2024年TOFD资格考试理论样题

TOFD知识普及教程TOFD–超声波衍射時差法也叫“裂纹端點衍射法”或“尖端反射法”什么是TOFD?衍射時差法(TOFD)是一种依托從待检试件内部构造（重要是指缺陷）的“端角”和“端點”处得到的衍射能量来检测缺陷的措施。超声TOFD法可用于材料探伤、缺陷定位和定量。与常规的超声技术不一样，TOFD法不用脉冲回波幅度對缺陷大小做定量测定，而是靠脉冲传播時间来定量。TOFD–承认TOFD已經得到ASTME2373-04，ASMEIIICode2235，CENEN583-6()，BS7706(1993)等原则的承认。TOFD對于鉴定缺陷的真实性和精确定量上拾分有效。同步，TOFD可以和脉冲反射法互相取長补短。例如，检出焊缝中部的缺陷，判断缺陷与否向表面延伸等就是它的强项。衍射時差技术TOFD发展简史衍射現象TOFD原理实际操作原则TOFD長处和局限性TOFD发展简史七拾年代中期由UKAEAHarwell发現的定量很准–成為了一种原则的定量技术在九拾年代初，线形TOFD開始用于管线單独使用TOFD的检出率很高TOFD应用状况在国内的特种设备行业，，最早将TOFD技术用于工程检测并申請成為企业原则的是中国第一重型机械集团企业。应用對象是神华煤液化工程中的壁厚达340mm的加氢反应器。此外，在核工业、電力、石油系统，TOFD技术的研究和应用也在蓬勃发展，影响曰益扩大。衍射現象惠更斯原理:TOFD的基本原理扫查分类TOFD:經典的设置A扫信号相位变化传播時间传播時间缺陷深度缺陷自身高度某些經典缺陷向外表面延伸的缺陷向内表面延伸的缺陷水平方向的平面形缺陷向外表面延伸的裂纹向内表面延伸的裂纹水平方向的平面形缺陷(层间未熔,冷夹层)数据显示数据显示校准工具测量工具缺陷位置的影响缺陷位置的不确切性横向扫查校准TOFD检测工艺的选择探頭的选择（波型、探测辨别力、近場、声束宽度、频率、角度、尺寸、数量和位置布置）。中心间距-PCS的选择敏捷度的选择槽型校准试块的选择電子仪器的规定（数据记录、脉冲发生器、信噪比、数据采样、信号显示内容和方式）TOFD扫查图經典TOFD成像TOFD检测的一般流程仪器设置。（重要设置某些功能参数，如：触发電压、探頭频率、工件厚度、编码器、滤波器、PCS脉冲反复频率等）扫查工件（一般采用非平行扫查）校准仪器（校准指针零點，以便测量）缺陷分析（點、线、面的初步鉴定甚至性质的精确确定、埋藏深度、自身高度、長度）常見缺陷在TOFD中的显示近表面裂纹根部未焊透根部未熔合侧壁未熔合气孔横向裂纹根部内凹层间未熔合TOFD+脉冲回波技术描述数据浏览检测成果長处技术描述TOFD&P/E数据浏览检测成果检测成果检测成果横向波线性化横向波线性化TOFD可靠性TOFD的長处對于焊缝中部缺陷检出率很高轻易检出方向性不好的缺陷可以识别向表面延伸的缺陷采用TOFD和脉冲回波相結合，可以实現100%焊缝覆盖。沿焊缝作一维扫查，具有较高的检测速度。缺陷定量、定位精度高。根据TOFD可進行ECA分析（缺陷寿命评估）。国内外既有TOFD原则和规范欧洲原则（BS7706-1993、EN583-6：、CEN/TS-14751：等同德国DINCEN/TS14751和英国DDCEN/TS14751、NEN1882：）美国原则（ASMEcodecase2235-9、ASTME2373-）曰本原则（NDISE2423-）TOFD的局限性在上、下表面附近盲区對“噪声”敏感夸张了某些良性的缺陷,如气孔,冷夹层,内部未熔合。解释比较困难注意原则問題(有待处理)TOFD結語TOFD设置對的時是一种很好的缺陷定量和定位措施；根据原则和检出率的规定把TOFD和脉冲反射法相結合。

