1. 已知钢中C L =5900m/s,求
2.5P20Z 探头探测钢时,超声波发射声场的近场区长度N 、半扩
散角θ0和未扩散区长度b 各为多少?
解:
mm
N b D mm D N o o 5.694.4264.164.13.820
36.270704.4236
.242042
2=?======?==λθλ 答:近场区长度为42.4mm.半扩散角为8.3°.未扩散区长度为69.5mm.
2. 现要进行铝合金焊缝的超声波检测,探头晶片直径为14×14,探头K 值为1.5,如何挑选
一个能便于水平1:1调节的铝合金半圆试块(C S 钢=3230m/s,C S 铝=3080m/S.四舍五入取整数).
解:由于用于水平1:1调节扫描比例.故试块R 第一次回波的水平距离设计为30mm 是最佳的.这样第二个回波的水平距离就是90mm,将达到充分利用荧光屏宽度,提高调节精度的目的.
1. 先求出铝的折射角
793.03230
30803.56sin sin sin sin sin =?=?=∴=o C C C C 钢铝钢铝铝
铝钢钢ββββ
2.再求出铝半圆试块的半径R
根据半圆试块的回波规律和按水平1：1调节扫描比例的要求,则将半圆试块第一个回波的水平距离调至3格,第二个回波调至9格,是最佳设计,故计算铝半圆试块半径时应用水平距离L=30来代入: mm L R 38793
.030sin ≈==铝水平距离β 答:铝合金半圆试块的半径为38mm.
1. 已知有机玻璃中纵波速度C L =2730m/s,钢中纵波速度C L =5900m/s,钢中横波速度
C=3230m/s.求纵波倾斜入射到有机玻璃/钢界面时的第一临界角α和第二临界角α 解: o
S L II o l L I c c c c 7.5732302730sin sin 6.275900
2730sin sin 1211
1211
======----αα 答:第一临界角为27.6°,第二临界角为57.7°
2. 用单探头接触法横波探伤外径为300mm 厚60mm 的大口径钢管时,应选用折射角为多少的
探头?
解:
答:应选用折射角为36.9°
1.用2MHz,φ24直探头,测定厚度为70㎜的钢铸件的材质衰减系数,已知B 2波为100%示波屏高度,B 4波为10%波高,每次反射损失为1dB,求此铸件的衰减系数(单程).
解:
mm dB dB dB N B B mm N mm D N /043.070)24(212610100lg 20:,64.1.
808.4864.164.1;8.482
/9.54244422
2=?-?--=
=?==?==ααλ可用下式计算故衰减系数的声程均大于和据题意
答:此铸件的衰减系数为0.043dB/mm.
1. 用纵波探头检测厚度为100㎜和400㎜的平底锻件,若后者检测面粗糙,与前者耦合差2
dB,材质衰减均为0.02 dB/㎜(双程),今将前者底面回波调至满幅(100%)高,则后者底面回波应多高?
解:声程差:ΔdB 1=20lg(400/100)=12dB ;
耦合差: ΔdB 2=2dB ;
材质衰减差: ΔdB 3=α(B 2-B 1)=0.02 dB/㎜(400-100)=6dB
故 400/B 波幅 = 100/B 波幅-ΔdB 1-ΔdB 2-ΔdB 3=100/B 波幅-12dB -2dB-6dB
= 100/B 波幅-20dB %
1010%100/40020/100/400lg
202020
=?=∴-=-波幅即B dB B
B ： 答:后者底面回波为满幅的10%.
1.已知有机玻璃中纵波声速C 1＝2730m/s ，钢中纵波声速C L ＝5900m/s ，钢中横波声速C S ＝3230m/s ，求第一和第二临界角？（5分）
解：
o
s l II o
l l c c c c 57.732302730sin sin 27.65900
2730sin sin 1-211-1-211-I =====αα＝
答：第一临界角为27.6o ；第二临界角为57.7O
2.用4P20直探头检测厚度为350㎜的锻钢件，要求≥φ3的当量缺陷不漏检，利用工件底面如何校正检测灵敏度？
解：
dB S dB B
31.33
3.143505.9/42lg 202lg 2022=???==?πφλ 答:(1)在工件完好部位将底波调整至基准波高度（如满屏的80%）
（2）再增益31.3dB,则探测灵敏度校正符合要求。
1 按照JB4730.3-2005标准的规定，用K=2.0的斜探头，采用一次反射法探测厚度16mm 的对接焊缝，探头移动区宽度应为多少毫米？
答：P=2KT=64mm ，探头移动区宽度L≥1.25P=80mm
2 用2.5P20Z （2.5MHz ，Φ20mm ）直探头检验厚度为350mm 饼形钢锻件（C L =5900m/s ），用底波调节仪器灵敏度，要求能发现Φ2的当量缺陷，灵敏度应如何调节？探伤中发现一缺陷，深200mm ，波幅比基准波高高出29dB ，求此缺陷当量？
解：x B = x f =350mm ，λ= C L /2.5MHz=2.36mm
用底波调节仪器灵敏度：平底孔对大平底△=20lg （π·Φ2·x B /2·λ·x f 2） =42dB
两个不同声程、不同直径的平底孔回波声压比：Δ= 40lg （Φ1x 2/Φ2x 1）（dB ）
29dB=40log （2·200/Φ2·350） 得到Φ2≈4.65mm ，即此缺陷当量为Φ4.65mm 平底孔
3 外径250毫米、壁厚20毫米的钢管需要检验内外壁纵向缺陷，用单斜探头接触法探伤，求此探头允许的最大K 值为多少？
解：为保证发现内外壁纵向缺陷，声束应满足声轴线与内壁相切的条件，即折射角应满足βs =sin -1（r/R ），R=250/2=125，r=125-20=105，代入：βs =sin -1（105/125）=57°， K=tgβs =tg57°=1.54 实际应用中可取K 值为1.5的斜探头
4 用2.5P20Z （2.5MHz ，Φ20mm ）直探头检验厚度为300mm 具有上下平行表面的铸钢件，需要测定其双声程衰减系数，现已经测得[B1-B2]=32dB ，设往返损失2dB ，求双声程衰减系数
解：α=（32-6-2）dB/300mm=0.08dB/mm
5 用深度1:1比例定位，探头tgβ=1.5（K=1.5），探测厚度δ=100mm 的焊缝，在荧光屏上80mm 处出现一缺陷波，计算探头入射中心至缺陷的水平距离（注：深度比例1:1） 解：L=tgβ·h=1.5x80=120mm 答：水平距离L=120mm
