1、超声波检测二级考试试题及答案三.问答题1. 超声场分为几个区域？2. 各个区域的主要特征是什么？用示意图注明简述之提示超声场是由声源发射超声振动的空间而形成特殊场，它可以根据超声在空间各部位声压大小不同，形象地用图示方法表示出来（如下图 a）：超声场分为近场和远场两大部份，其中主声束以锥体形状（犹如鲜花主瓣），近场区内主声束以外的称为副瓣。主声束的扩散角按零阶贝塞尔函数计算出其主瓣的锥角范围，即 J1(X)=J1(kasin)，J1(X) 有很多根，其中最小的根为 X0=3.83，则 sin0=3.83/ka=(3.83/2)(/a)=(3.83/)(/2a) sin=1.22(/D) D=2
2、a-晶片直径，a 为半径，求出 0 值即为主瓣的扩散角（0），当用 J2(X)、J3(X)分别求出第一副瓣、第二副瓣的扩散角 1、2等（如下图 b），同样由 sin=1.22(/D)求出，当 S=b=1.64(D2/4)=1.64N 时，主声束由晶片中心扩散到晶片边缘的距离（也可用二项式展开证明）（注：也有资料以 1.67N 为主声束由晶片中心扩散到晶片边缘的距离）2.试比较射线探伤与超声波探伤两种方法的适用范围和局限性提示：应从两种方法的灵敏度高低、检测厚度范围、易发现的缺陷形状以及安全防护和经济性等方面进行比较3何谓波的、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？答：两列频
3、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。相干波现象的产生是相干波传播到各点时波程不同所致。当波程差等于波长的整数倍时，合成振幅达最大值。当波程差等于半波长的奇数倍时，合成振幅达最小值。4何谓驻波 为什么通常取晶片厚度等于半波长？答：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。当介质厚度等于半波长整数倍时，会产生驻波。所以取晶片厚度可以形成驻波，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。5什么是惠更斯
4、原理？它有什么作用？答：惠更斯原理：介质中波动传播到的各点都可以看到是发射子波的波源，其后任意时刻这些子波的包迹就是新的波阵面。利用惠更斯原理，可以确定不同波源辐射的声波的形状和波的传播方向，可以解释声波在均匀和非均匀介质中传播的许多现象。6.什么叫衰减？产生衰减的原因是什么？答：超声波在介质中传播时，随着距离的增加，能量逐渐减小的现象叫做超声波的衰减。超声波衰减的原因主要有三个： 扩散衰减：超声波在传播中，由于声束的扩散，使能量逐渐分散，从而使单位面积内超声波的能量随着传播距离的增加而减小，导致声压和声强的减小。 散射衰减：当声波在传播过程中，遇到不同声阻抗的介质组成的界面时，将发生散乱反射
5、（即散射），从而损耗声波能量，这种衰减叫散射衰减。散射主要在粗大晶粒（与波长相比）的界面上产生。由于晶粒排列不规则，声波在斜倾的界面上发生反射、折射及波型转换（统称散射），导致声波能量的损耗。 粘滞衰减：声波在介质中传播时，由于介质的粘滞性而造成质点之间的内壁摩擦，从而使一部分声能变为热能。同时，由于介质的热传导，介质的疏、密部分之间进行的热交换，也导致声能的损耗，这就是介质的吸收现象。由介质吸收引起的衰减叫做粘滞衰减。7.什么叫超声波声场？反映超声波声场特征的重要物理量有哪几个？什么叫声压、声强、声阻抗？答：充满超声波的空间，或者说传播超声波的空间范围叫做超声波声场。声压、声强、声阻抗是反映
