什麼是超聲波場

1. 超聲中多次反射的現象有哪些

物理探傷就是不產生化學變化的情況下進行無損探傷。
一、什麼是無損探傷？
答：無損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態的前提下，對被檢驗部件的表面和內部質量進行檢查的一種測試手段。

二、常用的探傷方法有哪些？
答：常用的無損探傷方法有：X光射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷、γ射線探傷、螢光探傷、著色探傷等方法。

三、試述磁粉探傷的原理？
答：它的基本原理是：當工件磁化時，若工件表面有缺陷存在，由於缺陷處的磁阻增大而產生漏磁，形成局部磁場，磁粉便在此處顯示缺陷的形狀和位置，從而判斷缺陷的存在。

四、試述磁粉探傷的種類？
1、按工件磁化方向的不同，可分為周向磁化法、縱向磁化法、復合磁化法和旋轉磁化法。
2、按採用磁化電流的不同可分為：直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。
3、按探傷所採用磁粉的配製不同，可分為乾粉法和濕粉法。

五、磁粉探傷的缺陷有哪些？
答：磁粉探傷設備簡單、操作容易、檢驗迅速、具有較高的探傷靈敏度，可用來發現鐵磁材料鎳、鈷及其合金、碳素鋼及某些合金鋼的表面或近表面的缺陷；它適於薄壁件或焊縫表面裂紋的檢驗，也能顯露出一定深度和大小的未焊透缺陷；但難於發現氣孔、夾碴及隱藏在焊縫深處的缺陷。

六、缺陷磁痕可分為幾類？
答：1、各種工藝性質缺陷的磁痕；
2、材料夾渣帶來的發紋磁痕；
3、夾渣、氣孔帶來的點狀磁痕。

七、試述產生漏磁的原因？
答：由於鐵磁性材料的磁率遠大於非鐵磁材料的導磁率，根據工件被磁化後的磁通密度B＝μH來分析，在工件的單位面積上穿過B根磁線，而在缺陷區域的單位面積 上不能容許B根磁力線通過，就迫使一部分磁力線擠到缺陷下面的材料里，其它磁力線不得不被迫逸出工件表面以外出形成漏磁，磁粉將被這樣所引起的漏磁所吸引。

八、試述產生漏磁的影響因素？
答：1、缺陷的磁導率：缺陷的磁導率越小、則漏磁越強。
2、磁化磁場強度（磁化力）大小：磁化力越大、漏磁越強。
3、被檢工件的形狀和尺寸、缺陷的形狀大小、埋藏深度等：當其他條件相同時，埋藏在表面下深度相同的氣孔產生的漏磁要比橫向裂紋所產生的漏磁要小。

九、某些零件在磁粉探傷後為什麼要退磁？
答：某些轉動部件的剩磁將會吸引鐵屑而使部件在轉動中產生摩擦損壞，如軸類軸承等。某些零件的剩磁將會使附近的儀表指示失常。因此某些零件在磁粉探傷後為什麼要退磁處理。

十、超聲波探傷的基本原理是什麼？
答：超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，並由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時就分別發生反射波來，在螢光屏上形成脈沖波形，根據這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。

十一、超聲波探傷與X射線探傷相比較有何優的缺點？
答：超聲波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高，對人體無害等優點；缺點是對工作表面要求平滑、要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性；超聲波探 傷適合於厚度較大的零件檢驗。

十二、超聲波探傷的主要特性有哪些？
答：1、超聲波在介質中傳播時，在不同質界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等於或大於超聲波波長時，則超聲波在缺陷上反射回來，探傷儀可將反射波顯示出來；如缺陷的尺寸甚至小於波長時，聲波將繞過射線而不能反射；
2、波聲的方向性好，頻率越高，方向性越好，以很窄的波束向介質中輻射，易於確定缺陷的位置。
3、超聲波的傳播能量大，如頻率為1MHZ（100赫茲）的超生波所傳播的能量，相當於振幅相同而頻率為1000HZ（赫茲）的聲波的100萬倍。

十三、超生波探傷板厚14毫米時，距離波幅曲線上三條主要曲線的關系怎樣？
答：測長線 Ф1 х 6 －12dB
定量線 Ф1 х 6 －6dB
判度線 Ф1 х 6 －2dB

十四、何為射線的「軟」與「硬」？
答：X射線穿透物質的能力大小和射線本身的波長有關，波長越短（管電壓越高），其穿透能力越大，稱之為「硬」；反之則稱為「軟」。

十五、用超生波探傷時，底波消失可能是什麼原因造成的？
答：1、近表表大缺陷；2、吸收性缺陷；3、傾斜大缺陷；4、氧化皮與鋼板結合不好。

十六、影響顯影的主要因素有哪些？
答：1、顯影時間；2、顯影液溫度；3、顯影液的搖動；4、配方類型；5、老化程度。

十七、什麼是電流？
答：電流是指電子在一定方向的外力作用下有規則的運動；電流方向，習慣上規定是由電源的正極經用電設備流向負極為正方向，即與電子的方向相反。

十八、什麼是電流強度？
答：電流強度是單位時間內通過導體橫截面的電量，電流有時也作為電流強度的簡稱，可寫成I ＝Q \ T 式中 I 表示為電流強度Q 為電量，T 為時間 。

