组合性能；②确定灵敏度；③标定探测距离；④确定缺陷位置，评价缺陷大小
114.用CSK-1A试块可测定仪器和探头的哪些组合性能指标？
答：可测定的组合性能指标包括：①水平线性；②垂直线性；③灵敏度；④分辨力；⑤盲区；⑥声程；⑦入射点；⑧折射角
115.焊缝探伤时，用某K值探头的二次波发现一缺陷，当用水平距离1:1调节仪器的扫描时，怎样确定缺陷的埋藏深度？
答：采用下式确定缺陷的埋藏深度：h=2T-(水平距离/K)，式中：h-缺陷的埋藏深度；T-工件厚度；K-斜探头折射角的正切值
6.波长λ、声速C、频率f之间的关系是 λ=c/f

16.在平板对接焊缝的超声波检测中，为什么要用斜探头在焊缝两侧的母材表面上进行？
答：在焊缝母材两侧表面进行探测便于检出焊缝中各个方向的缺陷；便于使用一次、二次声程扫查整个焊缝截面，不会漏检；有些缺陷在一侧面发现后，可在另一侧面进行验证；一般母材表面光洁度比焊缝高，易于探头移动扫查，也可省去焊缝打磨的工作量

23．超声波探伤中常用的方法有几种？
答：常用两种方法表示缺陷相对大小：F/B法和F/BG法。（F表示缺陷波高、B表示缺陷处底波高、BG表示无缺陷处底波高）。
24．超声波焊缝检验中，“一次波法”与“直射法”是否为同一概念？
答：是同一概念。“一次波法”是指在斜角探伤中，超声束不经工件底面反射而直接对准缺陷的探测方法，亦称为直射法。
11．探头保护膜的作用是什么？
答：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。
12.对探头保护膜有哪些要求（至少3条）？
答：耐磨性好，强度高，材质衰减小，透声性好，厚度合适。
13．简述聚焦探头的聚焦方法？
答：聚焦方法：凹曲面晶片直接聚焦 采用声透镜片聚焦。
14．简述聚焦探头聚焦形式？
答：聚焦形式：点聚焦和线聚焦。
16.什么叫AVG曲线？
答：根据反射体的反射面积大小，离声源的距离，反射信号的幅度三者之间的关系绘制的曲线，叫做AVG曲线