2025年河北特種設(shè)備ut1級(jí)考試題及答案一、選擇題1.超聲檢測(cè)中，縱波在固體中的傳播速度（）橫波的傳播速度。A.大于B.小于C.等于D.不確定答案：A解析：在固體中，縱波的傳播速度大于橫波的傳播速度，這是由介質(zhì)的特性和波的傳播機(jī)制決定的。縱波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向一致的波，其傳播過程中介質(zhì)的壓縮和拉伸相對(duì)容易，所以傳播速度較快；而橫波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波，傳播時(shí)需要介質(zhì)有一定的切變能力，傳播相對(duì)困難，速度較慢。2.超聲波探傷儀的垂直線性是指（）。A.探傷儀對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力B.探傷儀熒光屏上顯示的信號(hào)幅度與輸入信號(hào)幅度之間的比例關(guān)系C.探傷儀對(duì)不同聲程的缺陷的檢測(cè)能力D.探傷儀的動(dòng)態(tài)范圍答案：B解析：垂直線性是指探傷儀熒光屏上顯示的信號(hào)幅度與輸入信號(hào)幅度之間的比例關(guān)系。良好的垂直線性能夠保證探傷儀準(zhǔn)確地反映缺陷的真實(shí)大小和性質(zhì)。如果垂直線性不好，會(huì)導(dǎo)致對(duì)缺陷大小的誤判。選項(xiàng)A描述的是探傷儀的頻率特性；選項(xiàng)C與探傷儀的靈敏度和分辨力等有關(guān)；選項(xiàng)D動(dòng)態(tài)范圍是指探傷儀能夠正常工作的最大和最小信號(hào)幅度的范圍。3.超聲檢測(cè)中，探頭的晶片厚度與（）有關(guān)。A.探頭的頻率B.探頭的尺寸C.探頭的靈敏度D.探頭的阻尼答案：A解析：探頭的晶片厚度與探頭的頻率密切相關(guān)。根據(jù)超聲傳播的原理，晶片的厚度約為超聲波長(zhǎng)的一半時(shí)，探頭能產(chǎn)生共振，從而獲得最佳的發(fā)射和接收效果。而波長(zhǎng)與頻率成反比，所以晶片厚度與頻率成反比關(guān)系。探頭的尺寸主要影響其聲場(chǎng)分布等；靈敏度與晶片材料、阻尼等多種因素有關(guān)；阻尼主要影響探頭的脈沖寬度和分辨力等。4.當(dāng)超聲波從一種介質(zhì)傾斜入射到另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生（）現(xiàn)象。A.反射B.折射C.波型轉(zhuǎn)換D.以上都是答案：D解析：當(dāng)超聲波從一種介質(zhì)傾斜入射到另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)同時(shí)發(fā)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。反射是指部分超聲波在界面處返回原介質(zhì)；折射是指部分超聲波進(jìn)入另一種介質(zhì)并改變傳播方向；當(dāng)入射角滿足一定條件時(shí)，還會(huì)發(fā)生波型轉(zhuǎn)換，例如縱波可能轉(zhuǎn)換為橫波等。5.在超聲檢測(cè)中，試塊的主要作用不包括（）。A.確定探傷靈敏度B.測(cè)試探傷儀和探頭的性能C.調(diào)整掃描速度D.測(cè)量材料的密度答案：D解析：試塊在超聲檢測(cè)中具有重要作用。它可以用于確定探傷靈敏度，通過在試塊上調(diào)整儀器參數(shù)，使特定大小的人工缺陷能夠被清晰檢測(cè)到，從而確定檢測(cè)實(shí)際工件時(shí)的靈敏度；可以測(cè)試探傷儀和探頭的性能，如垂直線性、水平線性、探頭的頻率特性等；還可以調(diào)整掃描速度，使熒光屏上的刻度與實(shí)際聲程相對(duì)應(yīng)。而測(cè)量材料的密度不是試塊的主要作用。