6、超声波声场特征的三个重要物理量，称为超声波声场的特征量。超声波声场中某一点在某一瞬间所具有的压强与没有超声波存在时，同一点的静态压强之差，称为声压。单位时间内穿过和超声波传播方向垂直的单位面积上的能量称为声强。介质中的任何一点的声压和该质点振动速度之比称为声阻抗。8.超声波检测利用超声波的哪些特性？答：超声波有良好的指向性，在超声波检测中，声源的尺寸一般都大于波长数倍以上，声束能集中在特定方向上，因此可按几何光学的原理判定缺陷位置。超声波在异质介面上将产生反射、折射、波型转换、利用这些特性，可以获得从缺陷等异质界面反射回来的反射波及不同波型，从而达到探伤的目的。超声波检测中，由于频率较高，固体
7、中质点的振动是难以察觉的。因为声强与频率的平方成正比，所以超声波的能量比声波的能量大得多。超声波在固体中容易传播。在固体中超声波的散射程度取决于晶粒度与波长之比，当晶粒小于波长时，几乎没有散射。在固体中，超声波传输损失小，探测深度大。9.在超声波反射法检测中为什么要使用脉冲波？提示：可使瞬时内发射能量很大，而总能量不大；可做时标用，测量超声波在工件中的传播时间，从而对缺陷进行定位；不是单色波，可克服缺陷厚度对超声波反射率与透过率的影响；可显著减少入射波与反射波之间干涉区的长度；从工程技术上比较容易制造出脉冲波的超声波检测仪10.什么叫波的叠加原理？答：波动的下述规律称为叠加原理：两列波在传播过
8、程中相遇后仍然保持它们各自原有的特性（频率、波长、振幅等）不变，按照自己原来的传播方向继续前进；在相遇区域内，任意一点的振动为两列波所引起的振动的合成11.什么叫波的绕射现象？答：波在传播过程中遇到尺寸可以与波长向比拟的障碍物，或者一个大障碍物上尺寸可与波长比拟的小孔时，能绕过障碍物或穿过小孔继续传播，而不会在障碍物背面产生“阴影“的现象叫做波的绕射现象12.说明超声波声场具体分为哪几个区域？答：超声波声场具体分为四个区域：主声束和副瓣-声源正前方，声能最集中的锥形区域即为主声束，声源发射的声能主要集中在主声束。声束副瓣也称副声束，通常出现在邻近探头晶片的一个区域内，旁侧于主声束，其轴线倾斜于
9、晶片表面，能量微弱，截面较小，晶片尺寸和波长之比的不同，副瓣的数量和辐射方向也不相同；近场-指主声束中心轴线上最后一个声压极大值处至晶片表面这一区域，近场长度用N 表示，它取决于晶片的直径 D（或面积 AS）和波长 ，用公式 N=(D2-2)/4AS/ 表示。近场区邻近压电晶片，声压分布最不均匀，这是由于该区域内声波干涉现象最严重，因此近场区也称干涉区，干涉现象对探伤有很大影响，探伤时要尽量避免；远场-近场以外的区域称为远场。远场中各子波传播的距离已经很远，相位几乎相等，各量可以简单相加，声压值随距离增加而单调下降。远场区的大小由晶片尺寸、波长、介质的声学特性及激励晶片的电压决定，实质上即与超
10、声波的发射功率以及传声介质特性相关；未扩散区-主声束横截面与声源直径相同之点至近场与远场分界点的一段区域称为未扩散区，该点至晶片表面的距离约为近场区长度的 1.6 倍，该区域中的平均声压可以看作常数，从该点开始，主声束扩散，形成锥体。13.现有一合金材料（CL=2.3x106mm/s，CS=1.63x106mm/s ），用 2.5MHz13x13 tg=2（=63.4）（有机玻璃-钢）的斜探头，能否实现在该材料中的纯横波探伤？如果不能，请说明理由并提出应采取什么措施？答：不能，因为不存在第一临界角，合金材料中始终是纵、横波同时存在，解决的办法是使波型转换器（有机玻璃斜楔）的声速降到 C1LC2
11、L 的情况，例如改用水楔，此时水 -合金材料的第一临界角为 40，只要水中入射角大于 40即可。14.试从超声波前进方向的角度出发，广义地叙述超声波在界面上的行为。答：广义地说，超声波在异质界面上的行为有反射、折射、波型转换或使超声波束发生收敛、发散、绕射及散射。15.在下图中画出超声纵波从钛合金中以 45斜入射到钢中的反射与折射情况:C 钛 L=6150m/s C 钛 S=3150m/s C 钢 L=5850m/s C 钢 S=3200m/s（标准图形从略）16.在平板对接焊缝的超声波检测中，为什么要用斜探头在焊缝两侧的母材表面上进行？答：在焊缝母材两侧表面进行探测便于检出焊缝中各个方向的缺