更多2019年超声波医学考试基础知识练习题点击这 里 （公众号关注：百通世纪获取更多） 1.探头匹配层的最主要作用是 A.间接保护压电振子 B.减少声波的谐振 C.使探头与皮肤声阻抗相匹配，有利于声波传播 D.降低横向耦合力 E.増加有效振子数目 2.下列关于数字扫描变换器（DSC)所实现的功能哪个是错误的 A.将超声模拟信号转换成电视制式信号 B.比较容易地实现图像放大 C.完成线性内插补并实现丰富的灰阶 D.实现字符显示及图像存储 E.增强了滤波器性能 3.彩色多普勒血流显像仪的工作流程不包括下列哪项内容 A.将多普勒信号进行A/D转换 B.经自相关技术计算多普勒平均速度、方向和速度分散 C.依血流方向及流速做彩色处理 D.彩色血流图与灰阶图像叠加 E.不需再经D/A转换 4.彩色多普勒血流显像仪安全性标准，下列哪项是关键性要求 A.检出彩色的敏感性
C.功能丰富 D.可使用录像、热敏打印 E.是全数字化技术 5.从使用的方面评价彩色多普勒血流显像仪，哪项是质量差的标志 A.空间分辨力、速度分辨力、动态分辨力均高 B.检出血流敏感度高 C.显示图像均匀性好 D.彩色血流效果佳 E.提高灰阶图像增益时，彩色图像质量即下降 6.为了最敏感地显示乳房肿块内的彩色血流信号并测速，首选的探头频率为 A.2.0MHz B.2.5MHz C.3.0MHz D.5.0MHz E.7.5MHz 7.患者28岁，为室间隔缺损，左向右分流，用彩色多普勒技术检查分流血流，对仪器的调节，下述哪一项是错误的 A.低通滤波 B.高频(7MHz以上）电子相控阵探头 C.电子线阵探头(5MHz以上） D.高速档速度标尺（高脉冲重复频率） E.彩色图选用两色彩图 8.改变彩色血流图的基线，使其向红色标尺方向调节，结果 A.红色增多，正向血流测量范围扩大 B.蓝色增多，反向血流测量范围扩大 C.正向/反向血流速度显示无变化 D.使二维图像更加清晰 E.彩色血流能量图显示更鲜明 9.B型实时扫描，电子式与机械式探头比较，其特点是 A.电子探头比机械探头噪声大，有震动 B.机械探头比凸阵探头大 C.机械探头振子数比电子探头多 D.电子凸阵探头具有较大的近区和远区视野，适宜做心脏检查 E.电子探头较机械探头耐用 10.调节灰阶超声仪器的工作条件达到最佳状况，哪项内容不重要 A.提高空间分辨力
超声波检测笔试试题(含答案)
笔试考卷 单位：姓名： 评分：日期： 一是非判断题（在每题后面括号内打“X”号表示“错误”，画“○”表示正确） （共20题，每题1.5分，共30分） 1.质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离(0) 2.超声波检测时要求声束方向与缺陷取向垂直为宜(0) 3.表面波、兰姆波是不能在液体内传播的(0) 4.纵波从第一介质倾斜入射到第二介质中产生的折射横波其折射角达到90°时的纵波入射角称为第一临界角(X) 5.吸收衰减和散射衰减是材料对超声能量衰减的主要原因(0) 6.我国商品化斜探头标称的角度是表示声轴线在任何材料中的折射角(X) 7.超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比,与波长成反比(0) 8.根据公式：C=λ·f 可知声速C与频率f成正比，同一波型的超声波在同一材料中传播时高频的声波传播速度比低频大(X) 9.一台垂直线性理想的超声波检测仪，在线性范围内其回波高度与探头接收到的声压成正比例(0) 10.在人工反射体平底孔、矩形槽、横孔、V形槽中，回波声压只与声程有关而与探头折射角度无关的是横孔(0) 11.用sinθ=1.22λ/D公式计算的指向角是声束边缘声压P1与声束中心声压P0之比等于0%时的指向角(0) 12.水平线性、垂直线性、动态范围属于超声波探头的性能指标(X) 13.入射点、近场长度、扩散角属于超声波检测仪的性能指标(X) 14.在超声波检测中，如果使用的探测频率过低，在探测粗晶材料时会出现林状回波（X） 15.钢板探伤中，当同时存在底波和伤波时，说明钢板中存在小于声场直径的缺陷(0)
插入式超声波流量计安装调试方法简述 一、数据输入步骤： （1）首先用盒尺量出被测管路的周长。 （2）打开仪表，接通电源，仪表显示超声波流量计版本号或菜单第一项内容。 （3）=-------------；再按10仪表显示输入管道外周长，将用盒尺测量出的周长直接输入。 例：周长为318mm，直接按3、1、8 （4）仪表显示管外径。 （5） （6） 例：管路为碳钢，即仪表显示0 （具体材质见说明书9 （76）。（86）。 （95，插入 B型探头”，输入方法同（6） （10Z法安装”， （11 （12）40号窗口，窗口显示阻尼系数，输 (13)号窗口，窗口显示低流速切除值，按确认键后输， （141，固化参数并总使用” 二、传感器安装点的选择： 测量点要尽量选择距上游10倍直径，下游5倍直径以内均匀直管段，没有任何阀门、弯头、变径等干扰流场装置，流体必须为满管。 三、安装方法： 1、Z方式安装：以管路周长为200mm为例 侧视图侧视图截面图 （1）在管路一面外侧划一长十字为A点，以十字为中心用盒尺向另一侧量
出1/2周长，即100mm，该点为B 如安装距离为25mm，从A点向一侧量出25mm为C点和上面一样从B点向另一侧量出管路1/2周长为D点，B、D两点连接，D点划十字，A、D两点即为两个探头安装点，B、C两点也可为两个探头安装点，以现场情况而定。 （2）插入式探头则以A、D两点为中心焊接好探头底座。确保焊接周边不渗水，漏水。底座螺纹上顺时针缠绕生料带或油麻，再将球阀通过丝扣连接于底座上，旋开球阀。安装开孔工具，开钻打孔，孔打通后，缓慢向外旋出钻头，并迅速关闭球阀（也可再迅速开启、关断球阀，放出少量水以冲出打孔时的残留铁屑）根据钻头的进深，确定管壁及结垢总厚度。根据管壁及结垢厚度，确定探头的插入深度；旋转探杆，调节声楔面收发波束角度（插入式探头的安装方式详见 Z 水流方向 Z 水流方向 俯视图（接线嘴同时向上） 2显示上游= 下游= Q值= 上游、下游为信号强度，应大于60以上。上、下游数据接近。Q值为信号质量，应在60以上。如信号强度不理想，应旋转一侧探头一圈（向内或向外），同时观查信号强度变化，75-85之间最好。如还不行，应检查流体内是否含有大量气泡，或流体不满管。例：上游= 下游= Q值=70(Q值总在60-80之间变化)为好。 100%，最次在（100±3）%范围内波动。 详情请参看说明 唐山天泽仪表有限公司 开发部