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.缺陷在工件表面的投影面積D.缺陷的體積答案：B解析：缺陷的當(dāng)量大小是指與缺陷回波高度相同的標(biāo)準(zhǔn)反射體的尺寸。由于實(shí)際缺陷的形狀、取向等復(fù)雜多樣，很難準(zhǔn)確測(cè)量其實(shí)際尺寸，所以通過與已知尺寸的標(biāo)準(zhǔn)反射體（如平底孔、橫孔等）的回波高度進(jìn)行比較，來確定缺陷的當(dāng)量大小。它并不代表缺陷的實(shí)際尺寸、投影面積或體積。7.超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其聲壓會(huì)隨著傳播距離的增加而（）。A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小答案：B解析：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)的吸收、散射等作用，其聲能會(huì)逐漸損耗，聲壓也會(huì)隨著傳播距離的增加而減小。這是超聲波傳播的基本特性之一。8.超聲檢測(cè)中，采用斜探頭檢測(cè)時(shí)，探頭的折射角主要取決于（）。A.探頭的頻率B.探頭的晶片尺寸C.探頭的入射角和兩種介質(zhì)的聲速D.探頭的阻尼答案：C解析：根據(jù)折射定律，當(dāng)超聲波從一種介質(zhì)傾斜入射到另一種介質(zhì)時(shí)，折射角的大小取決于入射角和兩種介質(zhì)的聲速。斜探頭的折射角是在探頭設(shè)計(jì)和使用過程中，通過選擇合適的入射角和不同聲速的介質(zhì)（如探頭楔塊和被檢測(cè)工件）來實(shí)現(xiàn)的。探頭的頻率主要影響檢測(cè)的靈敏度和分辨力等；晶片尺寸影響聲場(chǎng)分布；阻尼影響探頭的脈沖寬度和分辨力等。9.探傷儀的動(dòng)態(tài)范圍是指（）。A.探傷儀能夠檢測(cè)的最大和最小缺陷尺寸范圍B.探傷儀熒光屏上最大信號(hào)幅度與最小信號(hào)幅度之比C.探傷儀能夠檢測(cè)的最大和最小聲程范圍D.探傷儀的工作頻率范圍答案：B解析：探傷儀的動(dòng)態(tài)范圍是指探傷儀熒光屏上最大信號(hào)幅度與最小信號(hào)幅度之比。它反映了探傷儀能夠同時(shí)檢測(cè)大信號(hào)和小信號(hào)的能力。動(dòng)態(tài)范圍越大，探傷儀能夠檢測(cè)的信號(hào)幅度范圍就越寬，可以更有效地檢測(cè)不同大小的缺陷。選項(xiàng)A描述的是探傷儀對(duì)缺陷尺寸的檢測(cè)范圍；選項(xiàng)C是探傷儀的聲程檢測(cè)范圍；選項(xiàng)D是探傷儀的工作頻率范圍。10.超聲檢測(cè)中，為了提高檢測(cè)的靈敏度，可采取的措施有（）。A.降低探頭的頻率B.增大探頭的晶片尺寸C.提高探傷儀的增益D.以上都是答案：C解析：提高探傷儀的增益可以增強(qiáng)接收到的信號(hào)幅度，從而提高檢測(cè)的靈敏度，使較小的缺陷也能夠被檢測(cè)到。降低探頭的頻率會(huì)使超聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，雖然穿透能力增強(qiáng)，但檢測(cè)的分辨力會(huì)降低，不一定能提高靈敏度；增大探頭的晶片尺寸會(huì)使聲場(chǎng)分布發(fā)生變化，不一定能直接提高靈敏度，而且可能會(huì)影響檢測(cè)的準(zhǔn)確性。所以答案選C。二、填空題1.超聲檢測(cè)中常用的波型有縱波、橫波、表面波和______。答案：板波2.超聲波探傷儀的水平線性是指探傷儀熒光屏上______與實(shí)際聲程之間的比例關(guān)系。答案：掃描線顯示的距離3.探頭的頻率越高，超聲波的波長(zhǎng)越______，檢測(cè)的分辨力越______。