压力容器超声波问答题

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1、问答题1、何谓超声波？它有哪些重要特性？答：频率高于20000HZ的机械波称为超声波。重要特性：一是可定向发射，在介质中沿直线传播且具有良好的指向性；二是的能量高；三是在界面上能产生反射、折射和波型转换；四是穿透能力强。2、产生超声波的必要条件是什么？答：一是要有作超声振动的波源（如探头中的晶片）；二是要有能传播超声振动的弹性介质（如受检工件或试块）。3、液体中为什么只能传播纵波，不能传播横波？答：凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波，液体虽然不能承受拉伸应力，但能承受压应力而产生容积变化，故液体介质可传播纵波。介质传播横波时，介质质点受到交变的剪切应力作用，液体介质不能承

2、受剪切应力，故横波不能在液体中传播。4、简述影响超声波的介质中传播速度的因素有哪些？答：（1）超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量和介质的密度有关。对一定的介质，弹性模量和密度为常数，故声速也是常数。不同介质，声速不同。（2）超声波波型不同时，声速也不一样。同一介质，传播不同类型声波时，声速也不相同。（3）介质尺寸大小及介质温度对声速也有一定影响。5、简述波的叠加原理？答：（1）当几列波在同一介质中传播并相遇时，相遇处质点的振动是各列法引起的分振动的合成，任一时刻该质点的位移是各列波引起的分位移的矢量知。（2）相遇后的各列波仍保持它们各自原有的特性（频率、波长、振动方向等）

3、不变，并按照各自原来的传播方向继续前进。（3）波的叠加原理描述了波的独立性，及质点受到几个波同时作用时的振动的叠加性。6、何谓波的干涉现象？什么情况下合成振幅最大？什么情况下合成振幅最小？答：（1）两列频率相同，振动方向相同，相位相同或相位差恒定的波相遇时，由于波叠加的结果，会使某些地方的振动始终互相加强，而另一些地方的振动始终互相减弱或完全抵消，这种现象称为波的干涉，产生干涉现象的波称为相干波。干涉现象的产生是相干波传播到空间各点时波程不同所致。（2）当波程差等于波长的整数倍时，合成振幅达最大值。（3）当波程差等于半波长的奇数倍时，合成振幅达最小值。7、何谓驻波？为什么通常取

4、晶片厚度等于半波长？答：（1）两列振幅相同的相干波，在同一直线上相向传播时互相叠加而成的波，称为驻波。（2）当介质厚度等于半波长整数倍时，会产生驻波。所以取晶片厚度t=入/2可以形成驻波，产生共振，使合成振幅最大，有利于提高探头辐射超声波的效率。8、何谓绕射？绕射现象的发生与哪些因素有关？答：波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物的边缘继续前进的现象，称为波的绕射（衍射）。绕射的产生与障碍物的尺寸D1和波长入的相对大小有关。D1＜＜入时，几乎只绕射，无反射。D1＞＞入时，几种只反射，无绕射。D1与入相当时，既反射又绕射。9、什么是惠更斯原理？它有什么作用？答：惠更斯原理：介质

5、中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，其后任意时刻这些子波的包迹就是新的波阵面。利用惠更斯原理，可以确定不同波源辐射的声波的形状和波的传播方向，可以解释声波在均匀和非均匀介质中传播的许多现象。10、何谓超声场？超声场的特征量有哪些？答：充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质，称为超声场。描述超声场的物理量即特征量有声压、声强和声阻抗。声压：超声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P1与没有超声波存在时同一点的静压强P0之差，称为该点的声压。P=P1-P0。声强：单位时间内通过与超声波传播方向垂直的单位面积的声能，称为声强，常用I表示。声阻抗：介质中某一点的声压P与该质点

6、振动速度V之比，称为声阻抗，常用Z表示，Z=P/V，声阻抗在数值上等于介质的密度p与介质中声速C的乘积。Z=p.C。11、超声波垂直入射到两侧介质不同（Z1≠Z3）的异质薄层（Z2）时，（如探头保护膜），什么情况下声压往复透过率最高？答：（1）当薄层厚度等于入2/4的奇数倍，薄层介质声阻抗为其两侧介质声阻抗几何平均值时，即Z2=根号内Z1.Z3，声压往复透过率等于1，声小全透射。（2）当薄层厚度＜入2/4时，薄层愈薄，声压往复透过率愈大。12、什么是波型转换？波型转换的发生与哪些因素有关？答：（1）超声波入射到异质界面时，除产生入射波同类型的反射和折射波外，还会产生与入射波不同

7、类型的反射或折射波，这种现象称为波型转换。（2）波型转换只发生在倾斜入射的场合，且与界面两侧介质的状态（液、固、气态）有关。13、什么是端角反射？它有什么特征？答：（1）超声波在工件（或试样）的两个互相垂直的平面构成的直角内的反射，称为端角反射。（2）端角反射中，同类型的反射波和入射波总是互相平行方向相反。端角反射中，产生波型转换，不同类型的反射波和入射波互相不平行。纵波入射时，端角反射率在很大范围内很低。横波入射时，入射角在30度及60度附近，端角反射率最低。入射角在35度—55度时，端角