十九、什麼是電阻？
答：指電流在導體內流動所受到的阻力，在相同的溫度下，長度和截面積都相同的不同物質的電阻，差別往往很大；電阻用「R」表示，單位為歐姆，簡稱歐，以Ω表示。

二十、什麼是電壓？
答：指在電源力的作用下，將導體內部的正負電荷推移到導體的兩端，使其具有電位差，電壓的單位是伏特，簡稱伏，用符號「V」表示。

二十一、什麼是交流電，有何特點？
答：交流電指電路中電流、電壓、電勢的大小和方向不是恆定的，而是交變的，其特點是電流、電壓、電勢的大小和方向都是隨時間作作周期性的變化；工礦企業設備所用的交流電動機、民用照明、日常生活的電器設備都是以交流電作為電源；交流電有三相和單相之分，其電壓380伏和220伏。
二十二、什麼是直流電，有何特點？
答：指在任何不同時刻，單位時間內通過導體橫截面的電荷均相等，方向始終不變的電流；其特點是電路中的電流、電壓、電勢的大小和方向都是不隨時間變化而變化，而是恆定的；直流電機、電鍍、電機勵磁、蓄電池充電、半導體電路等。
二十三、什麼是歐姆定律？
答：歐姆定律反映了有穩恆電流通過的電路中電阻、電壓和電流相互關系；歐姆定律指出，通過電路中的電流與電路兩端電壓成正比，與電路中的電阻成反比；即I ＝V \ R。

二十四、什麼是電磁感應？
答：通過閉合迴路的磁通量發生變化，而在迴路中產生電動勢的現象稱為電磁感應；這樣產生電動勢稱為感應電動勢，如果導體是個閉合迴路，將有電流流過，其電流稱為感生電流；變壓器，發電機、各種電感線圈都是根據電磁感應原理工作。

二十五、簡述超生波探傷中，超生波在介質中傳播時引起衰減的原因是什麼？
答：1、超聲波的擴散傳播距離增加，波束截面愈來愈大，單位面積上的能量減少。
2、材質衰減一是介質粘滯性引起的吸收；二是介質界面雜亂反射引起的散射。

二十六、CSK－ⅡA試塊的主要作用是什麼？
答：1、校驗靈敏度；2、校準掃描線性。

二十七、影響照相靈敏度的主要因素有哪些？
答：1、X光機的焦點大小；2、透照參數選擇的合理性，主要參數有管電壓、管電流、曝光時間和焦距大小；3、增感方式；4、選用膠片的合理性；5、暗室處理條件；6、散射的遮擋等。

二十八、用超生波對餅形大鍛件探傷，如果用底波調節探傷起始靈敏度對工作底面有何要求？
答：1、底面必須平行於探傷面；
2、底面必須平整並且有一定的光潔度。

二十九、超聲波探傷選擇探頭K值有哪三條原則？
答：1、聲束掃查到整個焊縫截面；
2、聲束盡量垂直於主要缺陷；
3、有足夠的靈敏度。

三十、超聲波探傷儀主要有哪幾部分組成？
答：主要有電路同步電路、發電路、接收電路、水平掃描電路、顯示器和電源等部份組成。

三十一、發射電路的主要作用是什麼？
答：由同步電路輸入的同步脈沖信號，觸發發射電路工作，產生高頻電脈沖信號激勵晶片，產生高頻振動，並在介質內產生超聲波。

三十二、超聲波探傷中，晶片表面和被探工件表面之間使用耦合劑的原因是什麼？
答：晶片表面和被檢工件表面之間的空氣間隙，會使超聲波完全反射，造成探傷結果不準確和無法探傷。

三十三、JB1150－73標准中規定的判別缺陷的三種情況是什麼？
答：1、無底波只有缺陷的多次反射波。
2、無底波只有多個紊亂的缺陷波。
3、缺陷波和底波同時存在。

三十四、JB1150－73標准中規定的距離――波幅曲線的用途是什麼？
答：距離――波幅曲線主要用於判定缺陷大小，給驗收標准提供依據它是由判廢線、定量線、測長線三條曲線組成；
判廢線――判定缺陷的最大允許當量；
定量線――判定缺陷的大小、長度的控制線；測長線――探傷起始靈敏度控制線。

