问答题参考答案 2.docx
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问答题参考答案2
问答题参考答案
1.1什么是机械振动和机械波?
二者有何关系?
1.1答:
物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动,成为机械运动。
机械振动在弹性介质中传播就产生机械波,振动是产生波动的根源,而波动是振动是振动这一运动方式在介质中的扩展。
1.2什么是振动周期和振动频率?
二者有何关系?
1.2答:
振动物体完成一次全振动所需要的时间,称为振动周期,用T表示。
常用单位为秒(s)。
振动物体在单位时间内完成全振动的,称为振动频率,用f表示。
常用单位为赫兹(Hz),1赫兹表示在1秒钟内完成1次全振动,即1Hz=1次/秒。
由周期和频率的定义可知,二者互为倒数,即:
T=1/f。
1.3什么是谐振动?
有何特点?
什么是阻尼振动和受迫振动?
三者有何不同?
超声波探头中的压电晶片在在发射和接受超声波时产生何种振动?
1.3答:
质点M作匀速圆周运动时,其水平投影是一种振动。
质点M的水平位移y和时间t的关系可用方程y=Acos(
)来描述,该方程称为谐振方程,凡满足谐振方程的振动就是谐振动。
在谐振方程中,A-振幅,即最大水平位移;
—圆频率:
即1秒钟内变化的弧度数,
初相位,即t=0时,质点M的相位;
谐振动的特点是:
物体受到的回复力大小与位移成正比,其方向总是指向平衡位置,谐振物体的振幅不变,频率不变。
由于物体做谐振动时,只有弹性力或重力做功,其它力不做功,符合机械能守恒的条件,因此谐振动物体的能量遵守机械能守恒。
在平衡位置时动能最大势能为零,在位移最大位置时势能最大动能为零,其总能量始终保持不变。
谐振动是最简单最基本的直线运动,任何复杂的振动都可视为多个谐振动的合成。
由于阻力的作用,使振动系统的能量或振幅随时间不断减少的振动称为阻尼振动。
物体受到周期性变化的外力作用时产生的振动称为受迫振动。
超声波探头中的压电晶片在电脉冲激励下发生的振动以及超声回波传给晶片,导致晶片发生的振动都属受迫振动,而在其后,探头压电晶片的振动受吸收块的作用,振动很快停止,这一过程可视为阻尼振动。
1.4什么是弹性介质?
同样作为传声介质,固体和液体、气体有哪些不同?
1.4答:
在介质内部,各质点间以弹性力联系在一起,这样的介质称为弹性介质。
一般固体、液体、气体都可视为弹性介质。
但前者与后者存在区别,固体内部可以存在拉、压应力和剪切应力,而液体或气体内部不存在拉应力或剪切应力,只可以传递压应力。
纵波是靠拉、压应力传播的,所以在固体、液体、气体中都可以传播,而横波或表面波的传播需要剪切应力,所以它们只能在固体中传播,而不能在液体和气体中传播。
1.5什么是波动频率、波速和波长?
三者有何关系?
1.5答:
波动过程中,任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数,称为波动频率。
波动频率在数值上同振动频率,用f表示,单位为赫兹(Hz)。
波动中,波在单位时间内所传播的距离称为波速,用C表示。
常用单位为米/秒(m/s)
或千米/秒(km/s)。
同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离,称为波长,用
表示。
波源或介质中任意一质点完成一次全振动,波正好前进一个波长的距离。
波长的常用单位为毫米(mm)、米(m)。
由波速,波长和频率的定义得:
C=
由上式可知,波长与波速成正比,与频率成反比。
当频率一定时,波速愈大,波长就愈长;当波速一定时,频率愈低,波长就愈长。
1.6什么是超声波?
工业探伤应用的频率范围是多少?
在超声波探伤中应用了哪些超声波的哪些主要性质?
