2025年超聲檢測(cè)題庫及答案一、選擇題1.超聲檢測(cè)中，超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到聲阻抗不同的界面會(huì)發(fā)生（）A.折射B.反射C.透射D.以上都是答案：D解析：當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播遇到聲阻抗不同的界面時(shí)，一部分能量會(huì)發(fā)生反射，一部分會(huì)發(fā)生折射繼續(xù)在另一種介質(zhì)中傳播，還有一部分會(huì)發(fā)生透射穿過界面，所以以上三種情況都會(huì)發(fā)生。2.超聲檢測(cè)用的探頭中，壓電晶片的作用是（）A.發(fā)射超聲波B.接收超聲波C.既發(fā)射又接收超聲波D.放大超聲波信號(hào)答案：C解析：壓電晶片具有壓電效應(yīng)，當(dāng)給其施加交變電場(chǎng)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)從而發(fā)射超聲波；當(dāng)接收到超聲波引起的機(jī)械振動(dòng)時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，從而接收超聲波。3.在超聲檢測(cè)中，以下哪種材料的聲速最快（）A.水B.鋼C.空氣D.有機(jī)玻璃答案：B解析：一般來說，固體中的聲速大于液體中的聲速，液體中的聲速大于氣體中的聲速。鋼是固體，水是液體，空氣是氣體，有機(jī)玻璃聲速也小于鋼，所以鋼中的聲速最快。4.超聲檢測(cè)中，調(diào)節(jié)儀器的增益旋鈕，主要是調(diào)節(jié)（）A.超聲波的發(fā)射頻率B.超聲波的傳播速度C.接收信號(hào)的幅度D.探頭的靈敏度答案：C解析：增益旋鈕主要是對(duì)儀器接收到的信號(hào)進(jìn)行放大或衰減，也就是調(diào)節(jié)接收信號(hào)的幅度。發(fā)射頻率由探頭本身特性決定，超聲波傳播速度由介質(zhì)決定，探頭靈敏度與探頭的結(jié)構(gòu)和性能有關(guān)，增益旋鈕并不直接調(diào)節(jié)這些。5.用直探頭檢測(cè)厚度為20mm的鋼板，在示波屏上出現(xiàn)多次底波，相鄰底波間的水平距離代表的時(shí)間是（）A.超聲波在鋼板中往返一次的時(shí)間B.超聲波在鋼板中單程傳播的時(shí)間C.超聲波在示波屏上掃描一次的時(shí)間D.以上都不對(duì)答案：A解析：當(dāng)用直探頭檢測(cè)鋼板時(shí)，超聲波在鋼板中傳播遇到底面會(huì)反射回來，相鄰底波間的水平距離對(duì)應(yīng)的是超聲波在鋼板中往返一次所需要的時(shí)間。6.超聲檢測(cè)中，缺陷的當(dāng)量大小是指（）A.缺陷的實(shí)際尺寸B.與缺陷回波高度相同的標(biāo)準(zhǔn)反射體的尺寸C.缺陷的投影面積D.缺陷的體積答案：B解析：缺陷當(dāng)量是指在相同檢測(cè)條件下，與缺陷回波高度相同的標(biāo)準(zhǔn)反射體的尺寸，它并不一定是缺陷的實(shí)際尺寸。7.以下哪種探頭適用于檢測(cè)管材的周向缺陷（）A.直探頭B.斜探頭C.雙晶探頭D.聚焦探頭答案：B解析：斜探頭可以使超聲波以一定角度入射到管材中，能夠檢測(cè)管材的周向缺陷。直探頭主要用于檢測(cè)與檢測(cè)面垂直的缺陷；雙晶探頭常用于檢測(cè)近表面缺陷；聚焦探頭主要用于提高檢測(cè)的靈敏度和分辨率。8.超聲檢測(cè)中，耦合劑的作用是（）A.增加超聲波的發(fā)射強(qiáng)度B.減少超聲波在探頭與工件表面之間的反射損失C.提高探頭的靈敏度D.