三十五、什麼是超聲場？
答：充滿超聲場能量的空間叫超聲場。

三十六、反映超聲場特徵的主要參數是什麼？
答：反映超聲場特徵的重要物理量有聲強、聲壓聲阻抗、聲束擴散角、近場和遠場區。

三十七、探傷儀最重要的性能指標是什麼？
答：分辨力、動態范圍、水平線性、垂直線性、靈敏度、信噪比。

三十八、超聲波探傷儀近顯示方式可分幾種？
答：1、A型顯示示波屏橫座標代表超聲波傳遞播時間（或距離）縱座標代表反射回波的高度；2、B型顯示示波屏橫座標代表超聲波傳遞播時間（或距離），這類顯示得到的是探頭掃查深度方向的斷面圖；3、C型顯示儀器示波屏代表被檢工件的投影面，這種顯示能繪出缺陷的水平投影位置，但不能給出缺陷的埋藏深度。

三十九、超聲波探頭的主要作用是什麼？
答：1、探頭是一個電聲換能器，並能將返回來的聲波轉換成電脈沖；2、控制超聲波的傳播方向和能量集中的程度，當改變探 頭入射 角或改變超聲波的擴散角時，可使聲波的主要能量按不同的角度射入介質內部或改變聲波的指向性，提高解析度；3、實現波型轉換；4、控制工作頻率；適用於不同的工作條件。

四十、磁粉探頭的安全操作要求？
答：1、當工件直接通過電磁化時，要注意夾頭間的接觸不良、或用了太大的磁化電流引起打弧閃光，應戴防護眼鏡，同時不應在有可能燃氣體的場合使用；2、在連續使用濕法磁懸液時，皮膚上可塗防護膏；3、如用於水磁懸液，設備 須接地良好，以防觸電；4、在用繭火磁粉時，所用紫外線必須經濾光器，以保護眼睛和皮膚。

四十一、什麼是解析度？
答：指在射線底片或熒光屏上能夠識別的圖像之間最小距離，通常用每1毫米內可辨認線條的數目表示。

四十二、什麼是幾何不清晰度？
答：由半影造成的不清晰度、半影取決於焦點尺寸，焦距和工件厚度。

四十三、為什麼要加強超波探傷合錄和報告工作？
答：任何工件經過超聲波探傷後，都必須出據檢驗報告以作為該工作質量好壞的憑證，一份正確的探傷報告，除建立可靠的探測方法和結果外，很大程度上取決於原始記錄和最後出據的探傷報告是非常重要的，如果我們檢查了工件不作記錄也不出報告，那麼探傷檢查就毫無意義。

四十四、磁粉探傷中為什麼要使用靈敏試片？
答：使用靈敏試片目的在於檢驗磁粉和磁懸液的性能和連續法中確定試件表面有效磁場強度和方向以及操作方法是否正確等綜合因素。

四十五、什麼叫定影作用？
答：顯影後的膠片在影液中，分影劑將它上面未經顯影的溴化銀溶解掉，同時保護住黑色金屬銀粒的過程叫定影作用。

四十六、著色（滲透）探傷的基本原理是什麼？
答：著色（滲透）探傷的基本原理是利用毛細現象使滲透液滲入缺陷，經清洗使表面滲透液支除，而缺陷中的滲透殘瘤，再利用顯像劑的毛細管作用吸附出缺陷中殘瘤滲透液而達到檢驗缺陷的目的。

四十七、著色（滲透）探傷靈敏度的主要因素有哪些？
答：1、滲透劑的性能的影響；2、乳化劑的乳化效果的影響；3、顯像劑性能的影響；4、操作方法的影響；5、缺陷本身性質的影響。

四十八、在超聲波探傷中把焊縫中的缺陷分幾類？怎樣進行分類？
答：在焊縫超聲波探傷中一般把焊縫中的缺陷 分成三類：點狀缺陷、線狀缺陷、面狀缺陷。
在分類中把長度小於10mm的缺陷叫做點狀缺陷；一般不測長，小於10mm的缺陷按5mm計。把長度大於10mm的缺陷叫線狀缺陷。把長度大於10mm高度大於3mm的缺陷叫面狀缺陷。

四十九、膠片洗沖程序如何？
答：顯影、停影、定影、水洗、乾燥。

五十、什麼叫導電性？
答：指金屬能夠傳導電流的性質。

五十一、什麼叫磁性？
答：指金屬具有導磁的性能；從實用意義講如：可用磁性材料（金屬）製造永久磁鐵、電工材料，也可用磁性來檢查磁性金屬是否有裂紋等

五十二、什麼叫高壓？
答：設備對地電壓在250伏以上者稱為高壓。

五十三、什麼叫低壓？
答：設備對地電壓在250伏以下者稱為低壓。

五十四、什麼叫安全電壓？
答：人身觸及帶電導體時，無生命危險的電壓，一般都採用36伏以下的電壓稱為安全電壓。
凡工作場所潮濕或在金屬容器內，隧道、礦井內用電器照明等，均採用12伏安全電壓。

