超声检测教材试题

选自特种设备无损检测教材《超声波检测》配套《题库（2008版》

第一章一、是非题

1.I波动过程中能量传播是靠相邻两质点的互相碰撞来完成的。（）

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KN1.5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〈人）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，IMHz的超声波的能量相当于IKHz声波能量的100

万倍。（）

1.22声压差2倍，则两信号的分贝差为6dBi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界面上入射声束的拧射角等于反射角。（）

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,说明界面有加强声压的作

用c（）

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（如裂痕）厚度一按时，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C1VC2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汲取作用。（）

1.52超声平面波不存在材质衰减。（）

是非题答案

1.1X1.2X1.301.4X1.5O0XOO0X

OXXXXOXXXX

OXXXOXOXOO

XOOXOXOXXO

XXX0O

1.46X1.47O1.48X1.49X1.50XXX

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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）

第一章二、选择题

1.1以下关于谐振动的表达，哪一条是错误的（）

A.

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.透射能量大力人射能量

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，碰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1）.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=r2B.T=l-r2C.T=1+rD.T=l-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.K+T=lB.T=l-RC.K=l-TD.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【）.以上都是

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

（）

A.B.

C.D.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：（）

MHz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：（）

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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'也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?什么状况下合成振幅最大。什么状况下合成振幅最小？

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索有关？

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JL声压往痕透过率最高？

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？

问答题参照答案

L1答：物体沿着直线或曲线在某一平衡位置四周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lHz=l次/秒。由周期和频率的定义可知，二者互为倒

数，即：T=l/fo

L3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(3t+。)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一振幅，即最大水平位移；3一圆频率；即1秒钟内变化的弧度数，；中一

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止比，其方向总是指向平衡位置，谐振物体

的振幅不变，频率不变。由于物体做谐振动口寸，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，其总能量始终坚持不变。

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Gn/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X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(而。

由波速、波长和频率的定义可得：

C=入f或入=C/f

由上式可知，波长与波速成正比，与频率成反比。当频率一按时，波速愈大，波长就愈长；当

波速一按时，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)超声波优良的指向性。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，利用这一恃性，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。

L7答：波阵面：同一随时、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：某一随时，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。任意随时，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，活寒波类似丁•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。这一定的介质，

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，，‘专播不同类型声波时，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，用遇处质点的振动是各列波引起的分振动

的合成，任一随时该质点的位移是各列波引起位移的矢量和。

(2)相遇后的各列波仍坚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强化，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

随时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：波在传播过程中碰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X的相对大小有关：

DfVV入时，几乎只绕射，无反射。

Df>>X时，几乎只反射，无绕射。

Df与X相当时:既反射又绕射。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-PO.

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P与介质中声速c的乘积。Z=p・c。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V时，薄层愈薄，声压往复透过率愈大。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。

⑵端角反射中,同类型的反射波和入射波息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°四周，端角反射率最低。

(6)横波入射时,入射角在35°〜55°时，端角反射率最高。

(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的横波探头，避免选择

K21.5的探头

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，波束截面愈来愈大，从而使单位面积

上的能量逐渐减少。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，碰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

