超声检测教材试题选编.docx

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超声检测教材试题选编

超声检测1.1第一章是非题

选自特种设备无损检测教材《超声波检测》配套《题库（2008版》

主编：

强天鹏。

编写人员：

强天鹏、顾言如、郭伟灿、蒋仕良、施健、张群、姚鑫陵、谢双扣、薛振林。

（保护版权，请勿转录翻印）

第一章 一、是非题

1.1 波动过程中能量传播是靠相邻两质点的相互碰撞来完成的。

 （   ）

1.2 波只能在弹性介质中产生和传播。

 （   ）

1.3 由于机械波是由机械振动产生的，所以波动频率等于振动频率。

 （   ）

1.4 由于机械波是由机械振动产生的，所以波长等于振幅。

 （   ）

1.5 传声介质的弹性模量越大，密度越小，声速就越高。

 （   ）

1.6 物体作谐振动时，在平衡位置的势能为零。

 （   ）

1.7 一般固体介质中的声速随温度升高而增大。

 （   ）

1.8 由端角反射率试验结果推断，使用K≥1.5的探头探测单面焊焊缝根部未焊透缺陷，灵敏度较低，可能造成漏检。

 （   ）

1.9 超声波扩散衰减的大小与介质无关。

 （   ）

1.10 超声波的频率越高，传播速度越快。

 （   ）

1.11 介质能传播横波和表面波的必要条件是介质具有切变弹性模量。

 （   ）

1.12 频率相同的纵波，在水中的波长大于在钢中的波长。

 （   ）

1.13 既然水波能在水面传播，那么超声表面波也能沿液体表面传播。

 （   ）

1.14 因为超声波是由机械振动产生的，所以超声波在介质中的传播速度即为质点的振动速度。

 （   ）

1.15 如材质相同，细钢棒（直径＜λ）与钢锻件中的声速相同。

 （   ）

1.16 在同种固体材料中，纵、横波声速之比为常数。

 （   ）

1.17 不同的固体介质，弹性模量越大，密度越大，则声速越大。

 （   ）

1.18 表面波在介质表面作椭圆振动，椭圆的长轴平行于波的传播方向。

 （   ）

1.19 波的叠加原理说明，几列波在同一介质中传播并相遇时，都可以合成一个波继续传播。

 （   ）

1.20 在超声波传播方向上，单位面积.单位时间通过的超声能量叫声强。

 （   ）

1.21 超声波的能量远大于声波的能量，1MHz的超声波的能量相当于1KHz声波能量的100万倍。

      （   ）

1.22 声压差2倍，则两信号的分贝差为6dB（分贝）。

 （   ）

1.23 材料的声阻抗越大，超声波传播时衰减越大。

 （   ）

1.24 平面波垂直入射到界面上，入射声压等于透射声压和反射声压之和。

 （   ）

1.25 平面波垂直入射到界面上，入射能量等于透射能量与反射能量之和。

 （   ）

1.26 超声波的扩散衰减与波型，声程和传声介质、晶粒度有关。

 （   ）

1.27 对同一材料而言，横波的衰减系数比纵波大得多。

 （   ）

1.28 界面上入射声束的折射角等于反射角。

 （   ）

1.29 当声束以一定角度入射到不同介质的界面上，会发生波型转换。

 （   ）

1.30 在同一固体材料中，传播纵、横波时声阻抗不一样。

 （   ）

1.31 声阻抗是衡量介质声学特性的重要参数，温度变化对材料的声阻抗无任何影响。

  （   ）

1.32 超声波垂直入射到平界面时，声强反射率与声强透射率之和等于1。

 （   ）

1.33 超声波垂直入射到异质界面时，界面一侧的总声压等于另一侧的总声压。

 （   ）

1.34 超声波垂直入射到Z2＞Ｚ1的界面时，声压透过率大于1，说明界面有增强声压的作用。

 （   ）

1.35 超声波垂直入射到异质界面时，当底面全反射时，声压往复透射率与声强透射率在数值上相等。

 （   ）

1.36 超声波垂直入射时，界面两侧介质声阻抗差愈小，声压往复透射率愈低。

 （   ）

1.37 当钢中的气隙（如裂纹）厚度一定时，超声波频率增加，反射波高也随着增加。

  （   ）