降低超聲波的傳播速度答案：B解析：耦合劑的主要作用是填充探頭與工件表面之間的空隙，減少超聲波在探頭與工件表面之間的反射損失，使更多的超聲波能夠進(jìn)入工件中進(jìn)行檢測(cè)。它并不能增加超聲波的發(fā)射強(qiáng)度、提高探頭的靈敏度或降低超聲波的傳播速度。9.用超聲檢測(cè)法檢測(cè)焊縫時(shí)，最常用的探頭角度是（）A.30°B.45°C.60°D.70°答案：B解析：在超聲檢測(cè)焊縫時(shí)，45°斜探頭是最常用的，它可以較好地檢測(cè)焊縫中的各種缺陷，包括橫向和縱向缺陷。10.超聲檢測(cè)中，當(dāng)缺陷位于近場(chǎng)區(qū)時(shí)，回波高度與缺陷大小的關(guān)系是（）A.回波高度與缺陷大小成正比B.回波高度與缺陷大小成反比C.回波高度與缺陷大小關(guān)系復(fù)雜，不成簡(jiǎn)單比例D.以上都不對(duì)答案：C解析：在近場(chǎng)區(qū)，超聲波的聲壓分布比較復(fù)雜，缺陷回波高度與缺陷大小的關(guān)系不是簡(jiǎn)單的比例關(guān)系，會(huì)受到多種因素的影響。二、判斷題1.超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其頻率會(huì)隨著傳播距離的增加而降低。（×）解析：超聲波的頻率是由聲源決定的，在傳播過程中頻率保持不變，不會(huì)隨著傳播距離的增加而降低。2.超聲檢測(cè)中，探頭的頻率越高，檢測(cè)靈敏度越高，但穿透能力越弱。（√）解析：頻率高的探頭，其波長較短，對(duì)小缺陷的檢測(cè)靈敏度較高，但在介質(zhì)中傳播時(shí)能量衰減較快，所以穿透能力相對(duì)較弱。3.只要超聲檢測(cè)儀器的性能良好，就可以檢測(cè)出所有的缺陷。（×）解析：雖然超聲檢測(cè)儀器性能良好是檢測(cè)的基礎(chǔ)，但并不是所有缺陷都能被檢測(cè)出來。例如一些微小的、與超聲波傳播方向平行的缺陷，或者位于特殊位置的缺陷等，可能無法被有效檢測(cè)到。4.在超聲檢測(cè)中，缺陷的回波高度越高，缺陷就一定越大。（×）解析：缺陷回波高度不僅與缺陷大小有關(guān)，還與缺陷的形狀、取向、表面狀態(tài)以及檢測(cè)條件等多種因素有關(guān)。所以缺陷回波高度高并不一定意味著缺陷就大。5.超聲檢測(cè)用的耦合劑可以用清水代替。（×）解析：清水的耦合效果較差，不能很好地填充探頭與工件表面之間的空隙，會(huì)導(dǎo)致較多的超聲波反射損失，所以一般不能用清水代替專用的耦合劑。6.直探頭只能檢測(cè)與檢測(cè)面垂直的缺陷。（×）解析：直探頭主要用于檢測(cè)與檢測(cè)面垂直的缺陷，但對(duì)于一些與檢測(cè)面有一定角度的較大缺陷，也可能檢測(cè)到，只是檢測(cè)效果可能不如檢測(cè)垂直缺陷好。7.超聲檢測(cè)中，儀器的水平線性誤差越小，檢測(cè)結(jié)果越準(zhǔn)確。（√）解析：水平線性誤差反映了儀器掃描線的線性程度，誤差越小，掃描線越接近理想的線性狀態(tài)，對(duì)缺陷位置的測(cè)量就越準(zhǔn)確，從而使檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。8.用超聲檢測(cè)法檢測(cè)鍛件時(shí)，通常采用多次底波法來判斷鍛件內(nèi)部是否存在缺陷。（√）解析：在檢測(cè)鍛件時(shí)，多次底波法是常用的方法之一。如果鍛件內(nèi)部存在缺陷，會(huì)使底波次數(shù)減少或底波高度降低，通過觀察底波的情況可以判斷鍛件內(nèi)部是否存在缺陷。9.超聲檢測(cè)中，探頭的晶片尺寸越大，近場(chǎng)區(qū)長度越短。（×）解析：探頭晶片尺寸越大，近場(chǎng)區(qū)長度越長。