TOFD资格考试理论題超声TOFD焊缝检测的专业理论，Ⅰ级考试规定在30分钟内完毕20道选择題，及格规定為70分。Ⅱ级考试规定在45分钟内完毕30道选择題，及格规定為70分。一级样題1、為何在TOFD检测中，從D-扫中获得的信息优于單個A-扫？a)D-扫的声波衰減较小；b)D-扫的端部衍射更有效；c)D-扫使得弱信号可以识别；d)D-扫能提供纵波波形。2、什么角度的端部衍射信号最差？a)38度；b)45度；c)50度；d)60度。3、直通波的传播是:a)沿工件表面轮廓传播；b)发生波形转换以横波传播；c)沿著時间最短的途径传播；d)從底面反射。4、若TOFD探頭声束角度為60度，声束聚焦深度為25mm，则直通波的传播時间為多少？a)6.745微秒；b)14.671微秒；c)7.336微秒；d)5.902微秒。5、如下哪一条不属于TOFD探頭与常规脉冲反射法探頭的不一样點？a）TOFD检测使用的探頭脉冲更短；b）TOFD检测使用的探頭频带更宽；c）TOFD检测使用的探頭频率更高；d）TOFD检测使用的扩散角更大。二级样題1、下述哪组探頭将提供最佳的時间/深度辨别力？a)38度；b)45度；c)60度；d)70度。2、使用2對探頭進行非平行扫查，已知系统设定的脉冲反复频率是1024Hz，并使用了4次叠加来進行信号平均处理，假如扫查速度是30mm/s，则對于任一對TOFD探頭，获得一种A扫描信号的時间内探頭移動距离為：a)0.85mm；b)0.50mm；c)4.27mm；d)0.23mm。3、假如一种10MHz探頭具有從7兆赫到14MHz的频谱，则应选择：a）5MHz的高通滤波器和20MHz的低通滤波器；b）5MHz的低通滤波器和20MHz的高通滤波器；c）3MHz的高通滤波器和15MHz的低通滤波器；d）3MHz的低通滤波器和15MHz的高通滤波器。4、對10MHz的探頭，假如想获得一种振幅更大的信号，则触发超声脉冲的矩形電脉冲的宽度应為：a）100ns；b）50ns；c）5ns；d）10ns。5、采用60°探頭检测40mm厚的焊缝的根部缺陷，应选择的PCS是：a）69mm；b）138mm；c）92.35mm；d）112mm。

TOFD习題1、受检工件厚度40mm，60度探頭，對的的探頭分開距离是：a、56mmb、92mmc、108mmd、138mm2、使用频率偏高的探頭，而没有变化探頭晶片尺寸會导致：a、減少辨别率，提高信噪比，加大波束展開度b、提高辨别率，減少信噪比，減小波束展開度c、提高辨别率，減少信噪比，加大波束展開度d、減少辨别率，減少信噪比，減小波束展開度3、TOFD检测是：a、不也許對粗晶材料b、不也許對高温度工件c、不也許對仅有下半部完毕的未填满样部d、任何状况下都也許的4、模拟信号数字化後，数字信号是不充足显示的，数字化的成像也許會损失某些本来信号的内容，是由什么引起的：a、信号反复频率的设定b、信号放大器的频宽c、数字化時的采样频率d、探頭频率5、TOFD信号一般显示在灰色图谱上，為何要這样显示？a、可以提高信号的動态范围b、多种A扫信号可同步显示c、在图像数字化時，可提高处理速度d、可以打印TOFD图谱6、為何用單個探頭完毕TOFD检测是困难的？