1.38 超声波倾斜入射到异质界面时，同种波型的反射角等于折射角。

 （   ）

1.39 超声波倾斜入射到异质界面时，同种波型的折射角总大于入射角。

 （   ）

1.40 超声波以10°角入射至水/钢界面时，反射角等于10°。

 （   ）

1.41 超声波入射至钢/水界面时，第一临界角约为14.5°。

 （   ）

1.42 第二介质中折射的横波平行于界面时的纵波入射角为第一临界角。

 （   ）

1.43 如果有机玻璃/铝界面的第一临界角大于有机玻璃/钢界面第一临界角，则前者的第二临界角也一定大于后者。

 （   ）

1.44 只有当第一介质为固体介质时，才会有第三临界角。

 （   ）

1.45 横波斜入射至钢/空气界面时，入射角在30°左右时，横波声压反射率最低。

（   ）

1.46 超声波入射到C１＜C２的凹曲面时，其透过波发散。

 （   ）

1.47 超声波入射到Ｃ1＞C２的凸曲面时，其透过波集聚。

 （   ）

1.48 以有机玻璃作声透镜的水浸聚焦探头，有机玻璃/水界面为凹曲面。

 （   ）

1.49 介质的声阻抗愈大，引起的超声波的衰减愈严重。

 （   ）

1.50 聚焦探头辐射的声波，在材质中的衰减小。

 （   ）

1.51 超声波探伤中所指的衰减仅为材料对声波的吸收作用。

 （   ）

1.52 超声平面波不存在材质衰减。

 （   ）

是非题答案

1.1 × 1.2 × 1.3 ○ 1.4 × 1.5 ○

1.6 ○ 1.7 × 1.8 ○ 1.9 ○ 1.10 ×

1.11 ○ 1.12 × 1.13 × 1.14 × 1.15 ×

1.16 ○ 1.17 × 1.18 × 1.19 × 1.20 ×

1.21 ○ 1.22 × 1.23 × 1.24 × 1.25 ○

1.26 × 1.27 ○ 1.28 × 1.29 ○ 1.30 ○

1.31 × 1.32 ○ 1.33 ○ 1.34 × 1.35 ○

1.36 × 1.37 ○ 1.38 × 1.39 × 1.40 ○

1.41 × 1.42 × 1.43 × 1.44 ○ 1.45 ○

1.46 × 1.47 ○ 1.48 × 1.49 × 1.50 ×

1.51 × 1.52 ×   

超声检测1.2第一章选择题

选自特种设备无损检测教材《超声波检测》配套《题库（2008版》

主编：

强天鹏。

编写人员：

强天鹏、顾言如、郭伟灿、蒋仕良、施健、张群、姚鑫陵、谢双扣、薛振林。

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第一章 二、选择题

1.1 以下关于谐振动的叙述，哪一条是错误的（   ）

 A.谐振动就是质点在作匀速圆周运动。

 B.任何复杂振动都可视为多个谐振动的合成。

 C.在谐振动中，质点在位移最大处受力最大，速度为零。

 D.在谐振动中，质点在平衡位置速度最大，受力为零。

1.2 超声波在弹性介质中传播时，下面哪句话是错误的（ C ）

A.介质由近及远，一层一层地振动

B.能量逐层向前传播

C.遇到障碍物的尺寸只要大于声束宽度就会全部反射

D.遇到很小的缺陷会产生绕射

1.3 超声波是频率超出人耳听觉的弹性机械波，其频率范围约为：

（   ）

 A.高于20000Hz B.1～10MHz

 C.高于200Hz D.0.25～15MHz

1.4 在金属材料的超声波探伤中，使用最多的频率范围是：

（   ）

 A.10～25MHz B.1～1000KHz

 C.1～5MHz D.大于20000MHz

1.5 机械波的波速取决于（   ）

 A.机械振动中质点的速度

 B.机械振动中质点的振幅

 C.机械振动中质点的振动频率

 D.弹性介质的特性

1.6 在同种固体材料中，纵波声速CＬ，横波声速CS,表面波声速CR之间的关系是：

（   ）

  A.CR＞CS＞CL B.CS＞CL＞CR

 C.CL＞CS＞CR D.以上都不对

1.7 在下列不同类型超声波中，哪种波的传播速度随频率的不同而改变?