近場(chǎng)區(qū)長度與晶片尺寸、頻率等因素有關(guān)，晶片尺寸增大，近場(chǎng)區(qū)長度會(huì)相應(yīng)增加。10.超聲檢測(cè)可以檢測(cè)出材料內(nèi)部的所有類型的缺陷。（×）解析：超聲檢測(cè)有一定的局限性，對(duì)于一些與超聲波傳播方向平行、微小且分散的缺陷，或者某些特殊材料中的缺陷，可能無法有效檢測(cè)出來，不能檢測(cè)出材料內(nèi)部的所有類型的缺陷。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述超聲檢測(cè)的基本原理。答：超聲檢測(cè)是利用超聲波在材料中傳播時(shí)，遇到聲阻抗不同的界面會(huì)發(fā)生反射、折射和透射等現(xiàn)象來檢測(cè)材料內(nèi)部缺陷的方法。當(dāng)超聲波在均勻材料中傳播時(shí)，以一定的速度和方向前進(jìn)，遇到缺陷時(shí)，由于缺陷與周圍材料的聲阻抗不同，一部分超聲波會(huì)在缺陷界面發(fā)生反射，反射波被探頭接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在儀器的示波屏上顯示出來。通過分析反射波的幅度、位置、波形等信息，可以判斷缺陷的存在、位置、大小和性質(zhì)等。2.超聲檢測(cè)中，影響檢測(cè)靈敏度的因素有哪些？答：影響超聲檢測(cè)靈敏度的因素主要有以下幾個(gè)方面：（1）探頭因素：探頭的頻率、晶片尺寸、靈敏度等都會(huì)影響檢測(cè)靈敏度。一般來說，頻率越高，靈敏度越高，但穿透能力越弱；晶片尺寸越大，發(fā)射和接收超聲波的能力越強(qiáng)，靈敏度也相對(duì)較高。（2）儀器因素：儀器的增益、抑制、衰減器等參數(shù)的設(shè)置會(huì)影響檢測(cè)靈敏度。合理調(diào)整這些參數(shù)可以提高檢測(cè)靈敏度。（3）耦合劑因素：耦合劑的種類、厚度和涂抹均勻程度會(huì)影響超聲波的耦合效果，從而影響檢測(cè)靈敏度。耦合效果越好，檢測(cè)靈敏度越高。（4）工件因素：工件的材質(zhì)、形狀、表面粗糙度等會(huì)影響超聲波的傳播和反射，進(jìn)而影響檢測(cè)靈敏度。例如，材質(zhì)不均勻、表面粗糙會(huì)使超聲波能量衰減增加，降低檢測(cè)靈敏度。（5）缺陷因素：缺陷的大小、形狀、取向、位置等會(huì)影響缺陷回波的幅度，從而影響檢測(cè)靈敏度。一般來說，缺陷越大、與超聲波傳播方向垂直的面積越大，回波幅度越高，越容易被檢測(cè)到。3.如何選擇超聲檢測(cè)用的探頭頻率？答：選擇超聲檢測(cè)用的探頭頻率需要綜合考慮以下幾個(gè)方面：（1）工件厚度：對(duì)于較薄的工件，可選用較高頻率的探頭，如5MHz或10MHz，因?yàn)楦哳l探頭靈敏度高，能夠檢測(cè)到微小缺陷。對(duì)于較厚的工件，應(yīng)選用較低頻率的探頭，如2.5MHz或1MHz，以保證超聲波有足夠的穿透能力。（2）缺陷大小：檢測(cè)微小缺陷時(shí)，需要較高的頻率，因?yàn)楦哳l超聲波波長較短，對(duì)微小缺陷的分辨能力強(qiáng)。檢測(cè)較大缺陷時(shí)，可選用較低頻率的探頭。（3）工件材質(zhì)：不同材質(zhì)對(duì)超聲波的衰減程度不同。對(duì)于衰減較大的材料，如鑄鐵等，應(yīng)選用較低頻率的探頭，以減少能量損失。對(duì)于衰減較小的材料，如鋼等，可以選用較高頻率的探頭。（4）檢測(cè)要求：如果對(duì)檢測(cè)靈敏度要求較高，可選用較高頻率的探頭；如果對(duì)檢測(cè)速度要求較高，可選用較低頻率的探頭。4.簡(jiǎn)述超聲檢測(cè)中直探頭和斜探頭的適用范圍。答：（1）直探頭的適用范圍：-檢測(cè)與檢測(cè)面垂直的缺陷，如鋼板、鍛件等內(nèi)部的分層、裂紋等缺陷。