超声波检测复习参考资料（UTⅡ） 1 问答题（一般考☆重点考★） 1. 超声波垂直入射到两介质的界面时声压往复透过率与什么有关？往复透射率 对超声检测有什么影响？ 答：超声波垂直入射到两介质的界面时声压往复透过率与界面两侧介质的声阻抗有关，与何种介质入射到界面无关。界面两侧的声阻抗差愈小，声压往复透过率就愈高，反之就愈低。往复透过率高低直接影响超声检测灵敏度高低，往复透过率高，超声检测灵敏度高。反之超声检测灵敏度低。 2. 什么是波的干涉，波的干涉对超声检测有什么影响？★★★★★ 答：两频率相同，振动方向相同，位相相同或位相差恒定的波相遇时，该处介质中某些质点的振动互相加强，而另一些地方的振动互相减弱或完全抵消的现象叫波的干涉。在超声检测中由于波的干涉，使超声波源附近出现声压极大值和极小值，影响缺陷定量。 3. 在超声检测中，为什么要尽量避免在近场区进行缺陷定量？ 答：在超声检测中，由于近场区存在声压极大极小值，处于声压极大值处的小缺陷回波可能较高，处于声压极小值处的大缺陷的回波可能又较低，且波型属于平面波，反射声压与距离无关，因此对缺陷的当量不能有效的测定，所以应尽量避免在近场区进行缺陷定量。 4. 圆盘声源超声场的近场区有什么特点？ 答：圆盘声源超声场的近场区特点是： 超声场的近场区内，声压极大值和极小值的个数是有限的； 近场区的长度与波源面积成正比，与波长成反比； 近场区的存在对超声检测定量不利，甚至可能漏检。 5. 在超声检测中，什么是距离—波幅曲线？该曲线有何用途？ 答：描述某一反射体回波高度随距离变化的关系曲线为距离—波幅曲线。 可用来：⑴ 调整检测灵敏度 ⑵判断缺陷大小，为评定缺陷提供依据。
超声波流量计 一、超声波流量计工作原理: 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间tD 会短些，而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种。 根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以噪声法原理及结构最简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。 由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。 波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的，低流速时，灵敏度很低适用性不大． 多普勒法是利用声学多普勒原理，通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的，适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。 相关法是利用相关技术测量流量，原理上，此法的测量准确度与流体中的声速无关，因而与流体温度，浓度等无关，因而测量准确度高，适用范围广。但相关器价格贵，线路比较复杂。在微处理机普及应用后，这个缺点可以克服。 噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的原理，通过检测噪声表示流速或流量值。其方法简单，设备价格便宜，但准确度低。 以上几种方法各有特点，应根据被测流体性质．流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定，故多采用频差法及时差法。只有在管径很大时才采用直接时差法。对换能器安装方法的选择原则一般是：当流体沿管轴平行流动时，选用Z法；当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时，采用V
计算题 1.在水浸法探伤中，求水/钢的往复透过率T 解：Z1=1.5×106Kg/m2s(水温20℃) Z2=45.4×106Kg/m2s(水温20℃) T=4Z1Z2/(Z1+Z2)2=(4x1.5x45.4x1012)/(1.5+45.4)2×1012=0.12=12% 答：水/钢的往复透过率T为12% 2.碳素钢和不锈钢的声阻抗差异约为1%，求二者复合界面上的声压反射率。 解：设界面声压反射率为r（r取绝对值） r=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)=(1-0.99)/(0.99+1)=0.005=0.5% 答：二者复合界面上的声压反射率为0.5%。 3.边长为D=10mm的方形晶片，指向角用θ0=57λ/D表示。试计算探测钢材时，下列探头晶片的指向角： ①5MHz10x10、②4MHz12x12、③3MHz15x15、④2MHz20x20 解：λ①=(5900x103)/(5x106)=1.18mm；λ②=(5900x103)/(4x106)=1.48mm； λ③=(5900x103)/(3x106)=1.97mm； λ④=(5900x103)/(2x106)=2.95mm，则：①的指向角：θ0=57x1.18/10=6.70；②的指向角：θ0=57x1.48/12=7.030； ③的指向角：θ0=57x1.97/15=7.480；④的指向角：θ0=57x2.95/20=8.410 4.当声压比为下列数值时，计算dB值。（不可用图表及计算尺）①8、②400、③20、④0.8、 ⑤1000 解：如用分贝表示两数值之比P/Q，则数值A=20lg（P/Q） ① A=20lg8=60lg2=18dB；② A=20lg400=40lg20=52dB；③ A=20lg20=20(lg2+lg10)=26dB； ④ A=20lg0.8=20(lg8+lg10-1)=-2dB；⑤ A=20lg1000=60lg10=60dB 5.5P20x10 45°的探头有机玻璃楔块内声速为2730m/s，被检材料（低碳钢）中声速为3230m/s，求入射角α。 解：根据折射定律：sinα/sinβ=C L1/C S2又： β=45° sinα=(C L1/C S2)·sinβ=(2730/3230)·sin45°=0.59 α=36.7° 答：入射角α为36.7° 6.试以钢材为例，计算2MHzΦ30直探头的近场区 解：声波在钢材中的纵波速度为5900m/s λ钢=Ｃ钢／f=5900x103/2x106=2.95mm N钢 =D2/4λ=302/4x2.95=76mm 答：2MHzΦ30直探头近场区为76mm。
