2025年無損檢測資格證考試超聲波檢測實(shí)踐操作試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（本大題共20小題，每小題1分，共20分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.超聲波檢測中，探頭與被檢工件接觸不良會(huì)導(dǎo)致（）。A.波幅降低B.波幅升高C.波形畸變D.聲程增加2.使用直探頭進(jìn)行檢測時(shí)，如果工件厚度較小，應(yīng)選擇（）。A.較高頻率的探頭B.較低頻率的探頭C.不受頻率影響D.根據(jù)材料特性決定3.超聲波檢測中，"盲區(qū)"是指（）。A.探頭無法檢測到的區(qū)域B.探頭與工件接觸不良的區(qū)域C.探頭直徑所對(duì)應(yīng)的區(qū)域D.聲束擴(kuò)散所影響的區(qū)域4.當(dāng)超聲波垂直入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，反射系數(shù)主要取決于（）。A.入射角B.介質(zhì)密度C.介質(zhì)聲速D.探頭頻率5.超聲波檢測中，"衰減"是指（）。A.聲能隨傳播距離增加而減弱的現(xiàn)象B.聲能突然消失的現(xiàn)象C.聲波頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象D.聲波波形畸變的現(xiàn)象6.使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，聲束入射角增大，則（）。A.折射角增大B.折射角減小C.聲程增加D.聲程減小7.超聲波檢測中，"回波"是指（）。A.聲波在界面反射回來的波B.聲波在探頭內(nèi)部反射的波C.聲波在空氣中的傳播現(xiàn)象D.聲波被吸收的現(xiàn)象8.當(dāng)超聲波斜入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果入射角大于第一臨界角，則會(huì)產(chǎn)生（）。A.全反射B.全透射C.部分反射和部分透射D.聲波消失9.超聲波檢測中，"聲程"是指（）。A.聲波在介質(zhì)中傳播的路徑長度B.探頭與被檢工件表面的距離C.探頭直徑D.聲波波長10.使用直探頭進(jìn)行檢測時(shí)，如果工件存在缺陷，則（）。A.缺陷處聲波強(qiáng)度增加B.缺陷處聲波強(qiáng)度降低C.缺陷處聲波頻率發(fā)生變化D.缺陷處聲波波形畸變11.超聲波檢測中，"靈敏度"是指（）。A.探測系統(tǒng)對(duì)微小缺陷的檢出能力B.探測系統(tǒng)對(duì)大缺陷的檢出能力C.探測系統(tǒng)的分辨率D.探測系統(tǒng)的信噪比12.當(dāng)超聲波垂直入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果界面存在缺陷，則（）。A.聲波全部反射B.聲波全部透射C.聲波部分反射和部分透射D.聲波消失13.超聲波檢測中，"分辨率"是指（）。A.探測系統(tǒng)區(qū)分兩個(gè)相鄰缺陷的能力B.探測系統(tǒng)對(duì)缺陷尺寸的測量精度C.探測系統(tǒng)對(duì)缺陷深度的測量精度D.探測系統(tǒng)的靈敏度14.使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，如果聲束入射角過小，則（）。A.折射角增大B.折射角減小C.聲程增加D.聲程減小15.超聲波檢測中，"聲阻抗"是指（）。A.介質(zhì)對(duì)聲波傳播的阻礙程度B.聲波在介質(zhì)中的傳播速度C.聲波在介質(zhì)中的傳播方向D.聲波在介質(zhì)中的傳播能量16.當(dāng)超聲波斜入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果入射角小于第一臨界角，則會(huì)產(chǎn)生（）。A.全反射B.全透射C.部分反射和部分透射D.聲波消失17.超聲波檢測中，"掃查"是指（）。A.探頭在工件表面移動(dòng)的過程B.探頭與工件接觸的過程C.聲波在介質(zhì)中傳播的過程D.聲波反射的過程18.使用直探頭進(jìn)行檢測時(shí)，如果工件存在夾雜物，則（）。A.夾雜物處聲波強(qiáng)度增加B.夾雜物處聲波強(qiáng)度降低C.夾雜物處聲波頻率發(fā)生變化D.夾雜物處聲波波形畸變19.超聲波檢測中，"信噪比"是指（）。A.信號(hào)強(qiáng)度與噪聲強(qiáng)度的比值B.信號(hào)強(qiáng)度與缺陷強(qiáng)度的比值C.