答案：短；高4.超聲檢測(cè)中，試塊分為標(biāo)準(zhǔn)試塊和______試塊。答案：對(duì)比5.超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其傳播速度與介質(zhì)的______和______有關(guān)。答案：彈性模量；密度6.探傷儀的增益旋鈕用于調(diào)節(jié)探傷儀的______。答案：放大倍數(shù)7.超聲檢測(cè)中，缺陷的定位是指確定缺陷在工件中的______和______。答案：位置；深度8.斜探頭的K值是指______與______的比值。答案：探頭折射角的正切值；探頭在工件表面的水平移動(dòng)距離與深度的比值9.超聲檢測(cè)中，為了減少超聲波的反射損失，在探頭與工件表面之間需要涂抹______。答案：耦合劑10.超聲波探傷儀的時(shí)基線掃描方式有線性掃描和______掃描。答案：分段三、判斷題1.超聲波在空氣中的傳播速度比在固體中快。（）答案：×解析：超聲波在固體中的傳播速度比在空氣中快。這是因?yàn)楣腆w的分子排列緊密，彈性模量較大，能夠更有效地傳播超聲波的振動(dòng)。而空氣是氣體，分子間距離大，彈性模量小，超聲波在其中傳播時(shí)能量損耗大，傳播速度慢。2.探傷儀的垂直線性不好會(huì)影響缺陷的定位精度。（）答案：×解析：探傷儀的垂直線性主要影響缺陷的定量精度，即對(duì)缺陷大小的判斷。垂直線性不好會(huì)導(dǎo)致熒光屏上顯示的信號(hào)幅度與輸入信號(hào)幅度不成比例，從而使對(duì)缺陷大小的測(cè)量產(chǎn)生誤差。而缺陷的定位精度主要與探傷儀的水平線性、掃描速度的準(zhǔn)確性等因素有關(guān)。3.探頭的頻率越高，檢測(cè)的穿透能力越強(qiáng)。（）答案：×解析：探頭的頻率越高，超聲波的波長(zhǎng)越短，其能量衰減越快，檢測(cè)的穿透能力越弱。相反，低頻探頭的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，能量衰減相對(duì)較慢，穿透能力較強(qiáng)。但低頻探頭的分辨力相對(duì)較低。4.超聲檢測(cè)中，試塊的材質(zhì)必須與被檢測(cè)工件的材質(zhì)完全相同。（）答案：×解析：試塊的材質(zhì)不一定要與被檢測(cè)工件的材質(zhì)完全相同。在實(shí)際檢測(cè)中，只要試塊的聲學(xué)性能（如聲速等）與被檢測(cè)工件相近，就可以用于確定探傷靈敏度、測(cè)試儀器和探頭性能等。當(dāng)然，在一些對(duì)檢測(cè)精度要求較高的情況下，盡量選擇材質(zhì)相近的試塊。5.缺陷的當(dāng)量大小就是缺陷的實(shí)際尺寸。（）答案：×解析：缺陷的當(dāng)量大小是通過與標(biāo)準(zhǔn)反射體的回波高度比較來確定的，它并不代表缺陷的實(shí)際尺寸。實(shí)際缺陷的形狀、取向等復(fù)雜多樣，很難準(zhǔn)確測(cè)量其實(shí)際尺寸，當(dāng)量大小只是一種相對(duì)的表示方法。6.超聲波在傳播過程中，其聲壓與聲強(qiáng)成正比。（）答案：√解析：根據(jù)聲強(qiáng)的定義，聲強(qiáng)與聲壓的平方成正比。在一定條件下，可以說聲壓與聲強(qiáng)存在正相關(guān)關(guān)系。聲強(qiáng)是單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向的單位面積的聲能，聲壓是指介質(zhì)中由于聲波傳播而引起的壓強(qiáng)變化。7.采用斜探頭檢測(cè)時(shí)，探頭的折射角越大，檢測(cè)的深度范圍越廣。（）答案：×解析：采用斜探頭檢測(cè)時(shí)，探頭的折射角越大，超聲波在工件中的傳播路徑越傾斜，檢測(cè)的深度范圍不一定越廣。折射角過大可能會(huì)導(dǎo)致超聲波在工件中過早地傳播到邊界而無法檢測(cè)到較深部位的缺陷。