超聲波問(wèn)答題

1、問(wèn)答題1.將超聲波直探頭置于IIW1試塊側(cè)面上探測(cè)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(gè)遲到波各是什么波型（前面為L(zhǎng)LL波后面為L(zhǎng)SL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(dòng)的波源（如探頭中的晶片）。②要有能傳播超聲振動(dòng)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(shí)第一次底波與第二次底波之間可見到有兩個(gè)遲到波如下圖所示請(qǐng)指出這兩個(gè)遲到波各是什么波型（前面為L(zhǎng)LL波后面為L(zhǎng)SL波）5一個(gè)探頭的標(biāo)記為5I20SJ20DJ，試說(shuō)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(diǎn)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(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)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(jiǎn)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(duì)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(shí)，聲速也不一樣。同一介質(zhì)，傳播不同類型聲波時(shí)，聲速也不相同。③介質(zhì)尺寸大小及介質(zhì)溫度對(duì)聲速也有一定影響。10簡(jiǎn)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(shí)，相遇處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是各列波引起的分振動(dòng)的合成，任一時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)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(zhǎng)、振幅、振動(dòng)方向等）不變，并按照各自原來(lái)的傳播方向繼續(xù)前進(jìn)。③波的疊加原理描述了波的獨(dú)立性，及質(zhì)點(diǎn)受到幾個(gè)波同時(shí)作用時(shí)的振動(dòng)的疊加性。11何謂超聲波聲場(chǎng)？超聲波聲場(chǎng)的特征量有哪些？答：充滿超聲波的空間或超聲振動(dòng)所波及的部分介質(zhì)，稱為超聲波聲場(chǎng)。描述超聲波聲場(chǎng)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(chǎng)中某一點(diǎn)在某一瞬時(shí)所具有的壓強(qiáng)P與沒(méi)有超聲波

6、存在時(shí)同一點(diǎn)的靜壓強(qiáng)P之差，稱為該點(diǎn)的聲19.畫圖說(shuō)明超聲波聲場(chǎng)分為哪幾個(gè)區(qū)域？答：超聲波聲場(chǎng)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(gè)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(zhǎng)之比不同，副聲束的能量和輻射方向也不相同。②近場(chǎng)指主聲束中心軸線上最后一

7、個(gè)聲壓最大值處至晶片表面這一區(qū)域。近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度用N表示，它取決于晶片的直徑D（或面積As）和波長(zhǎng)λ，用公式N=D24λ=Asπλ表示。近場(chǎng)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(chǎng)區(qū)也稱為干涉區(qū)，干涉現(xiàn)象對(duì)探傷有很大影響，探傷時(shí)要盡量避免。③遠(yuǎn)場(chǎng)近場(chǎng)以外的區(qū)域稱為遠(yuǎn)場(chǎng)。遠(yuǎn)場(chǎng)中各子波傳播的距離已經(jīng)很長(zhǎng)，相位幾乎相等，各量可簡(jiǎn)單相加。聲壓值隨距離增加單調(diào)下降。遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的大小由晶片尺寸、波長(zhǎng)、介質(zhì)的聲學(xué)特性及激勵(lì)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(diǎn)至近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)分界點(diǎn)的一段區(qū)域，稱為未擴(kuò)散區(qū)。未擴(kuò)散區(qū)分界點(diǎn)至晶片表面的距離約為近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)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(diǎn)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(shí)，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(chǎng)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(cè)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(cè)中，聲源的尺寸一般都大于波長(zhǎng)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(lái)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(cè)中，由于頻率較高，固體中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是難以察覺的。因?yàn)槁晱?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(zhǎng)之比，當(dāng)晶粒小于波長(zhǎng)時(shí)，幾乎沒(méi)有散射。在固體中，超聲波傳輸損失小，探測(cè)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(hào)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(duì)接焊縫中的未熔合和小氣孔，應(yīng)采用什么無(wú)損檢測(cè)方法檢查？答：超聲波和射線二種方法。24.試比較射線檢測(cè)與超聲波檢測(cè)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(cè)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?yàn)樘筋^斜楔磨損而導(dǎo)致折射聲束軸線方向變化的情況(實(shí)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(jiǎn)述超聲波檢測(cè)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(gè)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(gè)探傷儀的指揮“中樞”。27超聲波檢測(cè)儀發(fā)射