缺陷強(qiáng)度與噪聲強(qiáng)度的比值D.探測系統(tǒng)的靈敏度20.當(dāng)超聲波垂直入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果界面平整光滑，則（）。A.聲波全部反射B.聲波全部透射C.聲波部分反射和部分透射D.聲波消失二、多項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分。在每小題列出的五個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。多選、錯(cuò)選、漏選均不得分。）1.超聲波檢測中，影響聲波傳播的因素有（）。A.介質(zhì)密度B.介質(zhì)聲速C.聲波頻率D.聲波入射角E.探頭類型2.使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，聲束折射角的變化取決于（）。A.聲波入射角B.介質(zhì)聲速C.探頭頻率D.探頭類型E.被檢工件厚度3.超聲波檢測中，常見的缺陷類型有（）。A.內(nèi)部缺陷B.表面缺陷C.對(duì)稱缺陷D.非對(duì)稱缺陷E.開放性缺陷4.當(dāng)超聲波斜入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，可能產(chǎn)生的現(xiàn)象有（）。A.全反射B.全透射C.部分反射和部分透射D.聲波衍射E.聲波吸收5.超聲波檢測中，影響系統(tǒng)靈敏度的因素有（）。A.探頭性能B.儀器設(shè)置C.耦合劑D.被檢工件厚度E.缺陷類型6.使用直探頭進(jìn)行檢測時(shí)，常見的檢測方法有（）。A.垂直入射法B.斜入射法C.探測法D.測量法E.示波法7.超聲波檢測中，常見的顯示方式有（）。A.A型顯示B.B型顯示C.C型顯示D.D型顯示E.S型顯示8.當(dāng)超聲波垂直入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，聲波傳播的特點(diǎn)有（）。A.聲波部分反射B.聲波部分透射C.聲波傳播方向不變D.聲波傳播方向改變E.聲波強(qiáng)度增加9.超聲波檢測中，影響系統(tǒng)分辨率的因素有（）。A.探頭性能B.儀器設(shè)置C.耦合劑D.被檢工件厚度E.缺陷類型10.使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，常見的缺陷定位方法有（）。A.測量法B.示波法C.繪圖法D.計(jì)算法E.經(jīng)驗(yàn)法三、判斷題（本大題共10小題，每小題1分，共10分。請(qǐng)判斷下列說法的正誤，正確的填"√"，錯(cuò)誤的填"×"。）1.超聲波檢測中，探頭頻率越高，檢測深度越深。（×）分析：這其實(shí)是很多初學(xué)者的一個(gè)誤區(qū)。頻率越高，波長越短，能量越集中，確實(shí)分辨率會(huì)提高，但聲衰減也更大，能量傳播得反而更淺。所以在實(shí)際檢測中，需要根據(jù)被檢工件的厚度和檢測要求來選擇合適的頻率，不能一味追求高頻率。2.使用直探頭進(jìn)行檢測時(shí)，如果工件存在缺陷，則缺陷處聲波強(qiáng)度會(huì)降低。（√）分析：當(dāng)超聲波遇到缺陷時(shí)，一部分聲波會(huì)從缺陷表面反射回來，導(dǎo)致到達(dá)接收探頭的聲波能量減少，所以顯示的回波幅度會(huì)降低。這是超聲檢測的基本原理之一。3.超聲波檢測中，"盲區(qū)"是指探頭無法檢測到的區(qū)域。（√）分析：這個(gè)說法是正確的。由于超聲波從探頭發(fā)出后需要一定時(shí)間才能接收到反射波，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，超聲波傳播的距離小于探頭半徑，這個(gè)區(qū)域就是盲區(qū)，位于探頭前沿的正前方。4.當(dāng)超聲波垂直入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果界面平整光滑，則聲波全部透射。（×）分析：這又是一個(gè)常見的誤解。即使界面再平整光滑，也總會(huì)有一部分聲波被反射，另一部分聲波被透射。只有當(dāng)兩種介質(zhì)的聲阻抗完全相同時(shí)，才會(huì)有100%的透射和0%的反射。但在實(shí)際工程中，完全匹配的介質(zhì)是不存在的。5.超聲波檢測中，"聲程"是指探頭與被檢工件表面的距離。（×）分析：聲程是指超聲波從發(fā)射探頭傳播到被檢工件內(nèi)部某一點(diǎn)再反射回接收探頭的總路徑長度，而不是探頭到表面的距離。探頭到表面的距離通常稱為"距離"。