（与波长相比）是引起散射衰减的主要因素。

（3）汲取衰减：超声波在介质中传播时，由于介质中质点间的内磨擦（粘滞性）和热传导等因素,

使声能转换成其他能量（热量）。这种衰减称为汲取衰减，又称粘滞衰减。

散射衰减、汲取衰减与介质的性质有关，因此统称为材质衰减。

超声检测2.1第二章是非题

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、

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第二章一、是非题

2.1超声波频率越高，近场区的长度也就越大。（）

2.2对同一个直探头来说，在钢中的近场长度比在水中的近场长度大。（）

2.3近场区由于波的干涉探伤定位和定量都不准。I）

2.4探头频率越高，声束于散角越小。（）

2.5超声波探伤的实际声场中的声束轴线上不存在声压为零的点。（）

2.6声束指向性不仅与频率有关，而且与波型有关。（）

2.7超声波的波长越长，声束扩散角就越大，发现小缺陷的能力也就越强。（）

2.8因为超声波会扩散衰减，所以检测应尽可能在其近场区进行。（）

2.9因为近场区内有多个声压为零的点，所以探伤时近场区缺陷往往会漏检。；）

2.10如超声波频率不变，晶片面积越大，超声场的近场长度越短。（）

2.11面积相同，频率相同的圆晶片和方晶片，超声场的近场长度一样长。（）

2.12面积相同，频率相同的圆晶片和方晶片，其声束指向角亦相同。（）

2.13晶片尺寸相同，超声场的近场长度愈短，声束指向性愈好。（）

2.14声波辐射的超声波的能量主要集中在主声束内。（）

2.15实际声场与理想声场在远场区轴线上声压分布基本一致。（）

2.16探伤采纳低频是为了改善声束指向性，提升探伤灵敏度。（）

2.17与圆盘源不同，矩形波源的纵波声场有两个不同的半扩散角。（）

2.18在超声场的未扩散区，可将声源辐射的超声波看成平面波，平均声压不随距离增加而改

变。（）

2.19斜角探伤横波声场中假想声源的面积大于实际声源面积。（）

2.20频率和晶片尺寸相同时，横波声束指向性比纵波好。（）

2.21200mm处中4长横孔的回波声压比100mm处中2长横孔的回波声压低。（）

2.22球孔的回波声压随距离的变化规律与平底孔相同。（）

2.23同声程理想大平面与平底孔回波声压的比值随频率的提升而减小。（）

2.24轴类工件外圆径向探伤时，曲底面回波声压与同声程理想大平面相同。（）

2.25对空心圆柱体在内孔探伤时，曲底面回波声压比同声程大平面低。（）

是非题答案

2.1O2.2X2.3O2.4O2.5OOXXXX

OXXOXXXOXO

OOOOX

超声检测2.2第二章选择题

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第二章二、选择题

2.1波束扩散角是晶片尺寸和传播介质中声波波长的函数,并且随（）

A.频率增加，晶片直径减小而减小

B.频率或晶片直径减小而增大

C.频率或晶片直径减小而减小

D.频率增加，晶片直径减小而增大

2.2晶片直径D=20mm的直探头，在钢中测得其零幅射角为10°,该探头探测频率约为：（）

关于柱面波，距声源距离增大1倍，声压变化是：（）

A.增大6dbB.减小6dbC.增大3dbD.减小3db

2.22关于球面波，距声源距离增大1倍，声压变化是：（）

A.增大6dBB.减小6dBC.增大3dBI）.减小3dB

2.23比中3nmi平底孔回波声压小7dB的同声程半底孔直径是：（）

A.O1mmB.62nlmC.①4nlmI）.①0.5mm

2.24比中3mm长横孔回波声压小7dB的同声程长横孔直径是：（）

A.中0.6mmB.01mmC.62mni1）.①0.3mm

2.25以下表达中哪一条不是聚焦探头的优点（）

A.灵敏度高B.横向分辨率高

C.纵向分辨高D.探测粗晶材料时信噪比高

2.26以下表达中，哪一条不是聚焦探头的缺点（）

A.声束细，每次扫查探测区域小，效率低

B.每只探头仅适宜探测某一深度范围缺陷，通用性差

C.由于声波的干涉作用和声透镜的球差，声束不能完全汇聚一点

D.以上都是

选择题答案

2.1B2.2D2.3C2.4B2.5A

2.6D2.7D2.8B2.9A2.10C1B2.12C2.13C2.14A2.15B

CDBAADBBACC

超声检测2.3第二章问答题

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第二章三、问答题

2.1何谓主声束?何谓指向性?指向性与哪些因素有关。

2.2圆盘源活塞波声场可分为哪几个区域?各有什么特点？

2.3聚焦探头的焦点有什么特点？聚焦探头有哪些优点和不够？

2.4什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？

2.5什么是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？

问答题参照答案

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，以确定的扩散角向固定的方向辐射的特性称为声束指向性。

(3)指向性的优劣常用指向角表示，指向角指主声束的半扩散角，通常用第一零值辐射角表示,

即声压为零的主声束边缘线与声束轴线间的夹角。

(4)指向角0。与波长和晶片直径的比值(入/D)有关，D愈大，人愈短，0。愈小，声束指向

性愈好。答：超声场可分为主声束和副瓣。主声束是指声源正前方，声能最集中的锥形区域。

主声束轴线与探头晶片垂直，声束截面较大。副瓣位于主声束旁，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X,可用公式N=D2/4入表示。