五十五、超聲波試塊的作用是什麼？
答：超聲波試塊的作用是校驗儀器和探頭的性能，確定探傷起始靈敏度，校準掃描線性。

五十六、什麼是斜探頭折射角β的正確值？
答：斜探頭折射角的正確值稱為K值，它等於斜探頭λ射點至反射點的水平距離和相應深度的比值。

五十七、當局部無損探傷檢查的焊縫中發現有不允許的缺陷時如何辦？
答：應在缺陷的延長方向或可疑部位作補充射線探傷。補充檢查後對焊縫質量仍然有懷疑對該焊縫應全部探傷。

五十八、非缺陷引起的磁痕有幾種？
答：1、局部冷 作硬化，由材料導磁變化造成的磁痕聚集；2、兩種不同材料的交界面處磁粉堆積；3、碳化物層組織偏析；4、零件截面尺寸的突變處磁痕；5、磁化電流過高，因金屬流線造成的磁痕；6、由於工件表面不清潔或油污造成的斑點狀磁痕。

五十九、磁粉檢驗規程包括哪些內容？
答：1、規程的適用范圍；2、磁化方法（包括磁化規范、工件表面的准備）；3、磁粉（包括粒度、顏色、磁懸液與熒光磁懸液的配製）。4、試片；5、技術操作；6、質量評定與檢驗記錄。

六十、磁粉探傷適用范圍？
答：磁粉探傷是用來檢測鐵磁性材料表面和近表面缺陷的種檢測方法。

六十一、超聲波探傷儀中同步信號發生器的主要作用是什麼？它主要控制哪二部分電路工作？
答：同步電路產生同步脈沖信號，用以觸發儀器各部分電路同時協調工作，它主要控制同步發射和同步掃描二部分電路。

六十二、無損檢測的目地？
答：1、改進製造工藝；2、降低製造成本；3、提高產品的可能性；4、保證設備的安全運行。

六十三、超聲波焊縫探傷時為缺陷定位儀器時間掃描線的調整有哪幾種方法？
答：有水平定位儀、垂直定位、聲程定位三種方法。

六十四、試比較乾粉法與濕粉法檢驗的主要優缺點？
答：乾粉法檢驗對近表面缺陷的檢出能力高，特別適於大面積或野外探傷；濕粉法檢驗對表面細小缺陷檢出能力高，特別適於不規則形狀的小型零件的批量探傷。

2. 超聲波的特性是什麼

我們的耳朵只能分辨頻率為20至2萬赫的聲音，頻率比人的聽頻范圍高的聲波是屬於聲音的類別之一，屬於機械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當聲波的頻率低於16Hz時就叫做次聲波，高於20KHz則稱為超聲波聲波。
超聲波具有如下特性：
1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。
2） 超聲波可傳遞很強的能量。
3） 超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現象。
4） 超聲波在液體介質中傳播時，可在界面上產生強烈的沖擊和空化現象。

穿透力強,可以用超聲波測距離,就是我們所說的聲納,還有超聲波的破碎力強,可以用來碎石,就是結石.
下面在詳細介紹下:

超聲波的基本特性

頻率在2kHz以上的聲波稱之為超聲波，由於頻率f升高，波長λ變短使得超聲波比普通聲波具有特殊性，即近似於光的某些特徵。如束射性，由一種媒質進人另一種媒質發生折射、反射等。同時有很強的被吸收性與衰減性，帶有很強的能量。本節簡要介紹超聲波的幾個主要特徵。

【超聲波的束射性】

人耳可感受的聲音是無指向性的球面波，即以聲源為中心呈球面向四周擴散周圍均能聽到聲音。由於超聲波頻率很高，所以方向性就相對要強，方向性即柬射性。當超聲波發生體壓電晶體的直徑尺寸遠大於超聲波波長時，則晶體所產生的超聲波就類似於光的特性，如圖1一1一1所示。

緊靠晶體輻射板的一段叫近場區，接近於圓柱狀；離晶本輻射較遠的部分，超聲波以一定的角度擴散，叫遠場區。若壓晶體圓片的直徑為D,超聲波在該介中的波長為λ，則近區的長度為：

D2－λ2 D2

N= ———— ≈ —— （D》λ）

4λ 4λ

由上式看出，壓電晶體片直徑愈大或頻率越高，即波長λ愈短，則近場區的長度愈長，此超聲波場的束射性就愈好。

聲學工作者用光衍射法，對醫用超聲波換能器的聲場顯示做了深入、生動的研究。

就是這個研究成果的一組照片，它對我們深入而又形象地理解超聲波的束射性，超聲波的聚焦性，都有很大的幫助。圖1-2是這種是這種光衍射法的實驗光路圖。圖中的He——Ne激光器的波長為6328A（埃），O為一組組合透鏡，它將光束鏡發出的擴散光束變為平行光束。最後在相屏上得到的是一個超聲波聲束的倒立的實相。圖1-3圖1-6的一組照片，就是從這個相屏上拍攝而成的。整個實驗均在暗室中進行。圖1-5所示的這張未聚焦的單片換能器的全景超聲波束照片，是我們超聲波治療機所發出的超聲波聲束的生動、形象的顯示，是值得我們深入研究和理解的。