這個(gè)概念區(qū)分非常重要，直接關(guān)系到缺陷位置的計(jì)算。6.使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，聲束入射角增大，則聲程增加。（√）分析：這是正確的。根據(jù)幾何關(guān)系，斜探頭檢測時(shí)，聲束在工件內(nèi)部的傳播路徑是一條斜線，入射角越大，這條斜線的長度（即聲程）就越長。7.超聲波檢測中，"掃查"是指探頭在工件表面移動(dòng)的過程。（√）分析：這個(gè)定義是準(zhǔn)確的。"掃查"就是指為了覆蓋整個(gè)需要檢測的區(qū)域，探頭需要沿著一定的路徑在工件表面移動(dòng)，可以是直線、圓形或其他軌跡，目的是確保不遺漏任何可能的缺陷。8.當(dāng)超聲波斜入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果入射角大于第一臨界角，則會(huì)產(chǎn)生全反射。（√）分析：這是全反射的定義條件。當(dāng)入射角達(dá)到或超過第一臨界角時(shí)，聲波將不再透射進(jìn)入第二介質(zhì)，而是全部被反射回第一介質(zhì)，這就是全反射現(xiàn)象。9.超聲波檢測中，"靈敏度"是指探測系統(tǒng)對(duì)微小缺陷的檢出能力。（√）分析：這個(gè)定義非常精準(zhǔn)。靈敏度是衡量超聲檢測系統(tǒng)性能的一個(gè)核心指標(biāo)，它直接反映了系統(tǒng)能夠檢測到多小、多淺的缺陷的能力。靈敏度越高，越容易發(fā)現(xiàn)微小的缺陷。10.使用直探頭進(jìn)行檢測時(shí)，如果工件存在夾雜物，則夾雜物處聲波強(qiáng)度會(huì)降低。（×）分析：這個(gè)說法不完全準(zhǔn)確。對(duì)于夾雜物，具體情況要看夾雜物的大小、形狀、與探頭和界面的相對(duì)位置以及夾雜物自身的聲阻抗特性。如果夾雜物尺寸足夠大，且與周圍介質(zhì)聲阻抗差異顯著，并且位于聲束路徑上，那么確實(shí)會(huì)反射一部分聲波，導(dǎo)致接收信號(hào)減弱。但如果夾雜物很小時(shí)，或者聲束正好從夾雜物旁邊掠過，可能就不會(huì)有明顯的反射，信號(hào)強(qiáng)度甚至?xí)驗(yàn)闆]有繞射而有所增加。所以不能一概而論說強(qiáng)度一定會(huì)降低。四、簡答題（本大題共5小題，每小題4分，共20分。請(qǐng)根據(jù)題目要求，簡要回答問題。）1.簡述超聲波檢測中"聲阻抗"的概念及其影響因素。分析：聲阻抗這個(gè)概念其實(shí)挺重要的，它就像電阻一樣，阻礙聲波的傳播。聲阻抗=介質(zhì)密度×聲速。所以，密度越大、聲速越快的介質(zhì)，聲阻抗就越大。兩種介質(zhì)接觸時(shí)，聲阻抗差越大，反射就越強(qiáng)，我們看到的回波就越高。比如，我們探測鋼里的缺陷，鋼和缺陷（比如氣孔）的聲阻抗差別很大，所以反射很清楚。要是缺陷和鋼的聲阻抗差別很?。ū热缍际撬芰希?，那反射就弱，很難發(fā)現(xiàn)。所以選擇探頭和耦合劑，其實(shí)也在考慮聲阻抗匹配的問題，盡量讓聲波順利通過，減少不必要的反射。2.使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，如何測量缺陷的深度？分析：測量缺陷深度，我們通常用正弦法。就是先測量探頭中心到工件表面的距離（這個(gè)叫距離幅度補(bǔ)償，DAC），然后測量探頭中心到缺陷回波頂部的距離，再根據(jù)入射角，用三角函數(shù)算出來。具體說，就是聲程=2×缺陷深度÷sin入射角。這個(gè)公式要記住，考試肯定要考。測量的時(shí)候，要保證探頭穩(wěn)定，讀數(shù)要準(zhǔn)，還要考慮聲速的影響，不同材料聲速不一樣，算的時(shí)候要用對(duì)。3.簡述超聲波檢測中"掃查"的目的和方法。分析：掃查的目的主要是為了把需要檢測的區(qū)域全覆蓋，不漏檢。方法嘛，常用的有直線掃查、圓形掃查、鋸齒形掃查等等。直線掃查就是探頭沿著一條直線來回移動(dòng)，適用于長條形的區(qū)域。圓形掃查就是探頭圍繞一個(gè)點(diǎn)畫圈，適用于圓形或曲面。關(guān)鍵是，不管用什么方法，都要保證速度均勻，力度適中，探頭和耦合劑要保持良好接觸。有時(shí)候?yàn)榱颂岣咝?，還會(huì)用雙晶探頭或相控陣探頭，它們掃查起來更方便，效率也高。4.解釋什么是超聲波檢測中的"盲區(qū)"，并說明如何減小盲區(qū)。分析：盲區(qū)啊，就是探頭發(fā)出超聲波后，在它自己的大小范圍內(nèi)，那些聲波還沒來得及反射回來就被接收到了的區(qū)域。因?yàn)槌暡ㄊ菑奶筋^表面開始傳播的，離得近的地方，聲波還沒走完就回來了，接收器就接收不到。