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而单调下降，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匕看作常数。未扩散区后的主声束扩散成锥形。

2.3答：聚焦探头的焦点不是一个点，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与波长入、焦距F、波源半径R有关。

聚焦探头在以卜应用中体现出其优越性：

(1)聚焦探头声束细，产生散乱反射的几率小，用于铸钢件及奥氏体钢晶粒粗大、衰减严重的

材料探伤，可降低草状回波，提升信噪比的灵敏度，有利于缺陷的检出。

(2)使用聚焦探头有利于提升定量精度。近年来采纳聚焦探头利用端点峰值回波法来测定裂痕

的高度。精度显然提升，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准确得多。

聚焦探头也有不够：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。

2.4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。反射法是依据缺陷反射回

波声压的凹凸来评价缺陷的大小。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体回波等高时，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。

2.5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和有用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。

超声检测3.1第三章是非题

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）

第三章一、是非题

3.1超声波探伤中，发射超声波是利用正压电效应，接收超声波是利用逆压电效应。

（）

3.2增益100dB就是信号强度扩大100倍。（）

3.3与错钛酸铅相比，石英作为压电材料有性能稳定、机电耦合系数高、压电转换能量损失小

等优点。（）

3.4与一般探头相比，聚焦探头的分辨力较高。（）

3.5使用聚焦透镜能提升灵敏度和分辨力，但减小了探测范围。（）

3.6点聚焦探头比线聚焦探头灵敏度高。（；

3.7双晶探头只能用于纵波检测。（）

3.8B型显示能够展现工件内缺陷的埋藏深度。（）

3.9C型显示能展现工件口缺陷的长度和宽度，但不能展现深度。（）

3.10通用AVG曲线采纳的距离是以近场长度为单位的归一化距离，适用于不同规格的探

头。（）

3.11在通用AVG曲线上，可直接查得缺陷的实际声程和当量尺寸。（）

3.12A型显示探伤仪，利用I）.G.S曲线板可直观显示缺陷的当量大小和缺陷深度。

（）

3.13衰减器是用来调节探伤灵敏度的，衰减器读数越大，灵敏度越高。（）

3.14多通道探伤仪是由多个或多对探头同时工作的探伤仪。（）

3.15探伤仪中的发射电路亦称为触发电路。（）

3.16探伤仪中的发射电路亦可产生几百伏到上千伏的电脉冲去激励探头晶片振动。

（）

3.17探伤仪的扫描电路即为控制探头在工件探伤面上扫查的电路。（）

3.18探伤仪发射电路中的阻尼电阻的阻值愈大，发射强度愈弱。（）

3.19调节探伤仪“深度细调〃旋钮时，可连续改变扫描线扫描速度。（）

3.20调节探伤仪“抑制〃旋钮时，抑制越大，仪器动态范围越大。（）

3.21调节探伤仪“延迟”旋钮时，扫描线上回波信号间的距离也将随之改变。（）

3.22不同压电晶体材料中声速不一样，因此不同压电材料的频率常数也不相同。

（）

3.23不同压电材料的频率常数不一样，因此用不同压电材料制作的探头其标称频率不可能相

同。（）

3.24压电晶片的压电应变常数（d33）大，则说明该晶片接收性能好。（）

3.25压电晶片的压电电压常数（g33）大，则说明该晶片接收性能好。（：

3.26探头中压电晶片背面加汲取块是为了提升机械品质因子0m,减少机械能损耗。

（）

3.27工件表面比较粗糙时，为防止探头磨损和保护晶片，宜选用硬保护膜。（）

3.28斜探头楔块前部和上部开消声槽的目的是使声波反射回晶片处，减少声能损失。

)