理解了超聲波的束射性，對超聲波治療有重要的意義。由於超聲波具有很強的束射性，在超聲波治療時，要注意使用聲頭輻面垂直，對准治療部位。以由於超聲波聲頭輻射出的超聲波場中心處最強，愈向外側愈弱，所以，在超聲波治療操作時，一般都要以一定的速度，在治療部位做小圓周或其它形式的移動，以使治療部位得到的超聲波劑量基本均勻，從而保證治療效果的良好。

【超聲波的透射、反射、折射與聚集】

由於超聲波的頻率較高，所以超聲波在定向傳播時，在兩種不同媒質的分界面上，會出現類似於光線一樣的透射、反射和折射現象。

光線的透射、反射與折射現象是常見的。例如，我們在一個黑暗的環境里將一束光線投身到一個盛滿水的透明玻璃燒杯里，我們將十分清楚地看到光線在水面上產生的透射、反射與折射現象。我們採用圖1一2所示的光衍射法，也可以清楚地看到超聲波聲束的反射、透射與折射現象。見圖1一7。

光的聚集現象是常見的。如果我們手邊在一個放大鏡，在強烈的陽光下，太陽光經過放大鏡的聚集到一點，就會將這一點上的紙或者香煙等物點燃。許多人都親身做過這個實驗。

超聲波的聚集現象和光線的聚集現象是一樣的。利用超聲波聚集裝置可以將超聲波束會聚到一點，從而將超聲波的聲強提高幾倍甚至幾千倍，利用這樣巨大的聲強可以做許多很有意義的工作。例如:超聲波切割、超聲波鑽孔、超聲波打磨等。

【超聲波的吸收與衰減】

聲波在各種媒質中傳播時，由於媒質要吸收掉它的一部分能量，所以，隨著傳播路程的增加，聲波的強度會逐漸減弱。

在一個廣場上，一個民族弦樂正在為廣大群眾作街頭演出，許多人聞訊前去觀看和欣賞那動聽的音樂。當你從遠處走近這個樂隊時，首先聽到的是那音調低沉的鼓聲，隨著你慢慢走近樂隊，你就逐漸聽到了鎖吶聲、笛聲、二胡聲等;當你最後走到樂隊周圍時，你才聽到了那音調很高的清脆的鈴聲。

這個例子，很生動地說明了各種不同頻率的聲波，在空氣中傳播時被吸收的程度是不同的。頻率越高的聲波，空氣對它的吸收越強，所以它傳播的距離較短。例如上述樂隊中音調很高的鈴聲;因其頻率很高，空氣對它的吸收作用很強，所以傳不遠。反之，對頻率越低的聲波，空氣對它的吸收較少，因此，它傳播的距離較長。上述樂隊中音調低沉的大鼓聲音傳得很遠，正是由於它的頻率很低的緣故。

聲波在媒質中傳播時，被吸收而衰減的另一個特點是對於同一個聲波，當它在圍體、液體或氣體，以及各種不同物質中傳播時，它被吸收的程度也是不同的。對於一個頻率固定的聲波，在氣體中傳播時，它被吸收的最厲害;在液體中傳播時，它吸收的較少；而在固體中傳播時，則被吸收的最少。所以，聲波在空氣中傳播的最短，在水中則可傳播的遠一些，而在金屬中則能傳播得很遠。

以上關於聲波吸收的兩個特性，無論對可聽聲，或是對超聲波，都是適用的。對於超聲波來講，由於它的頻率很高，所發，它在空氣中傳播時，被吸特別厲害。據科學家們的實驗，頻率為100億Hz的超聲波，在它離開聲源的一剎那間，馬上會被空氣全部吸收掉。在超聲波治療的臨床應用中，對於超聲波的吸收特性，必須予以足夠的重視。這一點，在下面的有關章節中，將要詳細談到。

【超聲波的巨大能量】

超聲波之所以在工業、國防和醫療等方面發揮著獨特而又巨大的作用，還有一個原因是由於超聲波比一般可聽聲有著強大的功率。根據聲學工作者的實驗測定，一般的講話聲音的能量是很小的。假設我們想用普通說話的能量來燒開一壺水，那麼，必須動員700多萬人，連續大聲喊叫12個小時才行。超聲波具有的能量，要比一般可聽聲大的多。根據有關聲學實驗測定，頻率為100萬赫茲的超聲波的能量，要比同幅度的頻率為1000赫茲的可聽聲能量大100萬倍。所以說，擁有巨大的能量，是超聲波的一個重要特點。超聲波的許多應用，也都是利用它的這一特點進行工作的。為什麼超聲波擁有這么強大的功率呢？這是由於聲波到達某一物質中時，由於聲波的振動作用，使物質中的分子隨便之一起振動，兩者振動的頻率是一致的。物質分子振動的頻率，決定了該物質分子振動的速度，頻率越高，速度越大。我們知道，一個運動物體所具有的動能E與其質量M和運動速度有下列關系:

E=Mv2

即，運動物體的動能與其質量成正比，與其速度的平方也成正比。

由於超聲波的頻率很高，它使所進入的物質分子運動速度，也隨之變的很高。根據上式可知，這樣高的運動速度，使該物質分子具有很大的動能，這就是超聲波擁有巨大能量的緣故。

【超聲波的聲壓特性】

所謂「聲壓」指的是由於聲波的振動而使聲場中的物體受到附加壓力的強度，單位為公斤/平方厘米，一般可聽聲的聲壓非常微小，其數值約為0.000001公斤/平方厘米~0.000002公斤/平方厘米。這公微小的聲壓，一般是不引起人們的注意的。但是，超聲波的聲壓，一般是很大的。例如，在水中通過一般強度的超聲波時，因超聲波而產生的附加壓力，可以達到好幾個大氣壓。超聲波之所以能夠產生這樣強的聲壓，可以達到好幾個大氣壓，其根本原

因仍然是由於超聲波的頻率很高，所以振動時，使高密度分子間的伸拉很快以致使其間形成瞬時的真空與壓縮高密度區，產生巨大的壓力差。當它的振幅達到一定程度時，超聲波擁有的能量十分巨大。

當超聲波束通過液體時，由於巨大的超聲波聲壓作用，可以在液體中出現"空化現象"。這種現象所產生的瞬時壓力，可以高達幾千個，甚至上萬個大氣壓!這么巨大的瞬時壓力，使超聲波的應用，在許多方面顯示出它獨特的巨大作用。現在已被普遍應用的超聲波清洗，超聲波乳化等，都是超聲波空化現象的具體運用。

超聲波的空化現象是怎樣產生的呢?讓我們通過觀察一個聲學實驗，來了解空化現象產生的奧妙。

如圖1一8所示，在一個盛滿水的玻璃容器中，放大一個超聲波發生器的聲頭。

在超聲波機末工作之前，該容器中的液體分子受到的只是大氣壓的壓力，液體的分子都很穩定，沒有什麼變化。當超聲波機開始工作後，一般強大的超聲波束穿過了整個液體內部。我們知道，當聲波通往某種物質時，由於聲振動現象，這種壓縮和稀疏相互交替的作用，使該物質分子受到的壓力產生了變化。例如當超聲波振動使水分子壓縮時，水分子所受到壓力將是大氣壓加上水分子被壓縮時受到的壓力，這個變化的壓力就是前面我們所談到的"聲壓"。當這個巨大的聲壓使水分子團壓縮時，好象水分子團受到了來自四面八方的巨大壓力(參看圖1一8A)當超聲波振動使水分子稀疏時，水分子又受到了向四面八方散開的拉力(參看圖1一8B)。對於一般的液體，它能經受得住聲壓的巨大壓力作用，所以在受到壓縮力時，水分子團不會發生反常的現象。但是當水分子團受到稀疏作用而受到四面八方的拉力時，它們就支持不住了。在拉力集中的地分，水分子團就會斷裂開來，這種斷裂作用，最容易發生在存有雜質和氣泡的地方，因為這些地方水的強度特別低，根本經不住幾倍於大氣壓力的巨大的拉力作用而發生斷裂。這種斷裂的結果，使水中會產生許多氣泡狀的小空腔，這種空腔存在的時間很短，一瞬間，就會閉合起來。小空腔閉合的時侯，會產生巨大的瞬時壓力，一般的可高達幾千個，甚至上萬個大氣壓。這種巨大的瞬時壓力，可以使懸浮在水中的固體表面受到急劇的破壞，超聲波的絕妙的清洗作用、乳化作用以及超聲波治療中利用超聲波來擊碎 腦血栓和膽結石塊等，都是運用了超聲波的這種巨大的瞬時壓力。這種由於超聲波在液體中的聲壓，而使液體分子團破裂而產生無數氣體小空腔，由於這些小空腔閉合而產生的瞬時壓力的現象，稱之為超聲波的空化現象。超聲波的空化現象，也是超聲波的重要特性之一。

3. 超聲波束的近場區和遠場區各有什麼特點

1、近場區

生源附近由於聲壓急劇起伏，出現多個極大值和極小值，最後一個聲壓極大值處與聲源的距離成為近場長度，用N表示，N值以內的區域稱為近場區。

當測量距離r=λ/2π≈λ/6時，感應場強度與輻射場強度相當。在距離輻射源比較近(r<λ/6)的地方，感應場強度大於輻射場強度。

2、遠場區

一般當r大於3λ時，可忽略感應場的成份，認為處於遠場(區)。

輻射場強度角分布基本上與距天線的距離無關的場區，在輻射遠場區，將天線上各點到測量點的連線當作是平行的，所引入的誤差小於一定的限度。如天線尺寸為D，則遠場區距離應大於2D2/λ。