a、波束展開度太小b、传播時间太短c、反射波會掩盖衍射波d、探頭频率太低7、在進行TOFD检测時，只有探頭具有什么特點才會成功？a、相似频率b、相似角度c、相似探頭延迟d、相似入射點8、如下哪個信号永遠不被显示在TOFD窗口内？a、底面的波型转换信号b、侧向波c、起始信号d、以上所有的原因9、TOFD检测的扫查速度受到如下什么的限制？a、信号的平均化b、数据文献的大小c、探頭的展開距离d、以上所有的原因10、探頭的展開距离是由什么决定的？a、焊缝余高的宽度b、越大越好c、越小越好d、通過计算和工件厚度11、在简朴的TOFD设定下，缺陷的深度是由什么计算的？a、正弦定律b、正切定律c、勾股定律d、余弦定律12、為获得足够的TOFD信号采样，采样率应為：a、1b、和探頭频率同样c、超過二倍的探頭频率d、和脉冲反复频率同样13、TOFD检测，数据分析是由什么获得的？a、侧向波b、A扫信号c、B扫信号d、C扫信号14、如下哪些信号必须被显示在正常的TOFD扫查裏？A、侧向波B、底面的波型转换信号C、底面波D、始脉冲波E、整個A扫a、以上所有b、A、C、Ec、A、B、Dd、A、B、C15、如下哪些描述是對的的，在理想的TOFD图谱中，上端點衍射波具有：A、与底面波相似相位B、与始脉冲波相似相位C、与侧向波相反相位D、与侧向波相似相位a、A、Cb、A、Bc、B、Cd、A、D16、近表面開口缺陷會阻碍什么信号的显示a、底面的波型转换信号b、侧向波c、底面波d、以上都不是17、具有可测自身高度的内部缺陷，會由什么来识别？a、底面波受干扰b、單個衍射信号在侧向波和底面波之间c、两個相反相位的衍射信号在侧向波和底面波之间d、两個相反相位的衍射信号在侧向波和底面波型转换波之间18、TOFD检测時，探頭频率的选择必须按：a、与工件厚度無关b、工件厚度越大，频率越低c、工件厚度越大，频率越高d、5MHZ19、TOFD检测用的探頭必须具有：a、小的波束展開度来提高辨别率b、小的波束展開度来保证受检区域的履盖c、零度的纵向波d、大的波束展開度来检测整個焊缝区域20、如下哪些描述是對的的？短脉冲波會A、減小盲区B、提高辨别率C、反转端點衍射波相位D、減小侧向波長度a、A、Cb、A、C、Dc、A、B、Dd、以上都不是21、如下哪些描述是對的的減小探頭展開距离會A、提高深度方向的辨别率、B、減小深度方向的履盖率C、提高信噪比D、減小A扫時间坐標轴的長度a、只有Ab、只有Bc、都不是d、以上都對的22、對的的TOFD数据分析是a、取决于衍射信号的幅度b、与衍射信号的幅度無关c、几乎与衍射信号的幅度無关，不過幅度有時會提供更多的支持信息d、重要取决于信号幅度23、TOFD检测到信号包括：a、只有衍射信号b、只有反射信号c、只有反射和衍射信号d、侧向波、反射波和衍射波24、信号的平均化用来：a、減小声波噪音b、減小電子噪音c、減小机械振動d、減小以上所有的25、TOFD可检测出：a、只有焊缝中心线位置的缺陷b、焊缝中的所有缺陷c、缺陷，几乎与指向性無关d、只有面积型缺陷26、TOFD是不也許：a、检测表面開口缺陷b、检测近表面缺陷c、對缺陷精确定性d、以上都對的27、TOFD检测用探頭具有：a、短脉冲宽度来获得高辨别率b、大的楔块来提高辨别率c、長脉冲宽度用于让整個焊缝区域充斥声波d、短脉冲宽度来去掉底面波28、TOFD是什么的缩号a、缺陷检测的种类b、检测的時间传播c、衍射波的時间传播d、缺陷的時间29、在TOFD检测時，所有的信号都打断了，也許是由什么引起的a、缺乏耦合剂b、埋藏缺陷c、贯穿焊缝厚度的裂缝d、a和c是對的的30、TOFD在什么工件厚度時是最难使用a、不不小于100mmb、不不小于8mmc、不小于8mmd、不小于30mm

