超聲波問答題

1、問答題1.將超聲波直探頭置于IIW1試塊側(cè)面上探測100mm距離的底波如下圖所示在第一次底波與第二次底波之間前兩個遲到波各是什么波型（前面為LLL波后面為LSL波）2何謂超聲波？它有哪些重要特性？答：頻率高于20000Hz的機(jī)械波稱為超聲波。重要特性：①超聲波可定向發(fā)射，在介質(zhì)中沿直線傳播且具有良好的指向性。②超聲波的能量高。③超聲波在界面上能產(chǎn)生反射，折射和波型轉(zhuǎn)換。④超聲波穿透能力強(qiáng)。3產(chǎn)生超聲波的必要條件是什么？答：①要有作超聲振

2、動的波源（如探頭中的晶片）。②要有能傳播超聲振動的彈性介質(zhì)（如受檢工件或試塊）。4.在棒材圓周面上進(jìn)行超聲探傷時第一次底波與第二次底波之間可見到有兩個遲到波如下圖所示請指出這兩個遲到波各是什么波型（前面為LLL波后面為LSL波）5一個探頭的標(biāo)記為5I20SJ20DJ，試說明其中數(shù)字和字母的含義？答：5：頻率5MHZ；I：壓電晶片材料碘酸鋰單晶；20：圓晶片直徑20mm；SJ：水浸探頭；20DJ：點聚焦，水中焦距20mm6.畫出下圖中不同

3、情況下聲波的收斂或發(fā)散的情況:（答案從略）7.在下圖中畫出超聲縱波從鈦合金中以45斜入射到鋼中的反射與折射情況:C鈦L=6150msC鈦S=3150msC鋼L=5850msC鋼S=3200ms（答案從略）8液體中為什么只能傳播縱波，不能傳播橫波？答：凡能承受拉伸或壓縮應(yīng)力的介質(zhì)都能傳播縱波，液體雖然不能承受拉伸應(yīng)力，但能承受壓應(yīng)力而產(chǎn)生容積變化，故液體介質(zhì)可傳播縱波。介質(zhì)傳播橫波時，介質(zhì)質(zhì)點受到交變的剪切應(yīng)力作用，液體介質(zhì)不能承受剪切應(yīng)

4、力，故橫波不能在液體中傳播。9簡述影響超聲波在介質(zhì)中傳播速度的因素有哪些？答：①超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的彈性模量和介質(zhì)的密度有關(guān)。對一定的介質(zhì)，彈性模量和密度為常數(shù)。不同介質(zhì)，聲速不同。②超聲波波型不同時，聲速也不一樣。同一介質(zhì)，傳播不同類型聲波時，聲速也不相同。③介質(zhì)尺寸大小及介質(zhì)溫度對聲速也有一定影響。10簡述波的疊加原理？答：①當(dāng)幾列波在同一介質(zhì)中傳播并相遇時，相遇處質(zhì)點的振動是各列波引起的分振動的合成，任一時刻該質(zhì)點的位

5、移是各列波引起的分位移的矢量和。②相遇后的各列波仍保持它們各自原有的特性（頻率、波長、振幅、振動方向等）不變，并按照各自原來的傳播方向繼續(xù)前進(jìn)。③波的疊加原理描述了波的獨立性，及質(zhì)點受到幾個波同時作用時的振動的疊加性。11何謂超聲波聲場？超聲波聲場的特征量有哪些？答：充滿超聲波的空間或超聲振動所波及的部分介質(zhì)，稱為超聲波聲場。描述超聲波聲場的物理量即特征量有聲壓、聲強(qiáng)和聲阻抗。聲壓：超聲波聲場中某一點在某一瞬時所具有的壓強(qiáng)P與沒有超聲波

6、存在時同一點的靜壓強(qiáng)P之差，稱為該點的聲19.畫圖說明超聲波聲場分為哪幾個區(qū)域？答：超聲波聲場可分為：①主聲束和副瓣聲源正前方，聲能最集中的錐形區(qū)域即為主聲束。主聲束的范圍最大，聲源發(fā)射的聲能主要集中在主聲束中。探頭的頻率指的是主聲束的頻率。聲束副瓣（即副聲束）通常出現(xiàn)在鄰近探頭晶片的一個區(qū)域內(nèi)，旁側(cè)于主波束。其軸線傾斜于晶片表面，能量微弱，截面較小。晶片尺寸和波長之比不同，副聲束的能量和輻射方向也不相同。②近場指主聲束中心軸線上最后一

