《超声检测》课后习题及试题答案

《超声检测》课后综合训练

答案

第一单元超声检测得物理基础

一、名词解释

1、声波与电磁波

声源体发生振动会引起四周空气振荡,那种振荡方式就就是声波。电磁波就是电磁场得一种运动形态。

2、可闻声波与超声波

可闻声波就就是人可以听见得声波,频率20Hz～20000Hz,高于20000Hz或低于20Hz一般人都听不到。频率超过20000Hz得声波,称为超声波。

3、连续波与脉冲波

波源持续不断振动所辐射得波称为连续波。波源间歇振动辐射得波称为脉冲波。

4、纵波与横波

纵波就是质点得振动方向与传播方向同轴得波。横波就是质点得振动方向与波得传播方向相互垂直得波,如电磁波、光波等。

5、瑞利波与脉冲波

瑞利波也称表面波,就是沿半无限弹性介质自由表面传播得偏振波。(脉冲波见上述)

6、波长与声速

波长指沿着波得传播方向,两个相邻得振动相位相同得质点之间得距离。在波动过程中,某一振动状态在单位时间内波传播得距离称为波速。声波得波速简称声速。

7、声压与声强

在超声场中某一质点由于超声波得传播而受到得附加压强称为该处得声压。声强就是指单位时间内垂直通过单位面积得声能。

8、平面波与球面波

波阵面为一系列相互平行得平面得波称为平面波。波阵面为一系列同心球面得波称为球面波。

9、波得叠加与干涉

当几列波在空间相遇时,在相遇区域内任一点得振动,为各列波单独存在时在该点引起得振动位移得矢量与,这一规律称为波得叠加。如果两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定得简谐波叠加时,使得空间某些质点得振动始终加强,而另一些质点处得振动始终减弱,这种现象称为波得干涉。

10、反射与折射

波传播过程中,当遇到异质界面时,波得传播方向将发生改变。一部分波从异质界面处返回到第一种介

质,称为波得反射。另一部分波将穿过异质界面继续传播,称为波得折射。

11、反射率与透射率

反射波与入射波得声压或声强之比,称为波得反射率。透射波与入射波得声压或声强之比,称为波得透射率。

12、聚焦与发散

波在传播过程中,若果声束横截面越来越小,称为波得聚焦,反之则成为波得发散。

13、近场与远场

在超声场中,通常把声束轴向上声压有多次极大值与极小值得区域称为近场。近场以外得区域称为远场。

14、散射与衍射

超声波在介质中传播时,遇到粗大晶粒之间得界面便产生明显得反射、折射,使得超声波得传播路径朝向四面八方,这种现象称为散射。波在传播过程中遇到障碍物时,能绕过障碍物得边缘,在障碍物得阴影区内继续传播得现象,称为波得衍射。

二、选择题

1、A

2、A

3、C

4、E

5、B

6、A

7、D

8、A

9、D 10、B 11、C 12、D 13、A 14、D 15、A 16、B

17、B 18、A 19、D 20、B

三、判断题

1、√

2、×

3、√

4、×

5、√

6、×

7、×

8、×

9、√ 10、× 11、×

四、问答与计算

1、当薄层得厚度为半波长得整数倍或小于四分之一波长时,声压得往复透过率最高。此外,当薄层界面两侧介质声阻抗不相等时,薄层得厚度为四分之一波长得奇数倍,且薄层得声阻抗为两侧介质声阻抗得几何平均值时,声压得往复透过率最高。

2、波形转换就是指超声波在产生反射或折射时由一种波型转换成另一种波型得现象。它与发生反射或折射得界面两侧介质得声阻抗、入射得角度、入射得波型、声速等因素有关。

3、超声波在介质中传播时,其声能随着传播距离得增加而逐渐减弱得现象称为超声波得能量衰减。衰减得原因主要有两个方面:一方面就是超声波在其传播过程中由于反射与散射,使其一部分声能偏离其传播方向,而造成探测方向上声能得减小。另一方面就是介质得吸收作用,将一部分声能转化成另一种能量(往往就是热能),而使声强减小。衰减得类型有扩散衰减、散射衰减、吸收衰减。

4、指向性就是指超声波声束集中在特定得方向上,向光波一样在介质中沿直线传播得能力。超声波得

指向性与超声波得类型、频率、介质得种类与波源得大小等因素有关。

5、理想声场轴线上声压存在一系列极大值与极小值,且最大值为2P 0,极小值为零。实际声场轴线上声压虽然也存在很多极大值与极小值,但就是声压得波动幅度小,极大值远小于2P 0,极小值远大于零。在远场区,实际声场与理想声场轴线上声压分布基本一致。

6、采用当量法确定得缺陷大小称为缺陷得当量尺寸。工件中缺陷得类型、取向与表面状况各不相同,其反射回波变得非常复杂。仅仅依靠反射回波声压高低很难精确确定缺陷得真实大小,有时回波声压相同得缺陷实际大小可能相差很大。为此特引用当量法解决这一问题。

7、解:mm f c L 15.32/3.6===λ;mm f c S 55.12/1.3/===λ

8、解:①[][][][]dB A B H H A B A B 444%

80%50lg 20lg 20-=+-=⇒-===- [][][][]dB A C H H A C A C

121212%80%20lg 20lg 20-=+-=⇒-===- ②[][][][]dB B A H H B A B A 1244%

50%80lg 20lg 20=+=⇒===- [][][][]dB B A H H B C B C

088%50%20lg 20lg 20=+-=⇒-===- ③[][][][]dB C A H H C A C A 71212%

20%80lg 20lg 20=+=⇒===- [][][][]dB C B H H C B C

B

388%20%50lg 20lg 20=+=⇒===- 9、解:由题意设未知波高为H,则

%20%80lg 2012≈⇒=H H

10、解:s m kg c Z l 263111/105.11500100.1⨯=⨯⨯==ρ

s m kg c Z 263222/10465900108.7⨯=⨯⨯==ρ

()()%2.125.1465.1464422121

2=+⨯⨯=+=Z Z Z Z T

11、解:1)253.046

4.27464.2713131-=+-=+-=Z Z Z Z r 747.046

4.274.27221331=+⨯=+=Z Z Z t