3.29由于水中只能传播纵波，所以水浸探头只能进行纵波探伤。（）

3.30双晶直探头倾角越大，交点离探测面距离愈远，覆盖区愈大。（）

3.31斜探头前部磨损较多时，探头的K值将变大。（）

3.32利用IIW试块上CD501nm孔与两侧面的距离，仅能测定直探头盲区的大致范围。

)

3.33当斜探头对准IIW2试块上R50曲面时，荧光屏上的多次反射回波是等距离（I勺。

)

3.34中心切槽的半圆试块，其反射特点是多次回波总是等距离出现。（）

3.35与HN试块相比CSK7A试块的优点之一是可以测定斜探头分辨力。（）

3.36调节探伤仪的••水平”旋钮，将会改变仪器的水平线性。（）

3.37测定仪器的“动态范围〃时，应将仪器的“抑制〃、“深度补偿〃旋钮置于“关”的位

置。（）

3.38盲区与始波宽度是同一概念。（）

3.39测定组合灵敏度时，可先调节仪器的“抑制〃旋钮，使电噪声电平WI0乐再进行测

试。（）

3.40测定“始波宽度”时，应将仪器的灵敏度调至最大。（）

3.41为提升分辨力，在满足探伤灵敏度要求状况下，仪器的发射强度应尽量调得低一

些。（）

3.42脉冲重复频率的调节与被探工件厚度有关，对厚度大的工件，应采纳较低的重复频

率。（）

3.43双晶探头主要用于近表面缺陷的探测。（）

3.44温度对斜探头折射角有影响，当温度升高时，疔射角将变大。（）

3.45目前使用最广泛的测厚仪是共振式测厚仪。（）

3.46在钢中折射角为60°的斜探头，用于探测铝时，其折射角将变大。（）

3.47“发射脉冲宽度〃就是指发射脉冲的继续时间。（）

3.48软保护膜探头可减少粗糙表面对探伤的影响。（）

3.49水浸聚焦探头探伤工件时，实际焦距比理论计算值大。（）

3.50声束指向角较小且声束截面较窄的探头称作窄脉冲探头。（）

是非题答案

3.1X3.2X3.3X3.4O3.5O0XOO0

XOXXXOXXOX

XOX4X3.25OXXXXX

XOX0OXOXXX

OOO0XxO0XX

超声检测3.2第三章选择题

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。（保护版权，请勿转录翻印）

C.A

C.

C.

C.

C.

C.仪器的垂直线性好坏会影响：（）

A.缺陷的当量比较B.AVG曲线面板的使用

C.缺陷的定位D.以上都对

3.13接收电路中，扩大器输入端接收的回波电压约有（）

A.几百伏B.100V左右C.10V左右D.0.001〜IV

3.14同步电路每秒钟产生的触发脉冲数为（）

A.1〜2个B.数十个到数千个

C.与工作频率相同D.以上都不对。

3.15调节仪器面板上的“抑制〃旋钮会影响探伤仪的（）

A.垂直线性B.动态范围C.灵敏度I）.以上全部

3.16扩大器的不饱和信号高度与缺陷面积成比例的范围叫做扩大器的：（）

A.灵敏度范围B.线性范围

C.分辨力范围D.选择性范围

3.17单晶片直探头接触法探伤中，与探测面十分接近的缺陷往往不能有效地检出，这是因为:

（）

A.近场干扰B.材质衰减

C.盲区D.折射

3.18同步电路的同步脉冲控制是指：（）

A.发射电路在单位时间内重复发射脉冲次数

B.扫描电路每秒钟内重复扫描次数

C.探头晶片在单位时间内向工件重复辐射超声波次数

D.以上全部都是

3.19表示探伤仪与探头组合性能的指标有：（）

A.水平线性、垂直线性、衰减器精度

B.灵敏度余量、盲区、远场分辨力

C.动态范围、频带宽度、探测深度

D.垂直极限、水平极限、重复频率

3.20使仪器得到满幅显示时Y轴偏转板工作电压为80V,现晶片接收到的缺陷信号电压为

40mV,假设要使此缺陷以50%垂直幅度显示，仪器扩大器应有多大增益量？（）

A.74dBB.66dBC.60dBD.80dB

3.21脉冲反射式超声波探伤仪同步脉冲的重复频率决定着：（）

A.扫描长度B.扫描速度

C.单位时间内重复扫描次数D.锯齿波电压幅度

3.22线聚焦探头声透镜的形状为（C）

A.球面B.平面

C.柱面D.以上都可以

3.23探头的分辨力：（）

A.与探头晶片直径成正比B.与频带宽度成正比

C.与脉冲重复频率成正比D.以上都不对

3.24当激励探头的脉冲幅度增大时：（）

A.仪器分辨力提升B.仪器分辨力降低，但超声强度增大

C.声波穿透力降低D.对试验无影响

3.25探头晶片背面加上阻尼块会导致：（）

A.。用值降低，灵敏度提升B.值增大，分辨力提升

C.0m值增大，盲区增大D.0m值降低，分辨力提升

3.26为了从换能器获得最高灵敏度：（）

A.应减小阻尼块B.应使用大直径晶片

C.应使压电晶片在它的共振基频上激励D.换能器频带宽度应尽可能大

3.27超声检测系统的灵敏度：（）

A.取决于探头、高频脉冲发生器和扩大器

B.取决于同步脉冲发生器

C.取决于换能器机械阻尼

D.随分辨力提升而提升

3.28换能器尺寸不变而频率提升时：（）

A.横向分辨力降低B.声束扩散角增大

C.近场长度增大D.指向性变钝

3.29一般探伤时不使用深度补偿是因为它会：（）

A.影响缺陷的准确定位

B.影响AVG曲线或当量定量法的使用

C.导致小缺陷漏检

D,以上都不对

3.30晶片共振波长是晶片厚度的（）

A.2倍B.1/2倍C.1倍I）.4倍

3.31已知PZT-4的频率常数是2000ni/s,2.5MHz的PZT-4晶片厚度约为：（）

mmB.1.25mmC.1.6mmD.0.4mm

3.32在毛面或曲面工件上作直探头探伤时，应使用：（）

A.硬保护膜直探头B.软保护膜直探头

C.大尺寸直探头D.高频直探头

3.33目前工业超声波探伤使用较多的压电材料是：（）

A.石英B.钛酸钢

C.错钛酸铅D.硫酸锂

3.34双晶直探头的最主要用途是：（）

A.探测近表面缺陷B.准确测定缺陷长度

C.准确测定缺陷高度D.用于表面缺陷探伤

3.35超声波探伤仪的探头晶片用的是下面哪种材料：（）

A.导电材料B.磁致伸缩材料

C.压电材料D.磁性材料

3.36下面哪种材料最适宜做高温探头：（）

A.石英B.硫酸锂

C.错钛酸铅D.铝酸锂

3.37下面哪种压电材料最适宜制作高分辨力探头：（）

A.石英B.钛酸铅

C.偏锯酸铅D.钛酸钢

3.38以下压电晶体中哪一种作高频探头较为适宜（）

A.钛酸钢B.锯酸锂

C.PZTI）.钛酸铅

3.39表示压电晶体发射性能的参数是（）

A.压电电压常数g33B.机电耦合系数K

C.压电应变常数d33D.以上全部

3.40下面关于横波斜探头的说法哪一句是错误的（C）

A.横波斜探头是由直探头加透声斜楔组成

B.斜楔前面开槽的口的是减少反射杂波

C.超声波在斜楔中的纵波声速应大于工件中的横波声速

D.横波是在斜楔与工件的交界面上产生

3.41窄脉冲探头和一般探头相比（）

A.0值较小B.灵敏度较低C.频带较宽D.以上全部

3.42采纳声透镜方式制作聚焦探头时，设透镜材料为介质1,欲使声束在介质2中聚焦，选用

平凹透镜的条件是（）

A.Z1>Z2B.CKC2C.C1>C2D.Z1<Z2

3.43探头软保护膜和硬保护膜相比，特别优点是（）

A.透声性能好B.材质衰减小C.有利消除耦合差异D.以上全部

3.44接触式聚焦方式按聚焦方式不同可分为（D）

A.透镜式聚焦B.反射式聚焦

C.曲面晶片式聚焦D.以上都对

3.45以下哪一条，不属于双晶探头的优点（）

A.探测范围大B.盲区小

C.牛中近场长度小D.朵波少

3.46以下哪一条，不属于双晶探头的性能指标（）

A.工作频率B.晶片尺寸