7、個聲壓最大值處至晶片表面這一區(qū)域。近場區(qū)長度用N表示，它取決于晶片的直徑D（或面積As）和波長λ，用公式N=D24λ=Asπλ表示。近場區(qū)鄰近壓電晶片，聲壓分布最不均勻，這是由于此區(qū)域內(nèi)聲波干涉現(xiàn)象最嚴(yán)重。近場區(qū)也稱為干涉區(qū)，干涉現(xiàn)象對探傷有很大影響，探傷時要盡量避免。③遠(yuǎn)場近場以外的區(qū)域稱為遠(yuǎn)場。遠(yuǎn)場中各子波傳播的距離已經(jīng)很長，相位幾乎相等，各量可簡單相加。聲壓值隨距離增加單調(diào)下降。遠(yuǎn)場區(qū)的大小由晶片尺寸、波長、介質(zhì)的聲學(xué)特性及激勵晶

8、片的電壓決定。④未擴(kuò)散區(qū)主聲束截面與聲源直徑相同之點至近場與遠(yuǎn)場分界點的一段區(qū)域，稱為未擴(kuò)散區(qū)。未擴(kuò)散區(qū)分界點至晶片表面的距離約為近場區(qū)長度的1.6倍，該區(qū)域內(nèi)的平均聲壓可以看做常數(shù)，自此點開始主聲束擴(kuò)散，形成錐體。20.什么叫壓電效應(yīng)？答：在某些物體上施加壓力時，在其表面上產(chǎn)生電荷聚集的現(xiàn)象，稱為正壓電效應(yīng)。反之，當(dāng)把這種物體放在電場中，它自身產(chǎn)生形變，稱為逆（或負(fù)）壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)是可逆的。21.超聲波檢測利用超聲波的哪些特性？答

9、：①超聲波有良好的指向性，在超聲波檢測中，聲源的尺寸一般都大于波長數(shù)倍以上，聲束能集中在特定方向上，因此可按幾何光學(xué)的原理判定缺陷位置。②超聲波在異質(zhì)介面上將產(chǎn)生反射、折射、波型轉(zhuǎn)換、利用這些特性，可以獲得從缺陷等異質(zhì)界面反射回來的反射波及不同波型，從而達(dá)到探傷的目的。③超聲波檢測中，由于頻率較高，固體中質(zhì)點的振動是難以察覺的。因為聲強(qiáng)與頻率的平方成正比，所以超聲波的能量比聲波的能量大得多。④超聲波在固體中容易傳播。在固體中超聲波的散射

10、程度取決于晶粒度與波長之比，當(dāng)晶粒小于波長時，幾乎沒有散射。在固體中，超聲波傳輸損失小，探測深度大。22.什么叫AVG曲線？答：根據(jù)反射體的反射面積大小，離聲源的距離，反射信號的幅度三者之間的關(guān)系繪制的曲線，叫做AVG曲線23.如果要求檢查對接焊縫中的未熔合和小氣孔，應(yīng)采用什么無損檢測方法檢查？答：超聲波和射線二種方法。24.試比較射線檢測與超聲波檢測兩種方法的適用范圍和局限性[提示]：應(yīng)從兩種方法的靈敏度高低、檢測厚度范圍、易發(fā)現(xiàn)的缺

11、陷形狀以及安全防護(hù)和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行比較25.指出下列四種情況下因為探頭斜楔磨損而導(dǎo)致折射聲束軸線方向變化的情況(實線為原始斜楔面虛線為磨損後的斜楔面)折射角：a.變大，b.變小，折射聲軸線：c.偏左，d.偏右26簡述超聲波檢測儀中，同步電路的主要作用？答：同步電路又稱觸發(fā)電路，它每秒鐘產(chǎn)生數(shù)十至數(shù)千個觸發(fā)脈沖，觸發(fā)探傷儀的掃描電路，發(fā)射電路等，使之步調(diào)一致，有條不紊地工作，因此，同步電路是整個探傷儀的指揮“中樞”。27超聲波檢測儀發(fā)射