12、陷；便于使用一次、二次声程扫查整个焊缝截面，不会漏检；有些缺陷在一侧面发现后，可在另一侧面进行验证；一般母材表面光洁度比焊缝高，易于探头移动扫查，也可省去焊缝打磨的工作量17.在棒材圆周面上进行超声探伤时,第一次底波与第二次底波之间可见到有两个迟到波,如下图所示,请指出这两个迟到波各是什么波型?（前面为 L-L-L 波,后面为 L-S-L 波）18.如何提高近表面缺陷的探测能力？提示：提高近表面缺陷的探测能力应从下面三方面着手：用 TR 探头；使用窄脉冲宽频带探头；提高探头频率，减小晶片尺寸19.画出下图中不同情况下声波的收敛或发散的情况:自左向右：发散 收敛 收敛 发散20.将超声波直探头置
13、于 IIW1 试块侧面上探测 100mm 距离的底波,如下图所示在第一次底波与第二次底波之间前两个迟到波各是什么波型?（前面为 L-L-L 波,后面为 L-S-L 波）21.脉冲反射探伤法对探头晶片有什么要求？答：转换效率要高，尽可能降低转换损失，以获得较高的灵敏度，宜选用 Kt（机电耦合系数）大的晶片。脉冲持续时间尽可能短，即在激励晶片后能迅速回复到静止状态，以获得较高的纵向分辩力和较小的盲区。要有好的波形，以获得好的频谱包迹。声阻抗适当，晶片与被检材料的声阻抗尽量接近，水浸法探伤时，晶片应尽量与水的声阻抗相近，以获得较高的灵敏度。高温探伤时，居里点温度要高。制造大尺寸（直径）探头时，应选择
14、介电常数小的晶片。探头实际中心频率与名义频率之间误差小，频谱包络无双峰。22.下图为 CSK-IA 试块示意图，试述其主要用途提示用于超声波检测仪器和探头的组合性能测试；标定检测距离，测定斜探头的前沿距离和折射角；调节超声波检测仪的相对灵敏度等23.为什么超声波检测仪上的衰减器精度用每 12dB 中的误差表示？答：衰减器精度一般用标准平底孔试块进行测试，而平底孔孔径每增加一倍相差 12dB，如 2mm 与4mm 在相同声程时其反射波高相差 12dB，在制造技术上，因为在示波屏上反射波高按 20log 规律变化，即 12dB=20log4，或-12dB=20log(1/4)，即波形高度按 1:4
15、 或 4:1 之比来测量，基于这两个原因，故测量衰减器误差按每 12dB 的误差表示，从而容易测量和容易比较（例如对于 形衰减器电路，虽然使用“12dB“没有多少方便之处，但作为超音波检测仪器的统一指标比较还是需要的），需要指出：在新型的超音波检测仪上对衰减器精度的衡量已采用每 2dB 中的误差表示。24.下图为超声波水浸法纵波检测试件内部缺陷的示意图,试列举影响缺陷反射波高的诸因素（标准答案从略，考察应试者的系统分析能力）25.简述 A 型超声波检测仪的工作过程答：仪器的工作过程是：仪器的同步电路产生方波，同时触发发射电路、扫描电路和定位电路。发射电路被触发后，激发探头产生一个衰减很快的超音
16、脉冲，这脉冲经耦合传送到工件内，遇到不同介质的界面时，产生回波。回波反射到探头后，被转换成电信号，仪器的接收电路对这些信号进行放大，并通过显示电路在荧光屏上显示出来。26.焊缝超声波检测中，干扰回波产生的原因是什么？我们怎样判别干扰回波？答：焊缝超声波检测中，由于焊缝几何形状复杂，由形状产生干扰回波，另一方面是由于超声波的扩散、波型转换和改变传播方向等引起干扰回波。判别干扰回波的主要方法是用计算和分析的方法寻找各种回波的发生源，从而得知哪些是由于形状和超声波本身的变化引起的假信号，通常用手指沾耦合剂敲打干扰回波发生源、作为验证焊缝形状引起假信号的辅助手段。27.焊缝超声波检测中，有哪些主要的干