C.探测深度D.近场长度

3.47斜探头前沿长度和K值测定的几种方法中，哪种方法精度最高：（）

A.半圆试块和横孔法B.双孔法

C.直角边法I）.不一定，须视具体状况而定

3.48超声探伤系统区别相邻两缺陷的能力称为：（）

A.检测灵敏度B.时基线性

C.垂直线性D.分辨力

3.49用以标定或测试超声探伤系统的，含有模拟缺陷的人工反射体的金属块叫：（）

A.晶体准直器B.测角器

C.参照试块D.工件

3.50对超声探伤试块的基本要求是：（）

A.其声速与被探工件声速基本一致

B.材料中没有超过①2mm平底孔当量的缺陷

C.材料衰减不太大且均匀

D.以上都是

3.51CSK-HA试块上的①1X6横孔，在超声远场，其反射波高随声程的变化规律与（）

相同。

A.长横孔B.平底孔C.球孔I）.以上B和C

选择题答案

3.1C3.2C3.3A3.4C3.5CAAABI)

CADBDBCDBCCABBD

CACBAABCAC

DC3.38B3.39C3.40BDCCBA

DADCDD

超声检测3.3第三章问答题

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。（保护版权，请勿转录翻印）

第三章三、问答题

3.1简述超声波探伤仪中同步电路的作用？

3.2超声波探伤仪发射电路中的阻尼电阻有什么作用。

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？

3.4什么是压电晶体?举例说明压电晶体分为几类？

3.5何谓压电材料的居里点?哪些状况要合计它的影响？

3.6探头保护膜的作用是叶么？对它有哪些要求？

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？

3.8超声波探伤仪主要性能指标有哪些？

3.9超声波斜探头的技术指标有哪些？

3.10简述超声探伤系统主要性能指标有哪些？

3.11对超声波探伤所用探头的晶片材料有哪些要求？

3.12什么是试块?试块的主要作用是什么？

3.13试块有哪几种分类方法?我国常用试块有哪几种。

3.14试块应满足哪些基本要求?使用试块时应注意些叶么？

3.15我国的CSK-1A试块与11W试块育何不同？

问答题参照答案

3.1答：同步电路乂称触发电路，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，使之步调一致，有条不紊地工作，因此，同步电路是整个探伤仪的指挥“中枢〃。

3.2答：改变阻尼电阻R。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R。阻值也会改变探头电阻尼大小，影响探头分辩力。

3.3答：(1)接收电路由衰减器、射频扩大器、检波器和视频扩大器等几部分组成。

(2)调节"抑制旋钮〃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：如石英、硫酸锂、银酸锂等。

多晶体：如钛酸钢、钛酸铅，错钛酸铅(PZT)等。

3.5答：(1)当压电材料的温度达到一定值后，压电效应会自行消失，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制作探头。

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，透声性好，厚度合适。

3.7答：(1)聚焦的声束，声能更为集中，中心轴线上的声压加强，同时可改善声束指向性，

对提升探伤灵敏度、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高与反射体距

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：也称扩大线性或幅度线性，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粉降至消失时(最小可识别值)

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答：除了频率、晶片材料、晶片尺寸等影响声场性能的指标外，超声波斜探头还有以下技术

指标：

(1)斜探头的入射点和前沿长度：是指其主声束轴线与探测面的交点，入射点至探头前沿的距

离称为探头前沿长度，测定入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的K