1.6答:
频率高于20000Hz的机械波称为超声波,工业探伤所用的频率一般在0.5~10MHz之间,对钢等金属材料的检验,常用的频率为1~5MHz之间。
超声波的主要特点是频率高,波长短,能量密度大,在工业探伤中主要利用了超声波的以下特性:
(1)超声波良好的指向性。
在超声波探伤中声源的尺寸一般均大于波长数倍以上,在此条件下,超声波能形成扩散角较小的声束。
沿特定方向上传播。
从而可按光学原理判定缺陷位置。
(2)超声波在异质界面上将产生反射,折射,利用这些特性,可以接收到从缺陷或其他异质界面反射回来的声波,获取需要的信息。
(3)超声波在异质界面上能产生波型转换,利用这一特性,可以从界面上获得不同型式的超声波从而满足探伤需要。
(4)超声波频率高,因为声强与频率成正比,所以超声波的能量比声波能量大得多,使用超声波探伤可以发射较大的能量,接收到较强的回波信号。
1.7什么是波线、波阵面和波前?
它们有何关系?
1.7答:
波阵面:
同一时刻,介质中振动相位相同的所有质点所联成的面称为波阵面。
波前:
某一时刻,波动所到达的空间各点所联成的面称为波前。
波线:
波的传播方向称为波线。
三者的关系是:
波前是最前面的波阵面,是波阵面的特例。
任意时刻,波前只有一个,而波阵面有无穷多个。
在各向同性的介质中,波线恒垂直于波阵面或波前。
1.8什么是平面波、柱面波和球面波?
各有何特点?
实际应用的超声波探头发出的波属于什么波?
1.8答:
据波阵面形状不同,可以把不同波源发出的波分为平面波、柱面波和球面波。
波阵面为互相平行的平面的波称为平面波。
平面波波束不扩散,平面波各质点振幅(声压)是一个常数,不随距离而变化。
波阵面为同轴圆柱面的波称为柱面波。
柱面波波束向周向扩散,而沿轴向不发生扩散,柱面波各质点的振幅(声压)与距离平方根成反比。
波阵面为同心球面的波称为球面波。
球面波波束向四面八方扩散,球面波各质点的振幅(声压)与距离成反比。
实际应用的超声波探头中的波源类似活塞振动,在各向同性的介质中辐射的波称为活塞波。
当距离源的距离足够大时,活塞波类似于球面波。
1.9简述影响超声波在介质中传播速度的影响有哪些?
1.9答:
(1)超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量和介质的密度有关。
对一定的介质,弹性模量和密度为常数,故声速也是常数,不同介质,声速不同。
(2)超声波波型不同时,声速也不一样。
同一介质,传播不同类型声波时,声速也不相同。
(3)介质尺寸大小及介质温度对声速也有一定影响。
1.10什么是波的叠加原理?
叠加原理说明了什么?
1.10答:
(1)当几列波在同一介质中传播并相遇时,相遇处质点的振动是各列波引起的分振动的合成,任一时刻该质点的位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们各自原有的特性(频率、波长、振幅、振动方向等)不变,并按照各自原来的传播方向继续前进。
(3)波的叠加原理说明了波的独立性,及质点受到几个波同时作用时的振动的可叠加性。
1.11什么叫波的干涉现象?
什么情况下合成振幅最大?
什么情况下合成振幅最小?
1.11答:
(1)两列频率相同,振动方向相同,相位相同或相位差恒定的波相遇时,由于波叠加的结果,会使某些地方的振动始终互相加强,而另一些地方的振动始终互相减弱或完全抵消,这种现象称为波的干涉,产生干涉现象的波称为相干波。
干涉现象的产生是相干波传播到空间各点时波程不同所致。
(2)当波程差等于波长的整数倍时,合成振幅达最大值。
(3)当波程差等于半波长的奇数倍时,合成振幅达最小值。
1.12何谓驻波?
为什么镜片厚度通常去二分之一波长?
1.12答:
(1)两列振幅相同的相干波,在同一直线上相向传播时互相叠加而成的波,称为驻波。
(2)当镜片厚度等于半波长整数倍时,会产生驻波。
所以取晶片厚度t=
可以形成驻波,产生共振,使合成振幅最大,有利于提高探头辐射超声波的效率。
1.13何谓绕射(衍射)?
绕射现象的发生与哪些因素有关?
1.13答:
波在传播过程中遇到障碍物时,能绕过障碍物的边缘继续前进的现象,称为波的绕射(衍射)。
绕射的产生与障碍物的尺寸D
和波长
的相对大小有关
D
<<
时,几乎只绕射,无反射。
D
<<
时,几乎只反射,无绕射。
D
与
相当时,既反射又绕射。
1.14什么叫超声场?
超声场的特征量有哪些?