（   ）

 A.表面波 B.板波 C.疏密波 D.剪切波

1.8 超声波入射到异质界面时，可能发生（    ）

 A.反射 B.折射 C.波型转换 D.以上都是

1.9 超声波在介质中的传播速度与（   ）有关。

 A.介质的弹性 B.介质的密度

 C.超声波波型 D.以上全部

1.10 在同一固体材料中，纵、横波声速之比，与材料的（   ）有关?

 A.密度 B.弹性模量 C.泊松比 D.以上全部

1.11 质点振动方向垂直于波的传播方向的波是：

（   ）

 A.纵波 B.横波 C.表面波 D.兰姆波

1.12 在流体中可传播：

（   ）

 A.纵波 B.横波

 C.纵波、横波及表面波 D.切变波

1.13 超声纵波、横波和表面波速度主要取决于：

（   ）

 A.频率 B.传声介质的几何尺寸

 C.传声材料的弹性模量和密度 D.以上都不全面，须视具体情况而定

1.14 超声波声速c、波长λ与频率f之间的关系为（ A ）

A.c=λf    B.f=λc

C.λ=cf    D.c=λf2

1.15 钢中超声波纵波声速为590000cm/s，若频率为10MHz则其波长为：

（   ）

 A.59mm B.5.9mm

 C.0.59mm D.2.36mm

1.16 下面哪种超声波的波长最短（   ）

 A.水中传播的2MHz纵波

 B.钢中传播的2.5MHz横波

 C.钢中传播的5MHz纵波

 D.钢中传播的2MHz表面波

1.17 一般认为表面波作用于物体的深度大约为（   ）

 A.半个波长 B.一个波长

 C.两个波长 D.3.7个波长

1.18 钢中表面波的能量大约在距表面多深的距离会降低到原来的1/25。

（   ）

 A.五个波长 B.一个波长

 C.1/10波长 D.0.5波长

1.19 脉冲反射法超声波探伤主要利用超声波传播过程中的（   ）

 A.散射特性 B.反射特性

 C.透射特性 D.扩散特性

1.20 超声波在弹性介质中传播时有（   ）

 A.质点振动和质点移动 B.质点振动和振动传递

 C.质点振动和能量传播 D.B和C

1.21 超声波在弹性介质中的速度是（   ）

 A.质点振动的速度 B.声能的传播速度

 C.波长和传播时间的乘积 D.以上都不是

1.22 若频率一定，下列哪种波型在固体弹性介质中传播的波长最短：

（   ）

 A.剪切波 B.压缩波

 C.横波 D.瑞利表面波

1.23 材料的声速和密度的乘积称为声阻抗，它将影响超声波（   ）

 A.在传播时的材质衰减

 B.从一个介质到达另一个介质时在界面上的反射和透射

 C.在传播时的散射 D.扩散角大小

1.24 声阻抗是：

（   ）

 A.超声振动的参数 B.界面的参数

 C.传声介质的参数 D.以上都不对

1.25 当超声纵波由水垂直射向钢时，其声压透射率大于1，这意味着：

（   ）

 A.能量守恒定律在这里不起作用   B.透射能量大于入射能量

  C.A与B都对            D.以上都不对

1.26 当超声纵波由钢垂直射向水时，其声压反射率小于0，这意味着：

（   ）

 A.透射能量大于入射能量

 B.反射超声波振动相位与入射声波互成180°

 C.超声波无法透入水中 D.以上都不对

1.27 垂直入射到异质界面的超声波束的反射声压和透射声压：

（   ）

 A.与界面两边材料的声速有关

 B.与界面两边材料的密度有关

 C.与界面两边材料的声阻抗有关

 D.与入射声波波型有关

1.28 在液浸探伤中，哪种波会迅速衰减：

（   ）

 A.纵波 B.横波 C.表面波 D.切变波

1.29 超声波传播过程中，遇到尺寸与波长相当的障碍物时，将发生（   ）

 A.只绕射，无反射 B.既反射，又绕射

 C.只反射，无绕射 D.以上都可能

1.30 在同一固体介质中，当分别传播纵、横波时，它的声阻抗将是（   ）

 A.一样 B.传播横波时大

 C.传播纵波时大 D.无法确定

1.31 超声波垂直入射到异质界面时，反射波与透过波声能的分配比例取决于（   ）

 A.界面两侧介质的声速 B.界面两侧介质的衰减系数

 C.界面两侧介质的声阻抗 D.以上全部

1.32 在同一界面上，声强透射率T与声压反射率r之间的关系是（   ）

 A.T=r2 B.T=1－r2 C.Ｔ＝１＋r D.T=1－r

1.33 在同一界面上，声强反射率R与声强透射率T之间的关系是（   ）

 A.R+T=1 B.T=1－R C.R=1－T D.以上全对

1.34 超声波倾斜入射至异质界面时，其传播方向的改变主要取决于（   ）

 A.界面两侧介质的声阻抗 B.界面两侧介质的声速

 C.界面两侧介质衰减系数 D.以上全部

1.35 倾斜入射到异质界面的超声波束的反射声压与透射声压与哪一因素有关（   ）

 A.反射波波型 B.入射角度

 C.界面两侧的声阻抗 D.以上都是

1.36 纵波垂直入射水浸法超声波探伤，若工件底面全反射，计算底面回波声压公式为（   ）  

 A.  B. 

 C.  D.

1.37 一般地说，如果频率相同，则在粗晶材料中穿透能力最强的振动波型为：

（   ）

 A.表面波 B.纵波

 C.横波 D.三种波型的穿透力相同

1.38 不同振动频率，而在钢中有最高声速的波型是：

（   ）

 A.0.5MHz的纵波 B.2.5MHz的横波

 C.10MHz的爬波 D.5MHz的表面波

1.39 在水/钢界面上，水中入射角为17°，在钢中传播的主要振动波型为：