(3)什麼是超聲波場擴展閱讀：

超聲波是彈性機械振動波，它與可聽聲相比還有一些特點：

傳播的方向較強，可聚集成定向狹小的線束；在傳播介質質點振動的加速度非常之大；在液體介質中當超聲強度達到一定值後便會發生空化現象。

束射特性

從聲源發出的聲波向某一方向（其他方向甚弱）定向地傳播，稱之為束射。 超聲波由於它的波長較短，當它通過小孔（大於波長的孔）時，會呈現出集中的一束射線向一定方向前進。

又由於超聲方向性強，所以可定向採集信息。同樣當超聲波傳播的方向上有一障礙 物的直徑大於波長時，便會在障礙物後產生「聲影」。這些猶如光線通過小孔和障礙物一樣，所以超聲波具有和光波相似的束射特性。

超聲波的束射性的好壞，一般用發散角的大小來衡量（習慣上用半發射角臼表示）。以平面圓形活塞式聲源為例，其大小決定超聲波基本原理於聲源的宜徑(D)和聲波的波長(λ)。

參考資料來源:網路-超聲波基本原理

參考資料來源：網路-超聲波

4. 超聲波探傷儀原理技術的其他

4.超聲波探傷與X射線探傷相比較有何優的缺點？
答：超聲波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高，對人體無害等優點；缺點是對工作表面要求平滑、要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性；超聲波探 傷適合於厚度較大的零件檢驗。
5、超聲波探傷的主要特性有哪些？
答：（1）超聲波在介質中傳播時，在不同質界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等於或大於超聲波波長時，則超聲波在缺陷上反射回來，探傷儀可將反射波顯示出來；如缺陷的尺寸甚至小於波長時，聲波將繞過缺陷而不能反射；
（2）波聲的方向性好，頻率越高，方向性越好，以很窄的波束向介質中輻射，易於確定缺陷的位置。
（3）超聲波的傳播能量大，如頻率為1MHZ（100赫茲）的超生波所傳播的能量，相當於振幅相同而頻率為1000HZ（赫茲）的聲波的100萬倍。
6、超生波探傷板厚14毫米時，距離波幅曲線上三條主要曲線的關系怎樣？
答：測長線 Ф1 х 6 －12dB
定量線 Ф1 х 6 －6dB
判度線 Ф1 х 6 －2dB
7、用超生波探傷時，底波消失可能是什麼原因造成的？
答：（1）近表表大缺陷；（2）吸收性缺陷；（3）傾斜大缺陷；（4）氧化皮與鋼板結合不好。
8、簡述超生波探傷中，超生波在介質中傳播時引起衰減的原因是什麼？
答：（1）超聲波的擴散傳播距離增加，波束截面愈來愈大，單位面積上的能量減少。
（2）材質衰減一是介質粘滯性引起的吸收；二是介質界面雜亂反射引起的散射。
9、CSK－ⅡA試塊的主要作用是什麼？
答：（1）校驗靈敏度；（2）校準掃描線性。
10、用超聲波對餅形大鍛件探傷，如果用底波調節探傷起始靈敏度對工作底面有何要求？
答：（1）底面必須平行於探傷面；
（2）底面必須平整並且有一定的光潔度。
11．超聲波探傷選擇探頭K值有哪三條原則？
答：（1）聲束掃查到整個焊縫截面；
（2）聲束盡量垂直於主要缺陷；
（3）有足夠的靈敏度。
12、超聲波探傷儀主要有哪幾部分組成？
答：主要有電路同步電路、發電路、接收電路、水平掃描電路、顯示器和電源等部份組成。
13、發射電路的主要作用是什麼？
答：由同步電路輸入的同步脈沖信號，觸發發射電路工作，產生高頻電脈沖信號激勵晶片，產生高頻振動，並在介質內產生超聲波。
14、超聲波探傷中，晶片表面和被探工件表面之間使用耦合劑的原因是什麼？
答：晶片表面和被檢工件表面之間的空氣間隙，會使超聲波完全反射，造成探傷結果不準確和無法探傷。
15、JB1150－73標准中規定的判別缺陷的三種情況是什麼？
答：（1）無底波只有缺陷的多次反射波。
（2）無底波只有多個紊亂的缺陷波。
（3）缺陷波和底波同時存在。
16、JB1150－73標准中規定的距離――波幅曲線的用途是什麼？
答：距離――波幅曲線主要用於判定缺陷大小，給驗收標准提供依據它是由判廢線、定量線、測長線三條曲線組成；
判廢線――判定缺陷的最大允許當量；
定量線――判定缺陷的大小、長度的控制線；
測長線――探傷起始靈敏度控制線。
17、什麼是超聲場？
答：充滿超聲場能量的空間叫超聲場。
18、反映超聲場特徵的主要參數是什麼？