這個(gè)區(qū)域就是盲區(qū)，通常探頭直徑的一半就是它的近似范圍。要想減小盲區(qū)，一個(gè)方法是提高頻率，頻率越高，波長越短，盲區(qū)就越小。另一個(gè)方法是改進(jìn)探頭設(shè)計(jì)，比如用更小的探頭。但頻率太高，衰減也大，檢測深度就淺了，所以這要根據(jù)實(shí)際情況權(quán)衡。還有一種辦法是使用雙探頭，一個(gè)發(fā)射，一個(gè)接收，但這個(gè)不常用。5.列舉超聲波檢測中常見的顯示方式，并簡述其特點(diǎn)。分析：常見的顯示方式主要有三種。第一種是A型顯示，就是縱坐標(biāo)是幅度，橫坐標(biāo)是時(shí)間（或者說距離），我們看回波的高度和位置，判斷缺陷的有無和大概位置。第二種是B型顯示，是A型顯示的展開，橫坐標(biāo)是距離，縱坐標(biāo)是高度，就像一個(gè)二維的圖像，可以直接看到工件內(nèi)部的截面圖像，缺陷顯示為暗區(qū)。第三種是C型顯示，是B型顯示的旋轉(zhuǎn)展開，像一個(gè)雷達(dá)屏幕，可以顯示整個(gè)工件的內(nèi)部圖像，適合檢測曲面工件。D型和S型相對(duì)來說用得少一些，D型是顯示缺陷相對(duì)于探頭位置的指示，S型是顯示缺陷尺寸的估計(jì)。這幾種顯示方式各有特點(diǎn)，A型最基本，B型最直觀，C型看整體，根據(jù)需要選。五、論述題（本大題共2小題，每小題5分，共10分。請(qǐng)根據(jù)題目要求，結(jié)合實(shí)際，詳細(xì)論述問題。）1.結(jié)合實(shí)際工程案例，論述選擇超聲波檢測探頭頻率時(shí)應(yīng)考慮的因素。分析：選擇探頭頻率是個(gè)技術(shù)活兒，不是隨便選個(gè)高的就行。我之前在一個(gè)橋梁鋼結(jié)構(gòu)的檢測項(xiàng)目中就有深刻體會(huì)。當(dāng)時(shí)要檢測主梁的焊縫，這個(gè)焊縫很長，而且我們要檢測的缺陷主要是內(nèi)部夾雜物和可能存在的裂紋。我們一開始想用高頻探頭，比如10MHz的，覺得頻率高分辨率好，小缺陷也能發(fā)現(xiàn)。但是實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，10MHz的探頭耦合劑層厚了點(diǎn)，聲波衰減就非常厲害，傳到焊縫內(nèi)部再反射回來，信號(hào)太弱，根本看不清。后來我們改用了2MHz的探頭，雖然分辨率差點(diǎn)，但聲波傳得遠(yuǎn)，信號(hào)強(qiáng)得多，焊縫內(nèi)部的小缺陷和夾雜物都能比較清楚地顯示出來。這個(gè)案例就說明，選頻率要考慮第一，被檢工件的厚度，工件越厚，需要用低頻；第二，缺陷的大小和類型，小缺陷、表面缺陷需要高頻，深缺陷、體積型缺陷需要低頻；第三，材料的種類，不同材料的聲速不一樣，頻率選擇也要跟著變；第四，探頭的性能和耦合效果，頻率太高，探頭和耦合劑跟不上，衰減太大也沒用。所以選頻率，是個(gè)綜合平衡的過程，得看具體情況，不能一概而論。2.結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，論述如何提高超聲波檢測的靈敏度。分析：提高靈敏度，讓微小的缺陷也能被檢測到，這是超聲檢測的核心要求。我在實(shí)際操作中總結(jié)了幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。第一，選對(duì)探頭和儀器。探頭要性能好，晶片要干凈，匹配的頻率要合適。儀器要調(diào)整好，增益要合適，時(shí)間基線要穩(wěn)。第二，保證良好的耦合。耦合不好，聲波損失大，信號(hào)弱。所以耦合劑要選對(duì)，要夠量，涂抹要均勻，探頭和工件要用力壓緊。有時(shí)候用油做耦合劑，效果特別好。第三，優(yōu)化儀器設(shè)置。比如適當(dāng)提高發(fā)射功率，但要注意不要燒壞探頭。調(diào)整好接收增益，讓基線清晰，但不要把噪聲也放大了。使用合適的時(shí)間增益補(bǔ)償（TGC）也很重要，特別是斜探頭檢測時(shí)，要補(bǔ)償好聲程的影響。第四，提高操作技巧。掃查速度要慢，保證聲波充分傳播和反射。有時(shí)候還可以采用一些特殊的技術(shù)，比如相控陣技術(shù)，通過電子控制聲束，可以提高檢測效率和靈敏度。總之，提高靈敏度，不是靠單一措施，而是要綜合運(yùn)用各種手段，從探頭、儀器到操作，都要做好，這樣才能真正把缺陷找出來。本次試卷答案如下一、單項(xiàng)選擇題1.A解析：探頭與被檢工件接觸不良會(huì)導(dǎo)致聲波在探頭與工件之間形成空氣層，聲阻抗急劇變化，大部分聲波被反射回探頭，導(dǎo)致接收到的回波幅度顯著降低。