DCT1158W插入式超声波流量计 金德工控DCT1158W是一款应用广泛、通用经济型、插入式、时差法超声波流量计。它具有非常简单的安装方式，可以实现“在线带压”安装，现场无需停产，使客户轻松实现对管道流量的测量。它采用了最先进的数字相关技术和智能自适应声波技术，使它的测量稳定性更加突出。同时，它使用的声聚焦专利技术，使产品在连续测量时的信号接收品质得到显著增强。 金德工控DCT1158W超声波流量计由变送器、传感器两部分组成。插入式探头可在线带压安装，具有安装稳固，现场无需停产等特点。特别适合用于含有少量颗粒、气泡的单一液体介质的流量测量。 金德工控DCT1158W超声波流量计采用了先进的模块化一体式设计，独立菜单操作，液晶背光显示。产品变送器防护等级达到IP65，传感器防护等级达到IP68，适应于潮湿、浸泡等恶劣环境下的使用。 金德工控DCT1158W超声波流量计集合了目前工业场合使用的RS485通讯接口、4-20mA 电流信号、脉冲输出、MODBUS协议、直流电/交流电使用，支持产品全天候工作，并构成流量计量网络需求。另外产品可以扩展使用太阳能、雷姆电源、防爆/隔爆等功能模块，使产品能够满足各种应用环境的使用。 快速、简便、易于使用 金德工控DCT1158W超声波流量计采用插入式安装，在变送器菜单中输入现场管径大小、管壁厚、测量介质、探头安装方式，即可测算出探头安装距离进行安装。完成产品电气连接与底座焊接将探头与球阀安装后，即可进行测量工作。 特点： 在线带压安装 正、负流量测量，累积流量 无故障工作时间50000小时测试 分时段流量统计 键盘按键寿命大于20万次
超声波流量计的选型与分类 关键词：超声波流量计选型与分类多普勒便携式流量计固定式时差式 超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表。近几年来，随着技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快，基于不同原理，适用于不同场合的各种超声波流量计得到了广泛应用，同时也对广大用户提出如何进一步的了解超声波流量计、怎样选择合适的超声波流量计，使用过程中，应该注意些哪些问题等等，上海森逸技术人员结合现国内超声波流量计的发展情况及多年来现场应用经验，对上述问题进行了探讨。 超声波流量计选型与分类： 选型主要有以下几点：管道壁厚、外径，介质，管内流量是否含有杂质，测量介质的温度，测量介质为气体时，还需要知道气体的压力，除此之外，还应根据用户实际情况和测量需要合理选型。 1、多普勒超声波流量计 换能器经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后，通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。只能用于测量含有适量能反射超声波信号的颗粒或气泡的流体，如工厂排放液、未处理的污水、杂志含量稳定的工厂过程液等。要注意它对被测介质要求比较苛刻，即不能是洁净水，同时杂质含量要相对稳定，才可以正常测量，而且不同厂家的仪表性能及对被测厂家的要求也不一样。选择此类超声波流量计即要对被测介质心中有数，也要对所选用的超声波流量计的性能、精度和对被测介质的要求有深入的了解。 2、便携式超声波流量计 主要用于校对管道上已安装其它流量仪表的运行状态，进行一个区域内的流体平衡测试，检查管道的当时流量情况等。如果不作固定安装，而用于这些用途时，选用便携式超声波流量计既方便又经济。 3、时差式超声波流量计 时差式超声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比，这一原理来测量流体流量。 目前生产最多、应用范围最广泛的是时差式超声波流量计。它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水领域，得到广泛应用。 4、管道式超声波流量计 精度最高，可达到±0.5%，而且不受管道材质、衬里的限制，适用于流量测量精度要求高的场合。但随着管径的增大，成本也会随增加，通常情况下，选用中小口径的管段式超声波流量计，较为经济。 5、固定式超声波流量计 如果有足够的安装空间，使用插入式换能器代替外贴式换能器，彻底消除了管衬、结垢及管壁对超声波信号衰减的影响，测量稳定性更高，也大大减小了维护工作量。而且，由于插入式换能器也可以不断流安装，所以其应用正在不断推广。有的厂家推出了内部为数字化电路的超声波流量计，其特点是采用数字电路处理信号，纠错能力增强，取样及时，精度提高(模拟电路的精度为±1.5%，数字电路可以达到±1.0%)，而且集成度提高，仪表体积大大减小，有多种信号输出模式供选择，在实际应用也取得了很好的效果。用户在使用中可以和模拟电路的超声波流量计进行比较。超声波流量计的功能选择，用户可以根据实际情况来确定。如果测量双向流体，一定要选择带有正负计量功能的超声波流量计；如果用户需要定期了解流体在一定时段有流量情况，可以选择带打印机的超声波流量计。总之，所选择的超声波流量计的功能既要满足用户需要，也不必贪多求全，造成许多功能闭置不用，而增加购买成本。
超声波流量计 概述： 管段式超声波流量仪表[3]是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。 产品特点： ◆独特的信号数字化处理技术，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。 ◆无机械传动部件不容易损坏，免维护，寿命长。 ◆电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。 ◆智能化标准信号输出，人机界面友好、多种二次信号输出，供您任意选择。 ◆管段式小管径测流经济又方便，测量精度高达0.5级。 性能参数： 性能参数 测量液体充满被测管道的水、污水及其它均质液体，悬浮物含量小 于10g/L，粒径小于1mm。 准确度±1.0% 流速范围±0.01m/s~±12.0m/s 管径范围DN300mm~DN2000mm 传感器材质钢或不锈钢 传感器承压能力管径300~600mm，压力不超过2MPa；管径700~2000mm，压力不超过1MPa 转换器环境温度：-10℃~+45℃；湿度≤85%(RH) (特殊环境订货时说明) 壁挂式盘装式一体式