17、扰回波？答：焊缝超声波检测中，主要有以下 8 种干扰回波：加强层干扰回波。焊缝内部未焊透反射引起的干扰回波。单面焊衬板引起的干扰回波。焊缝错边引起的干扰回波。焊瘤引起的干扰回波。焊偏引起的干扰回波。焊缝表面沟槽引起的干扰回波。油层引起的干扰回波。28.在超声波检测中常用的缺陷指示长度测量方法各有什么优缺点？提示缺陷指示长度测量方法可分为相对灵敏度法和绝对灵敏度法：相对灵敏度法（即6dB、10dB 、20dB 法），优点是：耦合误差和衰减影响小；不受回波高度影响。缺点是：操作者主观因素对探伤结果影响较大；操作误差大，测量出来的指示长度可能大于缺陷长度；不能实现自动化探伤。绝对灵敏度法，优点：主观
18、性要求低，容易采用机械化；可以比较容易实现自动化探伤。缺点：表面接触误差大；回波高度影响大。29.试述来自缺陷本身而影响缺陷回波高度的因素有哪些？提示缺陷本身影响回波高度的因素有：缺陷大小；缺陷位置；缺陷形状；缺陷取向；缺陷性质；缺陷表面光滑度（平整度）等30.如何选择焊缝探伤中的斜探头折射角？答：为使整个焊缝截面不漏检，选用的折射角 必须满足 tg(D+L)/T，式中：D-焊缝宽度；L- 探头前沿长度；T-钢板厚度31.当用前沿尺寸 a=15mm 的斜探头检查一条板厚 T=18mm 的平板对接焊缝时，在某个局部长度范围内遇到了焊宽 D1=32mm，D2=28mm，余高 1=8mm，2=8mm
19、 的情况（由补焊造成），将会发生什么问题？为了选择合适的折射角，应采取哪些措施？请说明理由。答：因为补焊，使 D1=32mm，D2=28mm，焊缝加宽（加强层变大， =8mm），故为了不漏检必须增大探头折射角 ，有两个措施：换用折射角 大些的探头，这里用 tg=2.5 较适宜；或者将原探头后部磨去一部分使折射角增大来解决这一问题32何谓三角反射波？它有什么特征？答：用纵波直探头径向探测实心圆柱体锻件或棒材时，由于探头平面与柱面接触面小，声束扩散角增大，扩散声束可能会在圆柱面上形成三角反射路径，从而在荧光屏上特定位置出现反射波，这种波即称为三角反射波。三角反射波一般有二次，均出现在第一次底波 B
20、1 之后，且位置是固定的，一次是纵波扩散声束在圆柱面上不发生波形转换，形成等边三角形反射，如圆柱体直径为 d，则这一反射波声程为 1.3d；另一次是纵波扩散声束在一柱体面上发生波形转换，形成等腰三角形反射，其声程为 1.67d33.采用斜探头对对接焊缝进行超声波探伤时，平面型缺陷与非平面型缺陷的判别方法如何？（答案从略）34.为什么反射法探伤采用脉冲超声波？（答案从略）35.影响外曲率补偿系数的因素有哪些？除提高增益外还有哪些补偿办法？（答案从略）36.用能量守恒或力的平衡观点证明：在异质界面上，声压透过率 Tp 等于 1+Rp（声压反射率）是正确的 （答案从略）37.请对 GB/T3323-
21、2005 和 JB/T4730.3-2005 这两个标准任选一个谈谈对其优缺点及改进意见的看法（答案从略）38.为什么对接焊缝的超声波探伤一般都是在焊缝两侧的母材上用斜探头进行？提示：在焊缝母材两侧表面进行探测便于检出焊缝中各个方向的缺陷；便于使用一次、二次声程扫查整个焊缝截面，不会漏检；有些缺陷在一侧面发现后，可在另一侧面进行验证；一般母材表面光洁度比焊缝高，易于探头移动扫查，也可省去焊缝打磨的工作量，故此，焊缝探伤都用斜探头在焊缝两侧的母材上表面进行39.在什么情况下容易出现幻觉波（即残响效应）？如何加以识别？（答案从略）40.试述脉冲反射式超声波探伤中影响缺陷回波高度的各种因素 （答案从