-檢測(cè)厚度較大的工件，通過多次底波法可以檢測(cè)工件內(nèi)部是否存在缺陷。-用于檢測(cè)材料的厚度測(cè)量。（2）斜探頭的適用范圍：-檢測(cè)焊縫中的缺陷，包括橫向和縱向缺陷。-檢測(cè)管材的周向缺陷。-檢測(cè)一些形狀復(fù)雜的工件中的缺陷，通過調(diào)整探頭角度可以使超聲波更好地入射到工件中。5.超聲檢測(cè)中，如何進(jìn)行儀器的調(diào)試和校準(zhǔn)？答：儀器的調(diào)試和校準(zhǔn)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）水平線性校準(zhǔn)：使用水平線性校準(zhǔn)試塊，將探頭置于試塊上，調(diào)節(jié)儀器的掃描速度和水平位移旋鈕，使試塊上的多個(gè)反射體的回波在示波屏上的顯示位置與實(shí)際位置相符，通過測(cè)量不同反射體回波的水平距離，計(jì)算水平線性誤差，應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）垂直線性校準(zhǔn)：使用垂直線性校準(zhǔn)試塊，將探頭置于試塊上，調(diào)節(jié)儀器的增益旋鈕，使試塊上不同反射體的回波達(dá)到一定高度，測(cè)量不同回波高度與增益之間的關(guān)系，計(jì)算垂直線性誤差，應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。（3）靈敏度校準(zhǔn)：常用的方法有試塊法和對(duì)比試塊法。試塊法是使用標(biāo)準(zhǔn)試塊，根據(jù)試塊上人工缺陷的尺寸和深度，調(diào)節(jié)儀器的增益，使人工缺陷的回波達(dá)到規(guī)定的高度，從而確定檢測(cè)靈敏度。對(duì)比試塊法是使用與被檢測(cè)工件材質(zhì)、形狀、厚度等相似的對(duì)比試塊，在對(duì)比試塊上制作與被檢測(cè)工件可能存在的缺陷相似的人工缺陷，通過調(diào)節(jié)儀器使對(duì)比試塊上人工缺陷的回波達(dá)到規(guī)定高度，來確定檢測(cè)靈敏度。（4）探頭角度校準(zhǔn)：對(duì)于斜探頭，需要校準(zhǔn)其折射角。使用角度校準(zhǔn)試塊，將探頭置于試塊上，調(diào)節(jié)儀器使試塊上特定反射體的回波達(dá)到最大，測(cè)量此時(shí)探頭的折射角，應(yīng)符合探頭標(biāo)稱的角度。四、計(jì)算題1.已知超聲波在鋼中的傳播速度為5900m/s，用頻率為2.5MHz的直探頭檢測(cè)鋼板，求超聲波在鋼中的波長。解：根據(jù)公式\(\lambda=\frac{c}{f}\)（其中\(zhòng)(\lambda\)為波長，\(c\)為聲速，\(f\)為頻率）。已知\(c=5900m/s\)，\(f=2.5\times10^{6}Hz\)，則\(\lambda=\frac{5900}{2.5\times10^{6}}=2.36\times10^{-3}m=2.36mm\)。答：超聲波在鋼中的波長為2.36mm。2.用超聲檢測(cè)法檢測(cè)厚度為30mm的鋼板，已知超聲波在鋼板中的傳播速度為5900m/s，求超聲波在鋼板中往返一次所需的時(shí)間。解：根據(jù)公式\(t=\frac{2L}{c}\)（其中\(zhòng)(t\)為時(shí)間，\(L\)為鋼板厚度，\(c\)為聲速）。已知\(L=30mm=0.03m\)，\(c=5900m/s\)，則\(t=\frac{2\times0.03}{5900}\approx1.02\times10^{-5}s=10.2\mus\)。答：超聲波在鋼板中往返一次所需的時(shí)間約為10.2\(\mus\)。3.