管段式传感器外型尺寸：
1200 1030 1522 1434 32×44 1303 1400 1164 1778 1670 32×48 1914 1600 1298 1982 1874 36×48 2442 1800 1432 2236 2114 36×52 3411 2000 1566 2446 2324 40×52 4262 ZR系列超声波流量计采用的是时差法测量原理。它的高可靠性是积8年的制造经验加上博采众长，通过不断完善提高得到的；是由于采用了最新的诸如Philips、Tl、美国国家半导体公司的新型高性能集成元器件加上先进的SMD贴装器件生产线大规模生产实现的。40皮秒（40×10 秒）的时间分辨率，0.5%的线性度。低电压多脉冲原理，保证可靠运行。两路0.1%精度的模拟输入，接入温度传感器电流信号，即变成热量计！实现中文显示，软件开放式设计，所有参数用户皆可设定；硬件元件参数无关化设计，无需调整即能确保每一台流量计具有完全相同的性能。主机机型有：便携式、壁挂式、标准盘装式、手持式、一体式。传感器具有：方便安装的外缚式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的标准管段式、超高精度的标准型π管段式。 超声波流量计的主要特点是：流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有压力损失；能用于任何液体，特别是具有高黏度、强腐蚀，非导电性等性能的液体的流量测量，也能测量气体的流量；对于大口径管道的流量测量，不会因管径大而增加投资；量程比较宽，可达5：1；输出与流量之间呈线性等优点。缺点：当被测液体中含有气泡或有杂音时，将会影响测量精度，故要求变送器前后分别有10D和5D的直管段；此外，结构复杂，成本较高。 测量原理 当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速，其关系符合下列表达式 其中 θ为声束与液体流动方向的夹角
超声检测公式及计算题
* 铝（Al ）的纵波声速为6300m/s ，横波声速为3100m/s 。试计算2MHz 声波在铝中的纵、横波波长。 f c λλf c = →= 解： * 甘油的密度为1270kg/m 3，纵波声速为1900m/s ，计算其声阻抗。 c z ρ= 解： 5P20×10K2探头，楔块中声速C L1=2700m/s ，钢中声速C L2=5900m/s ，C S2=3200m/s ，求探头入射角为多少度 s 2l 1C sinβC sinαtgβK = --= 解： 已知钢中C S 钢=3200m/s ，某硬质合金中，C S 硬=4000m/s ，铝中C S 铝=3080m/s ，求用探测钢的横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K 值为多少 ） （） （mm f C mm f C S S L L 55.110 210310015.310 21063006363 =??===??==λλs m kg c Z ??≈?==26/104.219001270ρ0 12 112101149)4.63sin 3200 2700 (sin sin sin sin sin 4.632≈?=?=→====----）（βαβαβS L S L C C C C tg K tg
s 2l 1C sinβ C sinα= 解： * 示波屏上有A 、B 、C 三个波，其中A 波高为满刻度的80%，B 波为50%，C 波为20%。 ①、设A 波为基准（0dB ），则B 、C 波各为多少dB ②、设B 波为基准（10dB ），则A 、C 波各为多少dB ③、设C 波为基准（-8dB ），则A 、B 波各为多少dB 铝 铝 硬硬钢钢有钢有在钢中，，楔块中声速为设入射角为S S 01-1-L sin C sin sin sin 451.0tg K C C C C tg S L βββαβα======0.9 42.442.4)45sin 32303080(sin sin C (sin sin C sin sin sin 8 .11.611.61)45sin 3230 4000 ( sin sin C ( sin 00 01S 1S S 00 01S 1====?=?========?=?=----tg tg K C C C C tg tg K C S S L S 铝铝钢钢铝铝铝 铝 硬硬钢钢有硬硬钢钢 硬 硬））ββββββαβββ2 1H H 20lg Δ=
1.引言 研究利用超声波测量流体流量已经有数十年的历史了。1928年，法国人0.Rutten研制成功了世界上第一台超声流量计。但为了使超声波流量计有一定的精度，时差法超声波流量计要求对时间的测量至少有10mS，这在当时是很难做到的。1955年，应用声循环法的MAXSON 流量计在美国研制成功，用于航空燃料油流量的测量。50年代末期，超声波流量计由理论研究阶段进入工业应用时期。但由于电子线路太复杂而未占有牢固的地位[1]。 进入20世纪的70年代以后，由于集成电路技术的飞速发展，高精度的时间测量成为一件轻而易举的事，再加上高性能、工作非常稳定的锁相技术(PLL)的出现与应用，使得超声波流量计的可靠性得到了初步的保证，同时为了消除声速变化对测量精度的影响，出现了频差法超声流量计。锁相频差法测量周期短，响应速度快，而且几乎完全消除了声速对测量精度的影响，因而这种方法成为测量大管径大流量超声流量计的主要方案，缺点是测量小管径小流量时精度得不到保证。同一时期，前苏联科技工作者对管道内流体的流速分布规律作了大量深入细致的研究，指出管道内流体流动存在两种状态：层流状态和紊流状态，并给出了层流状态下的理论计算公式，为超声波流量计进一步提高测量精度打下了坚实的理论基础。至此，超声波流量计的研究和应用才蓬勃发展起来，超声流量计的种类也越来越多，相继出现了波束偏移法、多普勒法、相关法及噪声法等。其中波束偏移法是利用超声波在流体中传播时因流体流动产生的波束的偏移量的大小来测量流量，这种方法灵敏度低，只能用来测量大管径大流量;多普勒法利用不纯净流体中散射体的多普勒频移来测量流量，特别适用于