（   ）

超声检测1.3第一章问答题

选自特种设备无损检测教材《超声波检测》配套《题库（2008版》

主编：

强天鹏。

编写人员：

强天鹏、顾言如、郭伟灿、蒋仕良、施健、张群、姚鑫陵、谢双扣、薛振林。

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第一章 三、问答题

1.1 什么是机械振动和机械波?

二者有何关系?

1.2 什么是振动周期和振动频率?

二者有何关系?

1.3 什么是谐振动?

有何特点?

什么叫阻尼振动和受迫振动?

三者有何不同?

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

1.5 什么是波动频率、波速和波长?

三者有何关系?

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超声波的哪些主要性质?

1.7 什么是波线、波阵面和波前?

它们有何关系?

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?

1.9 简述影响超声波在介质中传播速度的因素有哪些?

1.10 什么是波的叠加原理?

叠加原理说明了什么?

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?

1.12  什么叫惠更斯原理？

它有什么作用？

1.13 何谓绕射（衍射）?

绕射现象的发生与哪些因素有关?

1.14 什么叫超声场?

超声场的特征量有哪些?

1.15 在什么样的异质薄层界面上声压往复透过率最高?

1.16 什么叫波型转换?

波型转换与哪些因素有关?

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?

1.18 什么叫超声波的衰减?

简述衰减的种类和原因?

问答题参考答案

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，称为机械振动。

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，而波动是振动这一运动方式在介质中的传播。

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次数，称为振动频率，用f表示。

常用单位为赫兹（Hz），1赫兹表示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（ωt+Φ）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；ω—圆频率；即1秒钟内变化的弧度数，；Φ—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。

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。

但前者与后两者存在区别，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，而不能在液体或气体中传播。

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λ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、波长和频率的定义可得：

C＝λf或λ＝C/f

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，活寒波类似于球面波。

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答：

惠更斯原理：

介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，在其后的任意时刻这些子波的包迹就决定新的波阵面。

利用惠更斯原理可以确定波前的几何形状和波的传播方向。

1.13答：

波在传播过程中遇到与波长相当的障碍物时，能绕过障碍物的边缘改变方向继续前进的现象，称为波的绕射（衍射）。

绕射的产生与障碍物的尺寸Df和波长λ的相对大小有关:

Df＜＜λ时，几乎只绕射，无反射。

Df＞＞λ时，几乎只反射，无绕射。

Df与λ相当时，既反射又绕射。

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。

描述超声场的特征量（即物理量）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u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ρ与介质中声速c的乘积。

Z=ρ•c。

1.15答：

（1）当薄层厚度等于的奇数倍，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＜时，薄层愈薄，声压往复透过率愈大。

1.16答：

（1）超声波倾斜入射到异质界面时，除产生与入射波同类型的反射和折射波外，还会产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互相平行方向相反。

（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30°及60°附近，端角反射率最低。

（6）