用斜探頭檢測(cè)焊縫，探頭的折射角為45°，已知焊縫深度為20mm，求缺陷在水平方向上的位置（假設(shè)缺陷位于焊縫深度方向的中心位置）。解：因?yàn)樘筋^折射角為45°，在直角三角形中，水平距離\(x\)與垂直距離\(y\)（即焊縫深度的一半）的關(guān)系為\(\tan45^{\circ}=\frac{x}{y}\)。已知\(y=\frac{20}{2}=10mm\)，\(\tan45^{\circ}=1\)，則\(x=y\times\tan45^{\circ}=10mm\)。答：缺陷在水平方向上的位置為距離探頭入射點(diǎn)10mm處。4.用超聲檢測(cè)法檢測(cè)一個(gè)直徑為50mm的實(shí)心軸，采用直探頭，已知超聲波在軸中的傳播速度為5900m/s，探頭頻率為2.5MHz，求軸的近場(chǎng)區(qū)長度。解：近場(chǎng)區(qū)長度\(N=\frac{D^{2}f}{4c}\)（其中\(zhòng)(D\)為探頭晶片直徑，這里可近似看作軸的直徑；\(f\)為頻率；\(c\)為聲速）。已知\(D=50mm=0.05m\)，\(f=2.5\times10^{6}Hz\)，\(c=5900m/s\)，則\(N=\frac{0.05^{2}\times2.5\times10^{6}}{4\times5900}\approx26.3mm\)。答：軸的近場(chǎng)區(qū)長度約為26.3mm。5.用超聲檢測(cè)儀器檢測(cè)工件，已知儀器的水平線性誤差要求不超過±2%，現(xiàn)測(cè)得儀器掃描線的實(shí)際長度為100mm，理論長度應(yīng)為98mm，判斷該儀器的水平線性誤差是否符合要求。解：水平線性誤差\(\delta=\frac{\vertL_{實(shí)}-L_{理}\vert}{L_{理}}\times100\%\)。已知\(L_{實(shí)}=100mm\)，\(L_{理}=98mm\)，則\(\delta=\frac{\vert100-98\vert}{98}\times100\%\approx2.04\%\)。因?yàn)閈(2.04\%＞2\%\)，所以該儀器的水平線性誤差不符合要求。答：該儀器的水平線性誤差不符合要求。五、案例分析題某工廠生產(chǎn)一批鋼制焊接管道，需要對(duì)管道的焊縫進(jìn)行超聲檢測(cè)。已知管道外徑為200mm，壁厚為10mm，焊縫為環(huán)向焊縫。1.請(qǐng)選擇合適的超聲檢測(cè)探頭及檢測(cè)方法。答：（1）探頭選擇：應(yīng)選擇斜探頭，因?yàn)樾碧筋^可以檢測(cè)焊縫中的周向缺陷?？紤]到焊縫的厚度和檢測(cè)要求，可選用45°或60°的斜探頭，頻率可選擇2.5MHz。45°斜探頭對(duì)橫向和縱向缺陷都有較好的檢測(cè)效果，60°斜探頭對(duì)縱向缺陷的檢測(cè)靈敏度相對(duì)較高。（2）檢測(cè)方法：采用單探頭檢測(cè)法，將探頭沿焊縫兩側(cè)進(jìn)行移動(dòng)掃查，同時(shí)配合前后、左右、轉(zhuǎn)動(dòng)等掃查方式，以確保能夠檢測(cè)到焊縫中的各種缺陷。在檢測(cè)過程中，可以采用多次波法，觀察底波的變化情況，判斷焊縫內(nèi)部是否存在缺陷。2.簡(jiǎn)述超聲檢測(cè)的操作步驟。答：（1）檢測(cè)前準(zhǔn)備：-清理焊縫表面，去除油污、鐵銹、氧化皮等雜質(zhì)，確保探頭與焊縫表面良好耦合。-選擇合適的耦合劑，如機(jī)油、漿糊等。-調(diào)試超聲檢測(cè)儀器，進(jìn)行水平線性、垂直線性校準(zhǔn)，調(diào)節(jié)增益、抑制等參數(shù)，使儀器處于最佳工作狀態(tài)。-校準(zhǔn)探頭，確定探頭的折射角和前沿距離等參數(shù)。（2）檢測(cè)過程：-將探頭涂抹耦合劑后，沿焊縫兩側(cè)