波幅升高、波形畸變和聲程增加都不是直接原因。2.B解析：當(dāng)工件厚度較小時(shí)，如果使用高頻率探頭，由于聲波衰減較大，即使聲波能夠穿透工件，反射回來的信號(hào)也會(huì)非常微弱，難以被儀器檢測到。相反，使用低頻率探頭，聲波衰減較小，傳播距離更遠(yuǎn)，反射信號(hào)強(qiáng)度更高，更容易檢測到缺陷或底波。3.A解析：盲區(qū)是指超聲波垂直入射時(shí)，由于聲波需要一定時(shí)間才能從缺陷或被檢工件底部反射回探頭，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，聲波傳播的距離小于探頭半徑，探頭無法檢測到這個(gè)區(qū)域，因此稱為盲區(qū)。4.B解析：當(dāng)超聲波垂直入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，反射系數(shù)主要取決于兩種介質(zhì)的聲阻抗差異。聲阻抗差越大，反射越強(qiáng)；聲阻抗差越小，反射越弱。介質(zhì)密度和聲速都會(huì)影響聲阻抗，但聲阻抗差異才是關(guān)鍵。5.A解析：衰減是指聲能隨傳播距離增加而減弱的現(xiàn)象。這是聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)不可避免的現(xiàn)象，主要由于介質(zhì)對(duì)聲波的吸收和散射。聲能會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量。6.C解析：使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，聲束入射角增大，根據(jù)斯涅爾定律，折射角也會(huì)增大。聲程是指超聲波從發(fā)射探頭傳播到被檢工件內(nèi)部某一點(diǎn)再反射回接收探頭的總路徑長度，入射角增大，折射角也增大，導(dǎo)致聲束在工件內(nèi)部的傳播路徑變長，聲程增加。7.A解析：回波是指聲波在界面反射回來的波。當(dāng)超聲波遇到不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果兩種介質(zhì)的聲阻抗存在差異，就會(huì)發(fā)生反射，反射回來的波稱為回波。回波的高度和形狀反映了界面的性質(zhì)和缺陷的情況。8.A解析：當(dāng)超聲波斜入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果入射角大于第一臨界角，根據(jù)全反射的原理，聲波將不再透射進(jìn)入第二介質(zhì)，而是全部被反射回第一介質(zhì)，這就是全反射現(xiàn)象。9.A解析：聲程是指超聲波從發(fā)射探頭傳播到被檢工件內(nèi)部某一點(diǎn)再反射回接收探頭的總路徑長度。距離是指探頭與被檢工件表面的距離，兩者概念不同。10.B解析：當(dāng)超聲波遇到工件內(nèi)部的缺陷時(shí)，缺陷會(huì)像一個(gè)小界面一樣反射一部分聲波，導(dǎo)致到達(dá)接收探頭的總聲能減少，因此顯示的回波幅度會(huì)降低。如果缺陷很小或者聲束正好從缺陷旁邊掠過，反射可能不明顯，信號(hào)強(qiáng)度甚至可能增加。11.A解析：靈敏度是指探測系統(tǒng)對(duì)微小缺陷的檢出能力。靈敏度越高，越容易發(fā)現(xiàn)微小的缺陷。這與探頭的性能、儀器的設(shè)置、耦合劑的性能以及被檢工件的厚度等因素有關(guān)。12.C解析：當(dāng)超聲波垂直入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果界面存在缺陷，缺陷會(huì)像一個(gè)小界面一樣反射一部分聲波，同時(shí)也會(huì)透射一部分聲波。因此，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生部分反射和部分透射。13.A解析：分辨率是指探測系統(tǒng)區(qū)分兩個(gè)相鄰缺陷的能力。分辨率越高，越能夠區(qū)分兩個(gè)靠得很近的缺陷，而不是區(qū)分缺陷尺寸、測量精度或靈敏度。14.D解析：使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，如果聲束入射角過小，根據(jù)斯涅爾定律，折射角會(huì)接近90度，聲波幾乎平行于界面?zhèn)鞑?，聲程?huì)減小，因?yàn)槁暡ㄔ诠ぜ?nèi)部的傳播路徑變短。15.A解析：聲阻抗是指介質(zhì)對(duì)聲波傳播的阻礙程度。聲阻抗=介質(zhì)密度×聲速。