22、略）41.采取什么措施可以提高近表面缺陷的检测能力？提示：提高近表面缺陷的探测能力应从下面三方面着手：用 TR 探头；使用窄脉冲宽频带探头；提高探头频率，减小晶片尺寸42.试述相对灵敏度测长法及绝对灵敏度测长法的优缺点提示缺陷指示长度测量方法可分为相对灵敏度法和绝对灵敏度法：相对灵敏度法（即6dB、10dB 、20dB 法），优点是：耦合误差和衰减影响小；不受回波高度影响。缺点是：操作者主观因素对探伤结果影响较大；操作误差大，测量出来的指示长度可能大于缺陷长度；不能实现自动化探伤。绝对灵敏度法，优点：主观性要求低，容易采用机械化；可以比较容易实现自动化探伤。缺点：表面接触误差大；回波高度影响大
23、。43.对焊缝而言，采用射线照相法与超声波检验法各有什么优缺点？（答案从略）44.为什么在超声仪器性能评定中通常只要求测量电噪声电平，而不要求对电和声共同引起的噪声电平进行测量？答：因为在超声探伤中，声噪声要在超声波的传播过程中才能产生，若用试块代替传播介质，由于目前还没有建立测量试块中声噪声的理想方法，因此采用不同的块，可能会得到不同的测量结果，失去测量意义四. 计算题1.用折射角 60的斜探头探测坡口角为 60的钢板对接焊缝,如下图所示,计算在探头一侧坡口面发现坡口面未熔合缺陷处所有反射波型的反射角(CL=5900m/s,CS=3200m/s)（标准答案从略）2.用 2.5MHz20mm
24、直探头对钢材进行超声波探伤，求此探头的近场区长度和指向角的角度解：设钢中纵波波速 5900 米/秒，则该探头在钢中波长 =5.9/2.5=2.36mm，近场区长度N=D2/4=202/4*2.36=42.37mm 由指向角 =arcsin(1.22/D)=8.27 3.用水浸法聚焦探头垂直探伤法检验 36x3mm 钢管，已知水层距离为 15mm 时，声束焦点与钢管轴心重合，求有机玻璃声透镜的曲率半径？答：有机玻璃声透镜的曲率半径=15.3mm4.设某合金与钢完全结合，当超声纵波从合金垂直入射到钢时，结合界面的声压反射率是多少？钢底面（与空气接触）的声压反射率是多少？已知合金厚度 30 毫米，声
25、阻抗24.2x106Kg/m2s，钢板厚度 20 毫米，声阻抗 45.6x106Kg/m2s解：合金-钢界面的声压反射率rp 合金 =P 合/P0=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=(24.2-45.6)/(24.2+45.6)=-0.303取-30%，负号表示入射声波与反射声波相位差 180（相位相反）合金-钢界面的声压透射率 tp=2Z2/(Z2+Z1)=2x45.6/(24.2+45.6)=1.3钢底面声压反射率 rp 钢=P 钢/Pt=(Z 气-Z 钢)/(Z 气+Z 钢)(Z2+Z1)/2Z2=0.765=76.5%5.如下图所示，探头为 tg=2，用仪器与钢试块比较，测得探头中 S=
26、10mm，计算探头中 a 和 b 的长度。解：因为仪器中测得的 S 值是相当于钢中的 S 值，所以要将 S 钢换算成 S 有机玻璃,即:S 有机玻璃/CL 有机玻璃 =S 钢/CS 钢，S 有机玻璃=S 钢CL 有机玻璃/CS 钢=10x2.7/3.2=8.4另外 tg=2，=63.4 ，sin=CL 有机玻璃sin/CS 钢=2.7sin63.4/3.2=0.754 ，=48.97 ，因此：a=cosS 有机玻璃=cos48.978.4=5.5mm b=sinS 有机玻璃=sin48.978.4=6.3mm答：a=5.5mm，b=6.3mm6.用有机玻璃做球面声透镜的聚焦探头,若探头直径为
27、20mm，水中焦距 f=100mm，求声透镜的球面半径 r 值。解：已知 C 有=2700 米/秒，C 水 =1450 米/秒，f=100mm，由 f=rC1/(C1-C2)，可求得 r=46.5mm7.用直径 24mm，频率 2MHz 的直探头检查外径 500mm，内径 100mm 的钢制锻件，要求缺陷波高 F 与内孔底波高度 B 的比值在 5%以上（包括 5%）的缺陷回波都应记录，求所用的探伤灵敏度（以平底孔当量表示）是多少？如果该锻件的材质衰减（双声程）为 0.02dB/mm，在 150mm 处发现一个回波高度为18dB 的缺陷，求缺陷当量？（答案从略）8.在前沿长度为 10 毫米，tg