合適的折射角需要根據(jù)被檢測(cè)工件的形狀、尺寸和檢測(cè)要求等因素來選擇。8.探傷儀的動(dòng)態(tài)范圍越大，說明探傷儀能夠檢測(cè)的缺陷尺寸范圍越大。（）答案：×解析：探傷儀的動(dòng)態(tài)范圍是指探傷儀熒光屏上最大信號(hào)幅度與最小信號(hào)幅度之比，它反映的是探傷儀能夠同時(shí)檢測(cè)大信號(hào)和小信號(hào)的能力，而不是能夠檢測(cè)的缺陷尺寸范圍。探傷儀對(duì)缺陷尺寸的檢測(cè)范圍還與探頭的性能、檢測(cè)方法等多種因素有關(guān)。9.超聲檢測(cè)中，為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，可以無限提高探傷儀的增益。（）答案：×解析：雖然提高探傷儀的增益可以增強(qiáng)接收到的信號(hào)幅度，提高檢測(cè)的靈敏度，但不能無限提高。無限提高增益會(huì)使噪聲信號(hào)也同時(shí)被放大，導(dǎo)致熒光屏上出現(xiàn)大量的雜波，影響對(duì)缺陷信號(hào)的識(shí)別和判斷，降低檢測(cè)的準(zhǔn)確性。因此，需要在合適的增益范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。10.超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其傳播方向不會(huì)發(fā)生改變。（）答案：×解析：當(dāng)超聲波從一種介質(zhì)傾斜入射到另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，傳播方向會(huì)發(fā)生改變。此外，在不均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，超聲波也可能會(huì)發(fā)生散射等現(xiàn)象，導(dǎo)致傳播方向改變。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述超聲檢測(cè)的基本原理。(1).超聲檢測(cè)是利用超聲波在材料中傳播時(shí)，遇到缺陷會(huì)產(chǎn)生反射、折射和散射等現(xiàn)象的原理。(2).探傷儀產(chǎn)生電脈沖激勵(lì)探頭的晶片，使其產(chǎn)生超聲波并向被檢測(cè)工件中發(fā)射。(3).當(dāng)超聲波遇到缺陷時(shí)，部分超聲波會(huì)被反射回來，被探頭接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。(4).探傷儀對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行放大、處理和顯示，通過分析反射信號(hào)的幅度、位置、波形等特征，來判斷缺陷的存在、位置、大小和性質(zhì)等。2.試說明探頭頻率對(duì)超聲檢測(cè)的影響。(1).頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系：頻率越高，波長(zhǎng)越短；頻率越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)。(2).對(duì)檢測(cè)靈敏度的影響：高頻探頭的波長(zhǎng)較短，能夠檢測(cè)到較小的缺陷，檢測(cè)靈敏度較高；低頻探頭的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，對(duì)較小缺陷的檢測(cè)能力相對(duì)較弱，靈敏度較低。(3).對(duì)穿透能力的影響：高頻探頭的能量衰減較快，穿透能力較弱，適用于檢測(cè)較薄的工件或近表面缺陷；低頻探頭的能量衰減相對(duì)較慢，穿透能力較強(qiáng)，可用于檢測(cè)較厚的工件。