1.14答:
充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质,称为超声场。
描述超声场的物理量即特征量有声压、声强和声阻抗。
声压:
超声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P1与没有超声波存在的同一点的静压强P0
之差,称为该点的声压。
P=P1-P0。
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即诶之的密度P与介质中声速C的乘积。
Z=P
C。
1.15在什么样的异质薄层界面上声压往复透过率最高?
1.15答:
(1)当薄层厚度等于
奇数倍,薄层介质声阻抗为其两侧介质声阻抗几何平均值时,即
声压往复透过率等于1,声波全透射。
(2)当薄层厚度<
,薄层愈薄,声压往复透射率愈大。
1.16什么叫波型转换?
波型转换与哪些因素有关?
1.16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,与界面两侧介质的特性(状态、声束等)以及波的入射角度有关。
1.17什么叫端角反射?
它有何特点?
超声波检测单面焊根部未焊透缺陷时,探头K值应怎样选择?
1.17答:
(1)超声波在工件(或试样)的两个互相垂直的平面构成的直角内的反射,称为端角反射。
(2)端角反射中,同类型的反射波和入射波总是相互平行方向相反。
(3)端角反射中,产生波型转换,不同类型的反射波和入射波互相不平行。
(4)纵波入射时,端角反射率在很大范围内很低。
(5)横波入射时,入射角在
附近,断交反射率最低。
(6)入射角在
时,断交反射率最高。
(7)探测根部未焊透时为取得高的端角反射率,应选择K=0.7~1.43的探头,避免选择K
1.5的探头
1.18什么叫超声波的衰减?
简述衰减的种类和原因?
1.18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。
衰减的种类和原因:
(1)扩散衰减:
由于声束的扩散,随着传播距离的增加,波束截面越来越大,从而使单位面积上的能量逐渐减小。
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摩擦(粘滞性)和热传导等因素,使声能转换成其它能量(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。
2.1何谓主声束?
何谓指向性?
指向性与哪些因素有关?
2.1答:
(1)声源正前方声能集中的锥形区域称为主声束。
(2)声源辐射的超声波方向,集中辐射的性质称为声束指向性。
(3)指向性的优劣常用指向角表示,指向角即为主声束的半扩散角,通常用过第一零辐射角表示,即声压为零主声束边缘线与声束轴线间的夹角。
(4)指向角
与波长和晶片直径的比值(
)有关,D愈大,
愈短,
愈小,声束指向性愈好。
2.2圆盘源活塞波声场可分为哪几个区域?
各有什么特点?
2.2答:
超声场可分为主声束和副瓣。
主声束是指声源正前方,声源最集中的锥形区域。
主声束轴线与探头晶片垂直,声束截面较大。
副瓣旁侧于主声束,其轴线倾斜于晶片,能量微弱,截面较小,晶片尺寸与波长的比值不同,副瓣的数量和辐射方向也就不同。
超声波探伤所利用的是主声束声场,探头的频率指的是主声束频率。
主声束声场可分为近场和远场。
近场是指声束中心轴线上最后一个声压极大值处至晶片表面之间的区域。
近场区长度用N表示,它取决于晶片直径D和波长
,可用公式N=D2/4
表示。
近场区又称干涉区,此区域内声波干涉现象严重,声压分布极不均匀,对缺陷定量有很大影响,探伤时应尽量避免。
远场区是指近场以外区域。
由于干涉现象随声程的增加而减小,到远场区已经很弱,进而消失。
远场区声压随声程的增加单调下降,逐渐接近球面波声压变化规律。
未扩散区:
从晶片表面到1.64N这段距离,可认为超声波是准直传播,没有扩散,称作未扩散区,未扩散区内平均声压可看作常数。
过未扩散区后主声束扩散成锥形。
2.3实际声场(固体介质中的脉冲波声场)与理想声场(液体介质连续波声场)有哪些不同?