不纯净流体的流量测量；相关法利用相关技术来测量流量，测量精度高，适用范围广，但相关流量计线路复杂，价格昂贵，一般只在要求较高的场合使用；噪声法则通过检测流体中的噪声来测量流量，这种方法线路简单，价格便宜，但精度低，只能在要求不高的场合使用。 到了80年代中后期，单片机技术的应用使超声流量计向高性能、智能化的方向发展。由于使用了单片机作中央处理单元，系统不仅可以进行复杂的数学运算和数据处理、进一步提高了超声波流量计的测量精度，而且还能设计出友好的人机界面，使系统具有参数设置、自动检错排错功能以及其他一些辅助功能，大大方便了用户的操作和使用。单片机在超声流量计中的应用，是超声流量计开始真正进入工业测量领域。 2课题研究背景 2.1超声波流量计的现状 近10年来，基于高速数字信号的处理技术与微处理器技术的进步，基于新型探头材料与工艺的研究，基于声道配置及流动力学的研究，超声流量测量技术取得了长足的进步，显示了它强劲的技术优势，形成了迅猛发展的势头，其潜在的巨大的生命力是显而易见的。 超声流量测量技术的基本原理是利用超声波在流.体中传播时所载流体的流速信息来测量流体流量的。超声波流量计一般.由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波换能器将电能转换为超声波能量，将其发射并穿过被测流体，接收换能器接收到超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号，供显示和积算，这样就实现了流量的检测显示。 在国外，以美国Controlotron公司和Ploysonics公司为代表的产
超声波检测复习题（第6、7、8、9章） 一、判断题 4.4.串列法探伤适用于检查垂直于探测面的平面缺陷（） 4.5“灵敏度”意味着发现小缺陷的能力，因此超声波探伤灵敏度越高越好。（） 4.6所谓“幻影回波”是由于探伤频率过高或材料晶粒粗大引起的。（） 4.7当量法用来测量大于声束截面的缺陷尺寸。（） 4.8半波高度法用来测量小于声束截面的缺陷的尺寸。（） 4.9串列式双探头法探伤即为穿透法。（） 4.11曲面工件探伤时，探伤面曲率半径愈大，耦合效果愈好。（）4.12实际探伤中，为个提高扫查速度减少杂波的干扰，应将探伤灵敏度适当的降低。（） 4.13采用当量法确定的缺陷尺寸一般小于缺陷的实际尺寸。（）4.14只有当工件中缺陷在各个方向的尺寸均大于声束截面时，才能采用测长法确定缺陷长度。（） 4.15绝对灵敏度法测量缺陷指示长度时，侧长灵敏度高，测得的缺陷长度大。（） 4.16当工件内存在较大的内应力时，将使超声波的传播速度及方向发生变化。（） 4.17超声波倾斜入射至缺陷表面时，缺陷反射波高随入射角的增大而增高。（） 5.1钢板探伤时，通常只根据缺陷波情况判定缺陷。（）
5.2当钢板中缺陷大于声束截面时，由于缺陷多次反射波互相干涉容易产生“叠加效应”（） 5.3厚钢板探伤中，若出现缺陷的多次反射波，说明缺陷的尺寸一定较大。（） 5.4较薄钢板中采用底波多次法检测时，如出现“叠加效应”则说明缺陷一定较大（） 5.5复合钢板探伤时，可从母材一侧探伤，也可从复合材料一侧探伤。（） 5.9钢管做手工接触法周向探伤时，应从顺、逆时针两个方向各探伤一次。（） 5.10钢管水浸探伤时，水中加入适量活性剂是为了调节水的声阻抗，改善透声性。（） 5.12用斜探头对大口径钢管做接触法周向探伤时，其跨距比同厚度平板大。（） 6.1对轴类锻件，一般来说以纵波直探头从径向探测效果最佳。（）6.2使用斜探头对轴类锻件作圆柱面轴向探测时，探头应从正、反两个方向扫查。（） 6.3对饼形锻件，采用直探头作径向探测是最佳的探伤方法。（）6.5锻件探伤中，如缺陷引起底波明显下降或消失时，说明锻件中存在较严重的缺陷。（） 6.6锻件探伤时，如缺陷被探伤人员判定为白点，则应按密集缺陷评定锻件等级。（） 6.7铸钢件超声波探伤，一般以纵波直探头为主。（）
高级超声检测培训复习题汇编 计算题
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λ=5.9/2.5=2.36mm，近场区长度N=D2/4λ=202/4*2.36=42.37mm 由指向角θ=arcsin(1.22λ/D)=8.27° 3.用水浸法聚焦探头垂直探伤法检验Φ36x3mm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=15.3mm 4.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r p钢=P钢/P t=[(Z气-Z钢)/(Z气+Z钢)] [(Z2+Z1)/2Z2]=0.765=76.5% 5.如下图所示，探头为tgβ=2，用仪器与钢试块比较，测得探头中S=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t gβ=2，β=63.4°，s i nα=C L有机玻璃?s i nβ/C S钢=2.7?sin63.4°/3.2=0.754，α=48.97°，因此：a=cosα?S有机玻璃=cos48.97°?8.4=5.5mm b=sinα?S有机玻璃=sin48.97°?8.4=6.3mm 答：a=5.5mm，b=6.3mm
超声检测公式及计算题 武玉林 二O一一年5月
*1.1 铝（Al ）的纵波声速为6300m/s ，横波声速为3100m/s 。试计算2MHz 声波在铝中的纵、横波波长。 f c λλf c = →= 解： *1.2 甘油的密度为1270kg/m 3，纵波声速为1900m/s ，计算其声阻抗。 c z ρ= 解： 1.4 5P20×10K2探头，楔块中声速C L1=2700m/s ，钢中声速C L2=5900m/s ，C S2=3200m/s ，求探头入射角为多少度？ == l1s2 sin αsin βK tg β C C 解： 1.8 已知钢中C S 钢=3200m/s ，某硬质合金中，C S 硬=4000m/s ，铝中C S 铝=3080m/s ，求用探测钢的K1.0横波斜探头探测硬质合金和铝时的实际K 值为多少？ ） （） （mm f C mm f C S S L L 55.110 210310015.310210630063 63=??===??==λλs m kg c Z ??≈?==26/104.219001270ρ0 12 112101149)4.63sin 3200 2700 (sin sin sin sin sin 4.632≈?=?=→====----）（βαβαβS L S L C C C C tg K tg