聲阻抗越大，聲波傳播越困難；聲阻抗越小，聲波傳播越容易。聲速和傳播方向是聲波的其他特性，與聲阻抗不同。16.C解析：當(dāng)超聲波斜入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果入射角小于第一臨界角，根據(jù)斯涅爾定律，聲波會(huì)同時(shí)發(fā)生反射和折射，一部分聲波被反射回第一介質(zhì)，另一部分聲波透射進(jìn)入第二介質(zhì)，這就是部分反射和部分透射現(xiàn)象。17.A解析：掃查是指探頭在工件表面移動(dòng)的過程。目的是為了覆蓋整個(gè)需要檢測的區(qū)域，確保不遺漏任何可能的缺陷。掃查可以是直線、圓形、鋸齒形等軌跡。18.B解析：當(dāng)超聲波遇到工件內(nèi)部的夾雜物時(shí)，如果夾雜物尺寸足夠大，且與周圍介質(zhì)聲阻抗差異顯著，并且位于聲束路徑上，那么夾雜物會(huì)像一個(gè)小界面一樣反射一部分聲波，導(dǎo)致接收信號(hào)減弱。但如果夾雜物很小時(shí)，或者聲束正好從夾雜物旁邊掠過，可能就不會(huì)有明顯的反射，信號(hào)強(qiáng)度甚至?xí)驗(yàn)闆]有繞射而有所增加。19.A解析：信噪比是指信號(hào)強(qiáng)度與噪聲強(qiáng)度的比值。信噪比越高，表示信號(hào)越強(qiáng)，噪聲越弱，檢測結(jié)果越清晰。信噪比受探頭性能、儀器設(shè)置、耦合劑、被檢工件以及環(huán)境因素等多種因素的影響。20.C解析：當(dāng)超聲波垂直入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果界面平整光滑，聲波會(huì)發(fā)生部分反射和部分透射。如果兩種介質(zhì)的聲阻抗完全相匹配，理論上會(huì)有100%的透射和0%的反射，但在實(shí)際工程中，完全匹配的介質(zhì)是不存在的，所以總是有部分反射和部分透射。二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD解析：超聲波檢測中，影響聲波傳播的因素有介質(zhì)密度、介質(zhì)聲速、聲波頻率和聲波入射角。介質(zhì)密度和聲速?zèng)Q定了聲阻抗，聲波頻率影響波長和衰減，聲波入射角影響反射和折射。探頭類型主要影響檢測方式和效率，而不是聲波本身的傳播特性。2.AB解析：使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，聲束折射角的變化取決于聲波入射角和兩種介質(zhì)的聲速。根據(jù)斯涅爾定律，折射角由入射角和聲速比決定。介質(zhì)聲速和聲波入射角是影響折射角的主要因素。探頭頻率和探頭類型主要影響檢測效率和分辨率，而不是折射角本身。3.ABCD解析：超聲波檢測中，常見的缺陷類型有內(nèi)部缺陷（如夾雜、裂紋）、表面缺陷（如銹蝕、疲勞裂紋）、對(duì)稱缺陷（如氣孔、夾雜物）和非對(duì)稱缺陷（如未焊透、未熔合）。開放性缺陷通常指表面開口的缺陷，如裂紋，屬于表面缺陷的一種。4.ABC解析：當(dāng)超聲波斜入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，可能產(chǎn)生的現(xiàn)象有全反射（入射角大于第一臨界角）、全透射（入射角小于第一臨界角）和部分反射和部分透射（入射角在第一臨界角附近）。聲波衍射和聲波吸收是聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)的其他現(xiàn)象，與斜入射到界面時(shí)的主要現(xiàn)象不同。5.ABCD解析：超聲波檢測中，影響系統(tǒng)靈敏度的因素有探頭性能、儀器設(shè)置、耦合劑和被檢工件厚度。探頭性能決定了聲波的發(fā)射和接收效率，儀器設(shè)置包括增益、時(shí)間基線等，耦合劑影響聲波的傳播，被檢工件厚度影響聲波的衰減。缺陷類型也會(huì)影響靈敏度，但不是系統(tǒng)本身的因素。6.AB解析：使用直探頭進(jìn)行檢測時(shí)，常見的檢測方法有垂直入射法（用于檢測薄板或表面缺陷）和斜入射法（用于檢測焊縫等）。探測法和測量法不是直探頭的特定檢測方法，示波法是檢測時(shí)使用的儀器設(shè)置和觀察方式，而不是檢測方法本身。7.ABC解析：超聲波檢測中，常見的顯示方式有A型顯示（幅度-時(shí)間顯示）、B型顯示（距離-幅度顯示）和C型顯示（距離-深度顯示）。D型顯示和S型顯示相對(duì)較少使用，D型通常指缺陷指示，S型指缺陷尺寸估計(jì)。這幾種顯示方式各有特點(diǎn)，適用于不同的檢測需求。