超聲Ⅱ級物理基礎(chǔ)答案課件

超聲Ⅱ級物理基礎(chǔ)練習(xí)題答案一．是非題:(是”√”,非”×”)1．超聲波的頻率取決于晶片振動的頻率。（√）2．超聲波（指縱波、橫波和表面波）在介質(zhì)中傳播的速度與頻率成正比。（×）[縱波,橫波和和表面波的聲速只與傳聲材料的種類有關(guān),與頻率無關(guān).]3．所有液體（水除外），其聲速都隨溫度的升高而減小。（√）[通常,液體溫度的升高,都會引起聲速降低.水的溫度在74℃左右時聲速最大,低于74℃,則聲速隨溫度升高而增加,高于74℃,則聲速隨溫度升高而降低.]4．在同一固體材料中，傳播縱、橫波時聲阻抗不一樣。（√）[Z=ρc,cL>cS,故ZL>ZS]5．超聲波垂直入射到平界面時，反射波與透過波聲壓之和等于入射波聲壓(×）[聲壓是力的概念,故平界面兩側(cè)聲壓要符合力的平衡,即P入+P反=P透]6．超聲波垂直入射時，界面兩側(cè)聲阻抗相差越小，聲壓往復(fù)透過率越低。（×）7．第二介質(zhì)中折射的橫波平行于界面時的縱波入射角為第一臨界角。（×）據(jù)題意應(yīng)為第二臨界角.由于鋁的CL〉鋼的CL，故有機玻璃/鋁界面的第一臨界角小于有機玻璃/鋼界面的第一臨界角(sin0=0,sinπ/2=1.故CL1/CL2的比值越小,角度越小)；而由于鋁的Cs<鋼的Cs，故有機玻璃/鋁界面的第二臨界角大于有機玻璃/鋼界面的第二臨界角(CL1/CS2中的分母越小,則比值就大,第二臨界角就大)。]9．探測根部未焊透時，一般不宜選用折射角為60度的斜探頭。（√）由于折射角是60°的橫波，入射到根部未焊透時的入射角是30°，小于鋼/空氣界面的第三臨界角33.2°,故有較強的反射縱波,橫波的反射率因此明顯降低.不利于檢測根部未焊透.當用折射角為45°的橫波時,入射到根部未焊透時的入射角是45°，大于鋼/空氣界面的第三臨界角33.2°,故沒有反射縱波,橫波的反射率因此最高,有利于檢測根部未焊透.10．面積相同，頻率相同的圓晶片和方晶片，其聲束指向角亦相同。（×）設(shè)方晶片的邊長為a,圓晶片的直徑為D.據(jù)題意：因此,方晶片指向性好2.用入射角度為52°的斜探頭探測方鋼，下圖中哪一個聲束路徑是正確的？（斜楔為有機玻璃）（d）從(b)圖可知,縱波以30°入射角傾斜入射至試件斜底面,根據(jù)反射定律即可算出橫波反射角(∠1):Sin30°/5900=sinαS/3230∴αs=15°.即左圖的∠1=15°;則∠2=90°－15°=75°;而∠3=180°－60°－75°=45°;∠4=90°－45°=45°;∠4是橫波在右側(cè)面的入射角,已大于第三臨界角,故只有橫波全反射;又縱波L在傾斜底面的反射角等于入射角,也是30°,所以示意圖右下角的三角形是正三角形,縱波L在右側(cè)面的入射角是30°,故在右側(cè)面反射后有反射縱波L和反射橫波S.因此(b)圖是對的.

5.縱波以20°入射角自水中入射至鋼中，下圖中哪個聲束路徑是正確的？（d）

見書P.24表2-4:水/鋼的α1=14.7°,α2=27.7°.圖中的水中縱波入射角在第一和第二臨界角之間,則折射到鋼中應(yīng)是純橫波,且在水中只能傳播縱波.6.超聲波從水中通過曲表面進入金屬工件時，聲束在工件中將（d）a.具有對稱型相速度b.具有入射縱波的相速度c.不受零件幾何形狀影響d.收斂（如果工件表面為凹面）或發(fā)散（如果工件表面為凸面）