2.3答:
在近场区内,实际声场与理想声场存在明显区别。
理想声场轴线上声压存在一系列极大极小值,且极大值为2P,极小值也远大于零。
实际声场轴线上声压虽然也存在极大极小值,但波动幅度小,极大值远小于2P。
极小值也远大于零,同时极值点的数量明显减少。
其原因:
(1)近场区出现声压极值点是由于波的干涉造成的。
理想声场是连续波,波源各点辐射的声波在声场中某点产生完全干涉。
实际声场是脉冲波,脉冲波持续时间很短,波源各点辐射的声波在声场中各点产生不完全干涉或不产生干涉。
从而使实际声场近场区轴线上声压变化幅度小于理想声场,极值点减少。
(2)由声压公式可知,极值点的位置与频率无关,由于理想声场中的超声波为单一频率的连续正弦波,频率是唯一的,所以极值点的位置是确定的。
实际声场中的超声波属脉冲波,采用傅立叶级数方法,可将一个脉冲振动分解为一系列不同的频率的谐振动,亦即一个脉冲波可分解为许多不同频率的正弦波和余弦波,也就是说脉冲波包含着很多频率分量,具有很宽的频率范围。
由于脉冲波是由许多不同频率的正弦波、余弦波所组成,又每种频率的波的声场中极值点位置各不相同。
总声场是各不同声场的迭加,极值点相互抵消,生涯的极大和极小也就不明显了。
(3)实际声场的波源是非均匀激发,波源中心振幅大,边缘振幅小,实际波源产生的干涉要小于均匀激发的理想波源。
(4)理想声场是针对液体介质而言的,而实际探伤对象往往是固体介质。
在固体介质中的迭加干涉要小于液体介质中的干涉迭加,这也是实际声场近场区轴上声压分布较均匀的一个原因。
2.4横波声场与纵波声场相比,有哪些特点?
2.4答:
横波探头辐射的声场由第一介质(楔块)中的纵波声场与第二介质(工件)
中的横波声场两部分组成,为了便于理解计算,将第一介质中的纵波波源转换为轴线与第二介质中横波波束轴线重合的家乡横波波源,这是整个声场可视为由家乡横波波源辐射出来的连续的横波声场。
横波声场与纵波声场相比,有以下几点应注意:
(1)横波声场同纵波声场一样由于波的干涉存在近场区和远场区。
(2)横波声场的近场区长度和纵波声场一样,与波长成反比,与波源面积成正比,此外,横波声场长度还与探头K值有关,K值增大,第二介质中的近场长度将减小。
(3)横波声场中,当
时,波束轴线上的声压与波源面积成正比,与至假想波源的距离成反比,类似纵波声场。
(4)横波声束同纵波声场一样,具有良好的指向性,可以在被检材料中定向辐射。
只是声束的对称性与纵波声场有所不同,在声束轴线与界面法线所决定的入射平面内,声束不再对称于声束轴线,而是声束上半扩散角
大于声束下半扩散角
。
此外,在其他条件相同时,横波声束的指向性比纵波好,横波能量更集中一些。
因为横波波长比纵波短。
2.5试述聚焦声场的结构与特点?
2.5答
(1)聚焦效果与焦距有关,焦距F越小,聚焦效果就愈好。
当聚焦F大于或等于近场区长度N时几乎没有聚焦作用。
因此聚焦应选在近场区长度内,否则就失去了聚焦的意义。
(2)实际聚焦声束的焦点不是一个点,而是一个聚焦区,该聚焦区呈柱形,称为焦柱,焦柱直径d及长度L与波长
、焦距F、波源半径R有关。
当R一定时,d、L随
、F增加而增大;二者的比值L/d为一常数,即为焦距与波源半径之比的二倍。
2.6聚焦探头在应用上有哪些优点与不足?
2.6答:
聚焦探头的以下应用体现出其优越性
(1)聚焦探头声束细,产生散乱反射的几率小,用于铸钢件及奥氏钢晶粒粗大、衰减严重的材料探伤,可降低草状回波,提高信噪比的灵敏度,有利于缺陷的检出。
(2)使用聚焦探头有利于提高定量精度。
近年来采用聚焦探头利用端点峰值回波法来测定裂纹的高度。
精度明显提高,使用聚焦探头利用多重分贝法(如6dB,12dB等)来测定缺陷面积或指示长度要比常规探头精确很多。
聚焦探头也有不足,最大缺点是声束细,每次扫查范围小,探测效率低。
另外,探头的通用性差,每只探头仅适用于探测某一深度范围内的缺陷。
2.7什么是缺陷的当量尺寸?
在超声波探伤中为什么要引进当量的概念?