8.AB解析：當(dāng)超聲波垂直入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，聲波傳播的特點(diǎn)有部分反射和部分透射。如果界面平整光滑，聲波會(huì)發(fā)生部分反射和部分透射。聲波傳播方向不變，因?yàn)榇怪比肷鋾r(shí)聲波沿法線方向傳播。聲波強(qiáng)度增加是不正確的，因?yàn)椴糠致暡ū环瓷?，到達(dá)接收端的聲波強(qiáng)度會(huì)減少。9.ABCD解析：超聲波檢測中，影響系統(tǒng)分辨率的因素有探頭性能、儀器設(shè)置、耦合劑和被檢工件厚度。探頭性能決定了聲束的聚焦能力，儀器設(shè)置包括時(shí)間基線、增益等，耦合劑影響聲波的傳播質(zhì)量，被檢工件厚度影響聲波的衰減和分辨率。缺陷類型也會(huì)影響分辨率，但不是系統(tǒng)本身的因素。10.ABCD解析：使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，常見的缺陷定位方法有測量法（通過測量聲程和入射角計(jì)算缺陷深度）、示波法（通過觀察示波器上的回波位置和形狀判斷缺陷位置）、繪圖法（在工件圖上標(biāo)出缺陷位置）和計(jì)算法（根據(jù)聲程和入射角計(jì)算缺陷深度）。經(jīng)驗(yàn)法是一種輔助方法，不是主要的缺陷定位方法。三、判斷題1.×解析：超聲波檢測中，探頭頻率越高，波長越短，能量越集中，分辨率確實(shí)會(huì)提高，但聲波衰減也更大，能量傳播得反而更淺，檢測深度就淺了。所以頻率選擇需要根據(jù)被檢工件的厚度和檢測要求來平衡，不能一味追求高頻率。2.√解析：當(dāng)超聲波遇到工件內(nèi)部的缺陷時(shí)，缺陷會(huì)像一個(gè)小界面一樣反射一部分聲波，導(dǎo)致到達(dá)接收探頭的總聲能減少，因此顯示的回波幅度會(huì)降低。這是超聲檢測的基本原理之一。3.√解析：盲區(qū)是指探頭發(fā)出超聲波后，在它自己的大小范圍內(nèi)，那些聲波還沒來得及反射回來就被接收到的區(qū)域。因?yàn)槌暡ㄊ菑奶筋^表面開始傳播的，離得近的地方，聲波還沒走完就回來了，接收器就接收不到。4.×解析：即使界面再平整光滑，也總會(huì)有一部分聲波被反射，另一部分聲波被透射。只有當(dāng)兩種介質(zhì)的聲阻抗完全相同時(shí)，才會(huì)有100%的透射和0%的反射。但在實(shí)際工程中，完全匹配的介質(zhì)是不存在的，所以總是有部分反射和部分透射。5.×解析：聲程是指超聲波從發(fā)射探頭傳播到被檢工件內(nèi)部某一點(diǎn)再反射回接收探頭的總路徑長度，而不是探頭到表面的距離。探頭到表面的距離通常稱為"距離"或"入射深度"。這個(gè)概念區(qū)分非常重要，直接關(guān)系到缺陷位置的計(jì)算。6.√解析：使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，聲束在工件內(nèi)部的傳播路徑是一條斜線，入射角越大，這條斜線的長度（即聲程）就越長。根據(jù)幾何關(guān)系，聲程=2×缺陷深度÷sin入射角，入射角增大，聲程增加。7.√解析："掃查"就是指為了覆蓋需要檢測的區(qū)域，探頭需要沿著一定的路徑在工件表面移動(dòng)，目的是確保不遺漏任何可能的缺陷。這個(gè)定義是準(zhǔn)確的。8.√解析：當(dāng)超聲波斜入射到兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，如果入射角大于第一臨界角，根據(jù)全反射的原理，聲波將不再透射進(jìn)入第二介質(zhì)，而是全部被反射回第一介質(zhì)，這就是全反射現(xiàn)象。9.√解析：靈敏度是衡量超聲檢測系統(tǒng)性能的一個(gè)核心指標(biāo)，它直接反映了系統(tǒng)能夠檢測到多小、多淺的缺陷的能力。靈敏度越高，越容易發(fā)現(xiàn)微小的缺陷。10.×解析：對(duì)于夾雜物，具體情況要看夾雜物的大小、形狀、與探頭和界面的相對(duì)位置以及夾雜物自身的聲阻抗特性。如果夾雜物尺寸足夠大，且與周圍介質(zhì)聲阻抗差異顯著，并且位于聲束路徑上，那么確實(shí)會(huì)反射一部分聲波，導(dǎo)致接收信號(hào)減弱。但如果夾雜物很小時(shí)，或者聲束正好從夾雜物旁邊掠過，可能就不會(huì)有明顯的反射，信號(hào)強(qiáng)度甚至?xí)驗(yàn)闆]有繞射而有所增加。所以不能一概而論說強(qiáng)度一定會(huì)降低。四、簡答題1.簡述超聲波檢測中"聲阻抗"的概念及其影響因素。解析：聲阻抗是指介質(zhì)對(duì)聲波傳播的阻礙程度，它等于介質(zhì)密度乘以聲速（Z=ρc）。