TOFD检测技术理论考试试題姓名：考号：一、选择題（每題只有唯一的對的答案，每題５分，共７５分）1、TOFD的中文全称是：Ca缺陷的种类b信号传播時间c衍射波的時差d缺陷测高的措施２、在進行TOFD检测時，两個探頭具有什么特點才會成功Aa相似频率b相似角度c相似的探頭延迟d相似的入射點３、TOFD技术采用纵波检测的原因是：Aa纵波传播速度快b纵波能量强c纵波波長短d纵波衰減小４、如下有关直通波与缺陷上尖端、缺陷下尖端和底面反射波信号相位关系的论述，對的的是：Ba直通波和缺陷上尖端信号相位相似b直通波和缺陷下尖端信号相位相似c直通波和底面反射波信号相位相似d以上都對５、焊缝余高過高，會导致直通波信号：Ca消失b波幅明显減小c没有明显变化d以上均有也許６、与常规超声波检测技术相比，如下哪一条不是TOFD技术長处：Da可靠性更高b定量精度c检测效率更高d缺陷定性更精确７、使用更高的频率，而没有变化探頭晶片尺寸會导致探頭的：Ba辨别率減少，信噪比提高，波束扩展加大b辨别率提高，信噪比減少，波束扩展減小c辨别率提高，信噪比提高，波束扩展加大d辨别率減少，信噪比減少，波束扩展減小８、TOFD检测中，70o探頭与45o探頭相比的長处是：Ca70o探頭辨别率更高某些b70o探頭信噪比更高某些c70o探頭波束覆盖范围更大某些d70o探頭近表面盲区更小某些９、如下哪些信号必须被显示在正常的TOFD扫查時间窗内：Aa直通波、底面波、底面波的转换型波b始脉冲、底面波、底面波的转换型波c始脉冲、直通波、底面波d始脉冲、直通波、底面波的转换型波１０、探頭中心间距由什么决定？Da焊缝余高的高度b越大越好c越小越好d通過工件厚度和探頭角度计算１１、如下哪一条不是Ａ扫描中没有信号的原因：Da楔块中的耦合干了b连接到探頭的電缆线断了c增益设置太低了d脉冲反复频率设置低了１２、TOFD检测時探頭频率的选择：Ba与工件厚度無关b工件厚度越大，选择低频率c工件厚度越大，选择高频率d５MHz１３、衍射波信号的特點：Ba比反射波信号强，且没有明显指向性b比反射波信号弱，且没有明显指向性c比反射波信号强，且有明显指向性d比反射波信号弱，且有明显指向性１４、如下有有关直通波性质的论述，哪一条是錯误的Ba直通波是在两個探頭之间，沿最短途径以纵波速度進行传播b直通波是一种特殊的表面波c直通波的频率比声束中心的频率低d直通波有時也許非常微弱，不能识别１５、采用非平行扫查對焊缝進行检测，不能得到的缺陷信息是：Da缺陷的長度b缺陷的深度c缺陷的自深高度d缺陷距离焊缝中心的水平位置二、计算題（共２５分,第一題中每題５分，第二題10分）１、检测60mm的焊缝，规定聚焦點选在板厚的2/3处，则：（1）采用折射角為45度的探頭時，探頭中心距PCS為多少？（TAN45=1,计算成果取整数）（2）采用折射角為60度的探頭時，探頭中心距PCS為多少？（TAN60=1.73,计算成果取整数）（3）采用折射角為70度的探頭時，探頭中心距PCS為多少？（TAN70=2.75,计算成果取整数）２、焊缝检测中，设定探頭中心距PCS＝70mm,声速C=6000m/S,声束楔块中延時2t0=0.9uS,假设检测发現一种缺陷的衍射回波，已知该衍射點的传播時间t=15.9uS，求该衍射點的深度？(以=1.41，计算成果保留两位小数)