s2l 1C sinβ C sinα= 解： *1.10 示波屏上有A 、B 、C 三个波，其中A 波高为满刻度的80%，B 波为50%，C 波为20%。 ①、设A 波为基准（0dB ），则B 、C 波各为多少dB ？ ②、设B 波为基准（10dB ），则A 、C 波各为多少dB ？ ③、设C 波为基准（-8dB ），则A 、B 波各为多少dB ？ 铝 铝 硬硬钢钢有钢有在钢中，，楔块中声速为设入射角为S S 01-1-L sin C sin sin sin 451.0tg K C C C C tg S L βββαβα======0.9 42.442.4)45sin 32303080(sin sin C (sin sin C sin sin sin 8 .11.611.61)45sin 3230 4000 ( sin sin C ( sin 00 01S 1S S 00 01S 1====?=?========?=?=----tg tg K C C C C tg tg K C S S L S 铝铝钢钢铝铝铝 铝 硬硬钢钢有硬硬钢钢 硬 硬））ββββββαβββ2 1H H 20lg Δ=
无损检测超声波二、三级考试 复习题库 1、超声波是一种机械震动波，描述机械震动波的特征量是（e） a.频率； b.周期； c.波速； d.波长； e.以上都是 2反映超声波特征的重要物理量是（d） a.声压； b.声强； c.声阻抗； d.以上都是 3、波动的形式（波形）可以分为（e） a.声压； b.声强； c.声阻抗； d.以上都是 4、声波在无限大且各向同性的介质中传播时，同一时刻介质中振动相位相同的所有质点所联成的面称为（a）。 a.波振面； b.波前； c.波线； d.以上都不是 5、声波在无限大且各向同性的介质中传播时，某一时刻振动所传到的距离最远的各点所联成的面称为（b） a.波阵面； b.波前； c.波线； d.以上都不是 6、两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向彼此相同传播时会产生（c）现象 a.叠加； b.干涉； c.驻波； d.以上都不是 7、产生明显驻波的条件是（d） a. 介质厚度有限； b. 介质厚度等于半波长； c. 介质厚度为半波长的整数倍； d.以上都是 8、单位时间内通过超声波传播方向垂直截面单位面积上，并且与声压的振幅平方成正比的声能称为（b） a. 声压； b.声强； c.声强； d.声能 9、在有声波传播的介质中，某一点在某一瞬间所具有的压强与没有声波存在时该点的静压强之差称为（a）。 a. 声压； b.声强； c.声强； d.声能 10、声压P与声强I的关系式是（c） a.I=P/2Z； b. I=P2/Z2； c. I=P2/2Z； d. I=P2/4Z(式中Z为传声介质的声阻抗) 11、声压P、介质ρ、声速C、质点振动速度V之间的关系是（d） a. P=ρ2CV； b. P=ρC2V； c. P=ρ2CV2； d. P=ρCV
插入式超声波流量计安装调试方法简述 、数据输入步骤： 首先用盒尺量出被测管路的周长。 打开仪表，接通电源，仪表显示超声波流量计版本号或菜单第一项内容。 按菜单键，仪表显示输入菜单号码 二 ------ ；再按10仪表显示输 入管道外周长，将用盒尺测量出的周长直接输入 B 型探头”，输入方法同（6），按确认键 （10）按键进入百4―号窗口，选择安装方式，选择“ Z 法安装”， 按确认键。 （11） 按▼□键进入口号窗口，窗口自动显示出探头安装距离。 （12） 按菜单键输4匸0 口 入20,再按确认键。 键进入 朗 口 号窗口，窗口显示低流速切除值，按确认键后输, 再按确认键。 （14）按菜单键输入26,进入2］匚号窗口，选择“ 然后按确认键。 二、 传感器安装点的选择： 测量点要尽量选择距上游10倍直径，下游5倍直径以内均匀直管段，没有 任何阀门、 弯头、变径等干扰流场装置，流体必须为满管。 三、 安装方法： 1、Z 方式安装：以管路周长为200mm 为例 A CB^ 截面图 (1) (2) (3) 例：周长为318mm 直接按3、1、8后按确认键 仪表 显示管外径。 选择，仪表显示不同材质，选择完毕，再按确认键 选择被测管路材质，按确认键后用^ /-键 (7) (8) (9) 例：管路为碳钢，即仪表显示 0、碳钢，然后按确认键 （具体材质见说明书 号窗口， 号窗口， 号窗口， 按 按FT 9页菜单口口） 选择被测管路衬材，输入方法同（ 选择流体类型，输入方法同（6） 选择探头类型，按确认键，选择“ 6)。 5,插入 ，进入40号窗口，窗口显示阻尼系数，按确认键 输 (13)按▼ /- 1,固化参数并总使用” 键进入 按叵
算题 1.在水浸法探伤中，求水/钢的往复透过率T 解：Z1=1.5×106Kg/m2s(水温20℃) Z2=45.4×106Kg/m2s(水温20℃) T=4Z1Z2/(Z1+Z2)2=(4x1.5x45.4x1012)/(1.5+45.4)2×1012=0.12=12% 答：水/钢的往复透过率T为12% 2.碳素钢和不锈钢的声阻抗差异约为1%，求二者复合界面上的声压反射率。 解：设界面声压反射率为r（r取绝对值） r=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)=(1-0.99)/(0.99+1)=0.005=0.5% 答：二者复合界面上的声压反射率为0.5%。 3.边长为D=10mm的方形晶片，指向角用θ0=57λ/D表示。试计算探测钢材时，下列探头晶片的指向角： ①5MHz10x10、②4MHz12x12、③3MHz15x15、④2MHz20x20 解：λ①=(5900x103)/(5x106)=1.18mm；λ②=(5900x103)/(4x106)=1.48mm； λ③=(5900x103)/(3x106)=1.97mm； λ④=(5900x103)/(2x106)=2.95mm，则：①的指向角：θ0=57x1.18/10=6.70；②的指向角：θ0=57x1.48/12=7.030； ③的指向角：θ0=57x1.97/15=7.480；④的指向角：θ0=57x2.95/20=8.410 4.