根據(jù)折射定律知:.因此,對照上圖就可知,工件表面為凹面,聲束收斂;工件表面為凸面,聲束發(fā)散.7.直探頭探測厚度250mm和500mm的兩個餅形試件，若后者探測面粗糙且與前者耦合差為5dB，兩者的材質(zhì)雙聲程衰減均為0.004dB/mm，當前者的底面回波調(diào)至示波屏滿幅的80%時，后者的底面回波應(yīng)為示波屏滿幅的（c）a.5%b.10%c.20%d.40%500/底波波幅dB=250/底波波幅dB－擴散造成的6分貝－耦合差5分貝－材質(zhì)衰減[(500－250)×0.004]=250/底波波幅dB－12分貝;8.下列哪種方法可增大超聲波在粗晶材料中的穿透能力？（b）a.用直徑較小的探頭進行檢驗b.用頻率較低的縱波進行檢驗c.將接觸法檢驗改為液浸法檢驗d.將縱波檢驗改為橫波檢驗10.當超聲橫波入射至端角時,下面的敘述哪點是錯誤的?(b)a.反射橫波與入射波平行但方向相反b.入射角為30°時的反射率最高c.入射角為45°時的反射率最高d.入射角為60°時的反射率最低由于入射到端角部位的入射角是30°，小于鋼/空氣界面的第三臨界角33.2°,故有較強的反射縱波,橫波的反射率因此明顯降低.當用折射角為45°的橫波時,入射到端角部位的入射角是45°，大于鋼/空氣界面的第三臨界角33.2°,故沒有反射縱波,橫波的反射率因此最高.11．在RB-2試塊上選擇h2=2h1兩孔調(diào)節(jié)掃描比例時,如測得的簡化水平距離分別為,則探頭前沿距離為:(C)A.B.C.D.從上圖中可知,據(jù)題意△oab與△o’a’b’相似(三條邊都平行),故對應(yīng)邊成比例.已知h2=2h1,所以兩三角形中兩條對應(yīng)的水平邊(水平距離)也同樣成比例:13．超聲波傾斜入射到異質(zhì)界面時，可能發(fā)生（D）A.反射B.折射C.波型轉(zhuǎn)換D.以上都可能14．K2斜探頭掃描比例調(diào)節(jié)用(水平1:1)鋼制半圓試塊的半徑尺寸應(yīng)為:A(sinβ=L/R,R=L/sinβ=30/sin63.4=33.6mm)A.33mm;B.42.4mm;C.66mm;D.以上均非.15．超聲波傾斜入射至異質(zhì)界面時，其傳播方向的改變主要取決于（B）A.界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗B.界面兩側(cè)介質(zhì)的聲速C.界面兩側(cè)介質(zhì)衰減系數(shù)D.以上全部(根據(jù)折射定律即可判斷.)16．超聲波在水/鋼界面上的反射角（B）A.等于入射角的1/4B.等于入射角C.縱波反射角大于橫波反射角D.以上B和C根據(jù)折射定律知:19．在探測條件相同的情況下，面積比為2的兩個平底孔，其反射波高相差（A）A.6dBB.12dBC.9dBD.3dB見書P.41公式2-54:

20.外徑為D，內(nèi)徑為d的空心圓柱體，以相同的靈敏度在內(nèi)壁和外圓探測，如忽略耦合差異，則底波高度比為（D）A.1B.

D.

c.2．什么是波型轉(zhuǎn)換？波型轉(zhuǎn)換的發(fā)生與哪些因素有關(guān)？答：超聲波傾斜入射到異質(zhì)界面時，除產(chǎn)生與入射波同類型的反射波和折射波外，還會產(chǎn)生與入射波不同類型的反射波或折射波，這種現(xiàn)象稱為波型轉(zhuǎn)換。發(fā)生波型轉(zhuǎn)換的相關(guān)因素有：（1）只發(fā)生在傾斜入射場合；（2）與界面兩側(cè)介質(zhì)的狀態(tài)（液、氣、固態(tài)）有關(guān)；（3）與界面兩側(cè)介質(zhì)的聲速有關(guān)；（4）與入射角大小有關(guān)。3．某耐磨尼龍材料的縱波速度為2200m/s，如用該材料作斜探頭楔塊，檢驗鋼焊縫（鋼的縱波速度為5900m/s，橫波速度為3230m/s），試計算第一、第二臨界角各為多少？解：答：第一臨界角為22°,第二臨界角為42.9°.4．某工件厚T=240㎜，測得第一次底波為屏高的90%，第二次底波為15%，如忽略反射損失，試計算該材料的衰減系數(shù)？解:/mm答:該材料的衰減系數(shù)為0.02dB/mm.5.用2.5P20K1.5（2.5MHz,Φ20mm，tgβ=1.5）斜探頭,檢驗T=100mm鋼板對接焊縫，掃描按深度1:1調(diào)節(jié)，探傷靈敏度為φ3×40-14dB，探傷中發(fā)現(xiàn)一缺陷，深40mm，波高25dB，按GB11345-89標準B級，此缺陷如何評定？（楔中等效橫波聲程取為10mm）。解：設(shè)x1，x2分別為孔深d1=100mm，d2=40mm時的聲程：已知K=1.5，L=10mm同孔徑長橫孔,深40與深100兩孔反射波高dB差為:△dB=30lg