28、 分别为 1、2、2.5 的三种斜探头中，哪个适合用于上宽度 24mm，下宽度22mm，上加强高 5mm，下加强高 3mm，板厚 25mm 的平钢板对接焊缝检测？并求出所需要的探头扫查范围，若在声程 120mm 处（已扣除斜楔声程）发现一个缺陷，求缺陷的水平及深度位置。答：选用 tg=2 的探头，扫描范围150mm，缺陷水平距离 107.3mm，埋藏深度 3.7mm9.在使用 tg=2，2.5MHz 的斜探头探测 25mm 厚度的钢板对接焊缝时，若用深度距离 44mm 的 6mm横通孔试块调节灵敏度，要求能在同样深处发现 2mm 平底孔当量的缺陷，则应将 6mm 横通孔回波提高多少 dB？（楔
29、内声程为 7mm）答：11dB10.把合金轴瓦浸没在水中（即钢套与合金层均与水接触），用直探头接触法在合金层面上垂直入射纵波，检测粘合质量，问：粘合良好处的界面回波和底波之间相差多少分贝？（合金层声阻抗 25x106Kg/m2s，钢套声阻抗 45x106Kg/m2s，曲率和衰减影响不计）答：4dB11.超声波从声阻抗 Za=39.3x106Kg/m2s 的 A 介质透过 Zb=25.5x106Kg/m2s 的 B 介质，进入 C 介质的垂直往返过程中，其往返透过率为（-12dB）,若不考虑超声波在介质中的衰减，C 介质的声阻抗 Zc 是多少？答：Zc=1.5x106Kg/m2s12.超声波从
30、A 介质通过 B 介质透入 C 介质，在 A/B 界面上产生一个声压为 PA 的回波，在 B/C 界面上产生一个声压为 PB 的回波，已知：A、B 、C 三种介质的声阻抗分别为ZA=26.8x106Kg/m2s；ZB=18.3x106Kg/m2s；ZC=2.4x106Kg/m2s，在不考虑三种介质衰减情况下，求PB 比 PA 高多少分贝？解：在 A/B 界面上有 PA/P0=(ZB-ZA)/(ZB+ZA)，则 PA=P0(ZB-ZA)/(ZB+ZA)，在 A/B 界面上的透射声压Pt 即为 B/C 界面的入射声压，则 Pt/P0=2ZB/(ZB+ZA)，Pt=P02ZB/(ZB+ZA)，在 B
31、/C 界面上反射声压 PB 应为：PB/Pt=(ZC-ZB)/(ZC+ZB),即 PB=Pt(ZC-ZB)/(ZC+ZB)，在 B/A 界面的透过声压为：PB=PB2ZA/(ZB+ZA)=P04ZAZB/(ZB+ZA)2(ZC-ZB)/(ZC+ZB)因此：20log(PB/PA)=12dB13.用直探头探测一个厚度为 350mm 的钢制锻件，在 150mm 处发现一个平底孔当量为 2mm 的缺陷，该缺陷回波高度比基准波高要高出 8dB，求所用的探伤灵敏度。答：所用的探伤灵敏度为 3mm 平底孔当量14.用一个钢中折射角 63.4的斜探头检查横波速度 2250 米/秒，厚度 20 毫米的铜合金板
32、材，已知探伤仪的时基线按铜合金试块 1:1 声程定位，现在时基线 70mm 处发现缺陷回波，该缺陷的水平距离与埋藏深度各为多少？解：先求该探头在铜合金中的折射角：sin2=(2250/2700)sin=(2250/2700)(2700/3230)sin1，求得 2=38.5(择探头斜楔的纵波声速 2700 米/秒，钢中横波声速 3230 米/秒)；埋藏深度 h=70cos2-2*20=14.8mm；水平距离 L=70sin2=43.5mm15.某钢制转子锻件外径 950mm，内径 150mm，在用 20mm,2.5MHz 直探头在其外圆周表面探伤时，要求用底波校正探伤灵敏度，使其能检出 2mm