2.7答:
目前工业超声波探伤应用最普遍的是A型显示脉冲反射法。
反射法是根据缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。
然而工件中的缺陷形状性质各不相同,目前的探伤技术还难以确定缺陷的真实大小和形状。
回波声压相同的缺陷的实际大小可能相差很大,为此特引用当量法。
当量法是指在同样的探测条件下,当自然缺陷回波与某人工规则反射波回波等高时,则该人工规则反射体的尺寸就是此自然缺陷的当量尺寸。
自然缺陷的实际尺寸往往大于当量尺寸。
2.8什么是AVG曲线?
AVG曲线中的A、V、G各代表什么?
AVG曲线可分为哪几类?
2.8答:
AVG曲线是描述规则反射体的距离、回波高及当量大小之间关系的曲线。
A、V、G是德文距离、增益和大小的字头缩写。
英文缩写为DGS。
AVG曲线可用于对缺陷定量和灵敏度调整。
AVG曲线有多种类型,据通用性分为通用AVG和实用AVG;据波型不同分为纵波AVG和横波AVG;据反射体不同分为平底孔AVG和横孔AVG等。
3.1简述超声波探伤仪中同步电路的作用?
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,使之不掉一致,有条不紊地工作,因袭,同步电路是真个探伤仪的指挥“中枢”。
3.2超声波探伤仪中发射电路中的阻尼电阻有什么作用?
3.2答:
改变阻尼电阻R0的阻值可改变发射强度,阻值大发射强度高,发射的声能多,阻尼电阻阻值小,则发射强度低。
但改变R0阻值也会改变探头电阻尼的大小,影响探头分辨力。
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?
3.3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“抑制按钮”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。
3.4什么是压电晶体?
举例说明压电晶体分为几类?
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俄材料称为压电材料。
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:
如硫酸锂、磺酸锂、铌酸锂等。
多晶体:
如钛酸钡、钛酸铅,锆钛酸铅(PZT)等。
3.5何谓压电材料的居里点?
哪些情况要考虑它的影响?
3.5答:
(1)当压电材料的温度达到一定值后,雅典效应会自行消失,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局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做探头。
3.6探头保护膜的作用是什么?
对它有哪些要求?
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,声透性好,厚度合适。
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?
3.7答:
(1)聚焦的声束,声能更为集中,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超声波探伤仪主要性能指标有哪些?
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)仪器衰减器的变化范围。
以仪器的衰减器调节量(dB数)表示。
3.9简述超声探伤系统主要性能指标有哪些?
3.9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值表示)。
(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:
是探测面附近不能弹出缺陷的区域。
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。
3.10窄脉冲超声场有哪些特点?
3.10答:
一般以脉冲持续时间的长短来区分脉冲的宽窄。
按付里叶级数将脉冲波展开,窄脉冲包含的谐波频率宽,因此窄脉冲又为宽频谱脉冲,其特点是:
(1)因脉冲持续时间短,故纵向(距离)分辨率高。
(2)横向分辨率主要是由声束扩散角决定,而窄脉冲的最大声束扩散角由它所含最低频率成分决定,故中心频率相同的窄脉冲比宽脉冲声束扩散角大,即窄脉冲的横向分辨率较宽脉冲低。
(3)脉冲所含的各谐波成份都有自己的近场、远场和声压分布规律。
高频成份的近场长、低频成分的近场短,由于窄脉冲所含的频率范围宽,在近场区,不同频率谐波声压迭加,各峰值互相抵消,使近场区距离—振幅曲线变得平滑,减小了干涉现象所造成的影响。
(4)超声波探伤时,入射波与回波有时回产生干涉,从而影响探伤灵敏度和准确性。
采用窄脉冲有利于消除干涉,提高信噪比。
(5)窄脉冲所含频谱宽,有利于开展频谱分析技术。
(6)产生窄脉冲需要使用高阻尼探头,并需用很窄的电脉冲激励,因此窄脉冲的探测灵敏度较低。
3.11对超声波探伤所用探头的晶片材料有哪些要求?
3.11答:
对晶片材料一般有以下要求:
(1)材料厚度机电耦合系数K
要大,径向机电耦合系数K
要小,即K
/K
值要大,从而获得较高的转换频率,有利于提高探测灵敏度和信噪比。
(2)材料机械品质因数宜小一些,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)对一发一收的探头,应选择压电发射系数d
大的材料做发射晶片,选择压电接收系数g
大的材料做接收晶片。
(6)高温探伤应选