当声压比为下列数值时，计算dB值。（不可用图表及计算尺）①8、②400、③20、④0.8、 ⑤1000 解：如用分贝表示两数值之比P/Q，则数值A=20lg（P/Q） ① A=20lg8=60lg2=18dB；② A=20lg400=40lg20=52dB；③ A=20lg20=20(lg2+lg10)=26dB； ④ A=20lg0.8=20(lg8+lg10-1)=-2dB；⑤ A=20lg1000=60lg10=60dB 5.5P20x10 45°的探头有机玻璃楔块内声速为2730m/s，被检材料（低碳钢）中声速为3230m/s，求入射角α。 解：根据折射定律：sinα/sinβ=C L1/C S2又： β=45° sinα=(C L1/C S2)·sinβ=(2730/3230)·sin45°=0.59 α=36.7° 答：入射角α为36.7° 6.试以钢材为例，计算2MHzΦ30直探头的近场区 解：声波在钢材中的纵波速度为5900m/s λ钢=Ｃ钢／f=5900x103/2x106=2.95mm N钢 =D2/4λ=302/4x2.95=76mm 答：2MHzΦ30直探头近场区为76mm。
官方网址https://www.doczj.com/doc/9f5844950.html, 超声波流量计工作原理是什么超声波流量计利用了低电压、多脉冲时差原理，采用高精度和超稳定的双平衡信号差分发射、差分接收数字检测技术来测量顺流和逆流方向的声波传输时间，根据时差计算出流速。超声波流量计具有稳定性好、零点漂移小、测量精度高、量程比宽、抗干扰性强等特点。其中插入式和外夹式超声波流量计以其安装方便，测量精度高的优点被广泛应用于各个行业。 外夹式超声波流量计 超声波流量计工作原理： 当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速。零流量时，两个传感器发射和接收声波所需的时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术），液体流动时，逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。 其关系符合下面表达式：
官方网址https://www.doczj.com/doc/9f5844950.html, 其中： V 介质流速 θ为声束与液体流动方向的夹角 M为声束在液体的直线传播次数 D 为管道内径 Tup 为声束在正方向上的传播时间 Tdown 为声束在逆方向上的传播时间 ΔT=Tup –Tdown 通过上式计算出流速V，再通过我们输入到变送器上的管道数据D计算出流量。流量公式为： Q=πV Q 瞬时流量 π圆周率 D 管道内径 V 流速
官方网址https://www.doczj.com/doc/9f5844950.html, 艾拓利尔仪表专注自动化仪表及自控系统12年，我们拥有专业的技术人员，可为您提供各种完善的自动化解决方案。 解决用户遇到的问题使我们一直以来努力的目标，并且我们将付诸更大努力不断推陈出新，藉由与用户的紧密合作，共同开创更智能、更环保、更美好的未来。
中国检测网https://www.doczj.com/doc/9f5844950.html, 超声波检测II级试题（计算题） 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(C L=5900m/s,C S=3200m/s)（标准答案从略） 2.用2.5MHz20mm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λ=5.9/2.5=2.36mm，近场区长度N=D2/4λ=202/4*2.36=42.37mm 由指向角θ=arcsin(1.22λ/D)=8.27° 3.用水浸法聚焦探头垂直探伤法检验Φ36x3mm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=15.3mm 4.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，声阻抗24.2x106Kg/m2s，钢板厚度20毫米，声阻抗4 5.6x106Kg/m2s 解：合金-钢界面的声压反射率 r p合金=P合/P0=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=(24.2-45.6)/(24.2+45.6)=-0.303
中国检测网https://www.doczj.com/doc/9f5844950.html, 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t p =2Z 2/(Z 2+Z 1)=2x45.6/(24.2+45.6)=1.3 钢底面声压反射率r p 钢=P 钢/P t =[(Z 气-Z 钢)/(Z 气+Z 钢)][(Z 2+Z 1)/2Z 2]=0.765=76.5% 5.如下图所示，探头为tgβ=2，用仪器与钢试块比较，测得探头中S=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/C L 有机玻璃=S 钢/C S 钢，S 有机玻璃=S 钢·C L 有机玻璃/C S 钢=10x2.7/3.2=8.4 另外tgβ=2，β=63.4°，sinα=C L 有机玻璃·sinβ/C S 钢=2.7·sin63.4°/3.2=0.754，α=48.97°，因此：a=cosα·S 有机玻璃=cos48.97°·8.4=5.5mm b=sinα·S 有机玻璃=sin48.97°·8.4=6.3mm 答：a=5.5mm ，b=6.3mm 6.用有机玻璃做球面声透镜的聚焦探头,若探头直径为Φ20mm ，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=r[C 1/(C 1-C 2)]，可求得r=46.5mm 7.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，tgβ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。