聲阻抗越大，聲波傳播越困難，反射越強(qiáng)；聲阻抗越小，聲波傳播越容易，反射越弱。影響聲阻抗的因素主要有兩個(gè)：一是介質(zhì)的密度，密度越大，聲阻抗越大；二是介質(zhì)的聲速，聲速越快，聲阻抗越大。例如，鋼的密度和聲速都比空氣大得多，所以鋼的聲阻抗遠(yuǎn)大于空氣。當(dāng)超聲波從聲阻抗大的介質(zhì)傳播到聲阻抗小的介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的反射；反之，從聲阻抗小的介質(zhì)傳播到聲阻抗大的介質(zhì)時(shí)，反射就較弱。這就是為什么在鋼中檢測缺陷時(shí)，缺陷（如氣孔或裂紋）與鋼的聲阻抗差異很大，能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射波，而夾雜物（如密度與鋼相近的塑料）由于聲阻抗差異小，反射波就較弱，難以檢測。2.使用斜探頭進(jìn)行檢測時(shí)，如何測量缺陷的深度？解析：使用斜探頭測量缺陷深度通常采用正弦法。首先，需要測量探頭中心到工件表面的距離（這個(gè)距離要準(zhǔn)確，因?yàn)闀?huì)影響聲程的計(jì)算）。然后，測量探頭中心到缺陷回波頂部的距離（這個(gè)距離也要準(zhǔn)確，因?yàn)橹苯雨P(guān)系到深度計(jì)算）。最后，根據(jù)已知的入射角和測得的兩個(gè)距離，利用三角函數(shù)計(jì)算出缺陷的深度。具體的計(jì)算公式是：聲程=2×缺陷深度÷sin入射角。這個(gè)公式中，聲程是已經(jīng)測得的探頭中心到缺陷回波頂部的距離，入射角是已知的或者需要精確測量的。通過這個(gè)公式，就可以解出缺陷深度。需要注意的是，這個(gè)公式是在理想情況下推導(dǎo)的，實(shí)際測量中可能會(huì)受到一些誤差的影響，比如探頭位置不準(zhǔn)確、聲速測量誤差等，所以實(shí)際操作時(shí)要盡量減少誤差，提高測量的準(zhǔn)確性。3.簡述超聲波檢測中"掃查"的目的和方法。解析：掃查的目的主要是為了將需要檢測的區(qū)域全覆蓋，確保不遺漏任何可能的缺陷。這是超聲波檢測中最基本也是最關(guān)鍵的步驟之一。掃查方法有很多種，常用的有直線掃查、圓形掃查、鋸齒形掃查等。直線掃查就是探頭沿著一條直線來回移動(dòng)，適用于檢測長條形的區(qū)域，比如焊縫。圓形掃查就是探頭圍繞一個(gè)點(diǎn)畫圈，適用于檢測圓形或曲面，比如管道彎頭。不管用哪種方法，關(guān)鍵是要保證掃查的連續(xù)性和均勻性，不能有遺漏。同時(shí)，掃查時(shí)探頭的移動(dòng)速度要適中，太快會(huì)漏檢，太慢效率低。還要保證探頭與工件有良好的耦合，否則聲波傳播不好，也會(huì)影響檢測效果。有時(shí)候?yàn)榱颂岣邟卟樾屎透采w率，還會(huì)使用特殊的掃查架，或者采用雙晶探頭、相控陣探頭等先進(jìn)技術(shù)。4.解釋什么是超聲波檢測中的"盲區(qū)"，并說明如何減小盲區(qū)。解析：盲區(qū)是指超聲波垂直入射時(shí)，由于聲波需要一定時(shí)間才能從缺陷或被檢工件底部反射回探頭，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，聲波傳播的距離小于探頭半徑，探頭無法檢測到這個(gè)區(qū)域，因此稱為盲區(qū)。簡單來說，就是探頭自己大小的一個(gè)區(qū)域，里面發(fā)生的事情探頭自己看不了。盲區(qū)的大小與探頭頻率有關(guān)，頻率越高，盲區(qū)越?。活l率越低，盲區(qū)越大。這是因?yàn)轭l率越高，波長越短，聲波傳播得越快，在相同時(shí)間內(nèi)傳播的距離就越短，所以盲區(qū)就越小。要想減小盲區(qū)，一個(gè)有效的方法是提高頻率，但頻率太高又會(huì)帶來衰減大、檢測深度淺的問題，所以需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的頻率。另一個(gè)方法是改進(jìn)探頭設(shè)計(jì)，比如使用更小的探頭，這樣盲區(qū)也會(huì)相應(yīng)減小。但探頭不能做得太小，太小了聲功率和效率會(huì)降低。還有一個(gè)方法是使用雙探頭，一個(gè)發(fā)射，一個(gè)接收，這樣可以消除盲區(qū)，但這種方法不常用，因?yàn)椴僮髌饋肀容^麻煩。5.列舉超聲波檢測中常見的顯示方式，并簡述其特點(diǎn)。解析：超聲波檢測中常見的顯示方式主要有三種：A型顯示、B型顯示和C型顯示。A型顯示是最基本的一種顯示方式，它將幅度作為縱坐標(biāo)，時(shí)間（或者說距