TOFD技术（TimeofFlightDiffractionTechnique）是一种基于衍射信号实行检测的技术，即衍射時差法超声检测技术。上世纪七拾年代，由于工业发展的需求的不停增多，MauricSilk博士（英国国家無损检测中心）率先提出了TOFD技术。在TOFD系统的发展過程中，计算机和数字技术的应用起到了决定性的作用。初期的常规超声检测使用的都是模拟探伤仪，用横波斜探頭或纵波直探頭做手動扫查，大多数状况采用單探頭检测，仪器显示的是A扫波型，扫查的成果不能被记录，也無法作為永久的参照数据保留。自二拾世纪九拾年代起，模拟仪器開始慢慢演变為由计算机控制的数字仪器，随即数字仪器逐渐完善和复杂化，可以配置探頭阵列，自動扫查装置，并且可以记录和保留所有的扫查数据用于归档和分析。TOFD检测需要记录每個检测位置的完整的未校正的A扫信号，可見TOFD检测的数据采集系统是一种更先進的复杂的数字化系统，在接受放大系统、数字化采样、信号处理、信息存储等方面都到达了较高的水平。TOFD技术与老式脉冲回波技术的最重要的两個区别在于：A)愈加精确的尺寸测量精度(一般為±1mm，當监测状态為±0.3mm)，且检测時与缺陷的角度几乎無关。尺寸测量是基于衍射信号的传播時间而不依赖于波幅。B)TOFD技术不使用简朴的波幅阈值作為汇报缺陷与否的原则。由于衍射信号的波幅并不依赖于缺陷尺寸，在任何缺陷也許被判不合格之前所有数据必须通過度析，因此培训和經验對于TOFD技术的应用是极為基本的规定。

压電复合材料是什么？在上世纪80年代中期研制出来压電复合材料，最早研制出来压電复合材料目的是為了提高生物醫學中超声成像辨别力，後来发現其具有一系列优越性能，同样合用于工业超声检测。压電复合材料是压電陶瓷与高分子聚合物复合构成，所用的高分子聚合物有好几种，例如硅胶、环氧树脂、聚偏二氟乙烯(PDF)等等。换能器用的压電复合材料有多种构造，图3.7所示為1-3型复合构造，由一系列定向均布的压電棒插在环氧树脂中构成，插在聚合树脂中的压電陶瓷具有一维连通性（即朝试件單向振動），而聚合物则具有三维连通性。图3-8所示為应用切割填充法制造压電复合材料的過程，先将單体陶瓷切割成骰子块状，再注入聚合树脂，然後切片、打磨、镀银、冲压、极化制成。该种构造可用于相控阵探頭、TOFD探頭和高性能常规脉冲超声探頭。1、压電复合材料的長处用压電复合材料制作的探頭有如下長处：（1）发射和接受性能好，敏捷度高。与压電陶瓷PZT相比，前者要高数拾倍到上百倍。（2）机械品质因数Q值低，带宽敞，脉冲短，辨别力高。与压電陶瓷PZT相比，前者要低几倍到几拾倍。（3）机電耦合系数值大，声能/電能的转换效率高。（4）在较大温度范围内特性稳定。（5）可加工形状复杂的探頭，仅需简易的切块和充填技术。（6）声阻抗可以变化，以实現与不一样声阻抗的材料匹配。

衍射時差法（TOFD）是广泛应用于焊缝检测的一种無损检测技术，衍射時差法（TOFD）是通過接受缺陷尖端产生的衍射波信号，而不是接受老式超声波措施中的反射信号来检测缺陷的。在TOFD技术中，一對探頭通過扫查器置于焊缝的两侧，一种探頭发射超声波脉冲，另一种探頭接受超声波脉冲，這样可以對整個焊缝体积進行检测，以及确定不持续性的详细位置和深度。這种技术的重要長处是：检测的可靠性最大；缺陷的测量测量精度高（不小于0.2mm）；检测速度快；检测数据可以永久保留；可有效检测缺陷的方向和实現检测质量的最大