(4).對(duì)分辨力的影響：高頻探頭的分辨力較高，能夠更清晰地分辨相鄰的缺陷；低頻探頭的分辨力較低。3.如何選擇合適的探頭進(jìn)行超聲檢測(cè)？(1).根據(jù)被檢測(cè)工件的材質(zhì)：不同材質(zhì)的聲速不同，需要選擇與之匹配的探頭，以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。例如，對(duì)于聲速較高的金屬材料，可選擇合適頻率和折射角的探頭。(2).根據(jù)被檢測(cè)工件的形狀和尺寸：對(duì)于形狀復(fù)雜的工件，可能需要選擇特殊形狀的探頭；對(duì)于較厚的工件，可選擇低頻、大晶片尺寸的探頭以提高穿透能力；對(duì)于較薄的工件，可選擇高頻探頭以提高檢測(cè)靈敏度。(3).根據(jù)檢測(cè)要求：如果需要檢測(cè)較小的缺陷，應(yīng)選擇高頻探頭；如果需要檢測(cè)較深部位的缺陷，可選擇低頻探頭。同時(shí)，根據(jù)缺陷的類型和位置，選擇合適的探頭波型（如縱波探頭、橫波探頭等）。(4).考慮探頭的性能指標(biāo)：如探頭的頻率、晶片尺寸、折射角、靈敏度等，要選擇性能符合檢測(cè)要求的探頭。4.簡(jiǎn)述超聲檢測(cè)中試塊的作用。(1).確定探傷靈敏度：通過在試塊上調(diào)整探傷儀的參數(shù)，使特定大小的人工缺陷能夠被清晰檢測(cè)到，從而確定檢測(cè)實(shí)際工件時(shí)的靈敏度。(2).測(cè)試探傷儀和探頭的性能：可以使用試塊來測(cè)試探傷儀的垂直線性、水平線性、動(dòng)態(tài)范圍等性能指標(biāo)，以及探頭的頻率特性、波束特性等。(3).調(diào)整掃描速度：利用試塊上已知的聲程，調(diào)整探傷儀的掃描速度，使熒光屏上的刻度與實(shí)際聲程相對(duì)應(yīng)，以便準(zhǔn)確地確定缺陷的位置。(4).對(duì)比檢測(cè)結(jié)果：在實(shí)際檢測(cè)中，將工件的檢測(cè)結(jié)果與試塊上的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，有助于更準(zhǔn)確地判斷缺陷的大小和性質(zhì)。5.分析超聲檢測(cè)中缺陷定位不準(zhǔn)確的可能原因。(1).探傷儀的水平線性不好：水平線性是指探傷儀熒光屏上掃描線顯示的距離與實(shí)際聲程之間的比例關(guān)系。如果水平線性不好，會(huì)導(dǎo)致缺陷在熒光屏上顯示的位置與實(shí)際位置不符。(2).掃描速度調(diào)整不準(zhǔn)確：掃描速度調(diào)整不當(dāng)，會(huì)使熒光屏上的刻度與實(shí)際聲程不對(duì)應(yīng)，從而造成缺陷定位誤差。(3).探頭的折射角不準(zhǔn)確：對(duì)于斜探頭檢測(cè)，折射角不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致超聲波在工件中的傳播路徑發(fā)生變化，影響缺陷的定位。(4).工件表面不平整：工件表面不平整會(huì)使探頭與工件表面的耦合不均勻，導(dǎo)致超聲波的傳播方向和路徑發(fā)生改變，影響缺陷定位。(5).缺陷的形狀和取向復(fù)雜：復(fù)雜形狀和取向的缺陷會(huì)使超聲波的反射情況變得復(fù)雜，導(dǎo)致反射信號(hào)的位置和幅度發(fā)生變化，增加了定位的難度。五、計(jì)算題1.已知超聲波在某鋼材中的縱波聲速為5900m/s，探頭的頻率為2.5MHz，求該超聲波在鋼材中的波長(zhǎng)。根據(jù)公式(λ=cf)（其中(λ)為波長(zhǎng)，(c)為聲速，(f)為頻率）。已知(c=5900m/s)，(f=2.5×10^{6}Hz)。則(λ=59002.5×1062.用2.5MHz、(?20mm一次底波的聲程(x=2×50根據(jù)公式(t=xc)