33、 平底孔当量的缺陷，应把底波从基准波高提高多少分贝？若在 280mm 深度处发现一个缺陷，缺陷回波比基准波高出 13 分贝，该缺陷当量多大？(设钢中纵波声速5900 米/秒)解：壁厚 S1=(950-150)/2=400mm，波长 =5.9/2.5=2.36mm 底波法调整探伤灵敏度 dB=20lg(2/2S1)=-43.5-44dB(需把底波从基准波高提高 44 分贝：先将仪器上衰减器储存 44dB，将探头平稳耦合在工件外圆周面上得到稳定的底波，通过增益调整底波高度为基准波高，例如 50%，然后释放衰减器 44dB,即为探测 400mm 深处 2mm 平底孔当量缺陷的探测灵敏度，注：因为直接
34、在工件上调整底波，在调整增益时仪器已经自动补偿了曲率影响，因此不需另加曲率补偿计算值，这与先在大平底上调整再加曲率补偿的方法是不同的)缺陷定量 db=40lg(/2)(400/280) db=13 =2.96mm16.有一钢制零件厚度 400 毫米，用 2.5MHz、20mm 直径的直探头， 2mm 灵敏度作超声探伤发现距离探测面 200 毫米处有一缺陷，其反射波衰减 26dB 后达到基准波高，求该缺陷的平底孔当量直径是多少？解：缺陷定量 db=40lg(/2)(400/200) db=26 =4.47mm17.用水浸聚焦探头探钢管，当要求水层高度为 10mm，检查 40mm 的钢管时，试计算
35、透镜的曲率半径。解：根据公式 r1=1-(C2/C1)f，式中：r1-透镜曲率半径；C1-有机玻璃声速； C2-水声速；f- 焦距（探头至管子中心的垂直距离），r1=1-(C2/C1)f=1-(1500/2700)(20+10)=(1-0.556)x30=13.3mm答：检查 40mm 的钢管时，透镜的曲率半径为 13.3mm18.用水浸聚焦法检查 42x4mm 的小口径钢管，水层距离为 30mm，求偏心距、入射角、折射角、焦距和透镜的曲率半径各为多少？解：已知：钢管 42x4mm、水层厚度 L2=30mm，r=(42/2)-4=17，y=(R2-X2)1/2，式中：R=/2=21mmX=r(
36、CL2/CS3)=17x(1.5/3.2)=8mm，y=(212-82)1/2=(377)1/2=19.4mm ，焦距 f=L2+y=30+19.4=49.4mm 入射角：sin=X/R=8/21=0.38，=22.3 ；折射角：sin=r/R=17/21=0.81，=54.1声透镜曲率半径：r=(n-1)/nf，式中：n=CL1/CL2=2.7/1.5=1.8，r=(1.8-1)/1.849.422mm 偏心距：X=8mm19.用 2.5MHz20 的直探头对厚度为 215mm 的钢锻件进行探伤，要求能发现 2 当量的平底孔缺陷。怎样调节探伤灵敏度？在深度 200mm 处发现一缺陷，用衰减器
37、调节至同一稳定高度时，衰减器读数nf=20dB，求缺陷大小。（利用 AVG 曲线计算）解：根据公式：L0=D2/4 先计算近场区长度 ,=c/f=5.9/2.5=2.34mm，L0=202/(4x2.34)=43mm 2mm 的缺陷归一化后得 G=2/20=0.1，=215mm；探测距离归一化后得 A=215/43=5，由基本 AVG 曲线查出 A=5、G=0.1 时的增益值 V=48dB。将探头放在工件上，将荧光屏显示的底波调节到某一高度（通常是满屏的 80%），增益 48dB，仪器的探伤灵敏度调节完毕。当在 129mm 处发现一缺陷时，衰减器读数 nf=20dB，此时缺陷的增益值为 Vf=V-nf，Vf=V-nf=48-20=28dB 将缺陷距离化为归一化距离：Af=129/43=3，根据 Af=3、Vf=28dB 查基本 AVG 曲线图得Gf=0.2，缺陷当量大小为 f=GfDf=0.2x20=4mm答:该缺陷为 4 当量.(注：基本 AVG 曲线图考试卷上给出。)