答：反映超聲場特徵的重要物理量有聲強、聲壓聲阻抗、聲束擴散角、近場和遠場區。
19、探傷儀最重要的性能指標是什麼？
答：分辨力、動態范圍、水平線性、垂直線性、靈敏度、信噪比。
20、超聲波探傷儀近顯示方式可分幾種？
答：（1）A型顯示示波屏橫坐標代表超聲波傳遞播時間（或距離），縱坐標代表反射回波的高度；（2）B型顯示示波屏橫坐標代表超聲波傳遞播時間（或距離），這類顯示得到的是探頭掃查深度方向的斷面圖；（3）C型顯示儀器示波屏代表被檢工件的投影面，這種顯示能繪出缺陷的水平投影位置，但不能給出缺陷的埋藏深度。
21、超聲波探頭的主要作用是什麼？
答：1、探頭是一個電聲換能器，並能將返回來的聲波轉換成電脈沖；2、控制超聲波的傳播方向和能量集中的程度，當改變探 頭入射 角或改變超聲波的擴散角時，可使聲波的主要能量按不同的角度射入介質內部或改變聲波的指向性，提高解析度；3、實現波型轉換；4、控制工作頻率；適用於不同的工作條件。
22、為什麼要加強超波探傷合錄和報告工作？
答：任何工件經過超聲波探傷後，都必須出據檢驗報告以作為該工作質量好壞的憑證，一份正確的探傷報告，除建立可靠的探測方法和結果外，很大程度上取決於原始記錄和最後出據的探傷報告是非常重要的，如果我們檢查了工件不作記錄也不出報告，那麼探傷檢查就毫無意義。
23、無損檢測有哪些應用
應用時機：設計階段；製造過程；成品檢驗；在役檢查。
應用對象：各類材料（金屬、非金屬等）；各種工件（焊接件、鍛件、鑄件等）；各種工程（道路建設、水壩建設、橋梁建設、機場建設等）。
24、超聲波焊縫探傷時為缺陷定位儀器時間掃描線的調整有哪幾種方法？
答：有水平定位儀、垂直定位、聲程定位三種方法
25、在超聲波探傷中把焊縫中的缺陷分幾類？怎樣進行分類？
答：在焊縫超聲波探傷中一般把焊縫中的缺陷 分成三類：點狀缺陷、線狀缺陷、面狀缺陷。
在分類中把長度小於10mm的缺陷叫做點狀缺陷；一般不測長，小於10mm的缺陷按5mm計。把長度大於10mm的缺陷叫線狀缺陷。把長度大於10mm高度大於3mm的缺陷叫面狀缺陷。
26、超聲波試塊的作用是什麼？
答：超聲波試塊的作用是校驗儀器和探頭的性能，確定探傷起始靈敏度，校準掃描線性。
27、什麼是斜探頭折射角β的正確值？
答：斜探頭折射角的正確值稱為K值，它等於斜探頭λ射點至反射點的水平距離和相應深度的比值。
28、當局部無損探傷檢查的焊縫中發現有不允許的缺陷時如何辦？
答：應在缺陷的延長方向或可疑部位作補充射線探傷。補充檢查後對焊縫質量仍然有懷疑對該焊縫應全部探傷。
29、超聲波探傷儀中同步信號發生器的主要作用是什麼？它主要控制哪二部分電路工作？
答：同步電路產生同步脈沖信號，用以觸發儀器各部分電路同時協調工作，它主要控制同步發射和同步掃描二部分電路。
30、無損檢測的目的？
答：1、改進製造工藝；2、降低製造成本；3、提高產品的可能性；4、保證設備的安全運行。
31.超探儀的作用及主要應用行業
超探儀是一種攜帶型工業無損探傷儀器，它能夠快速便捷、無損傷、精確地進行工件內部多種缺陷（焊縫、裂紋、夾雜、折疊、氣孔、砂眼等）的檢測、定位、評估和診斷。既可以用於實驗室，也可以用於工程現場。本儀器能夠廣泛地應用在製造業、鋼鐵冶金業、金屬加工業、化工業等需要缺陷檢測和質量控制的領域，也廣泛應用於航空航天、鐵路交通、鍋爐壓力容器等領域的在役安全檢查與壽命評估。它是無損檢測行業的必備儀器。 編號 應用行業 1 電力 2 鍋爐與壓力容器 3 機械 4 鋼鐵工業 5 鋼結構 6 石油 7 化工 8 鐵路 9 航天航空 10 船舶 11 管道 12 高校 13 永磁 14 科研院所 15 軍工 16 陶瓷 32.有關超聲波探傷的國家標准和行業標准 超聲波探傷國家標准和行業標准有：
1、QB/T 無損檢測術語 超聲檢測
2、JB/T 10061-1999 A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術條件
3、JJG 746-91 超聲探傷儀 中華人民共和國國家計量檢定規程 33.斜探頭K值與角度的對應關系 NO. K值 對應角度 1 K1 對應45度 2 K1.5 對應56.3度 3 K2 對應63.4度 4 K2.5 對應68.2度 5 K3 對應71.6度 34. 焊縫探傷超聲波探頭的選擇方案參考 編號 被測工件厚度 選擇探頭和斜率 選擇探頭和斜率 1 4—5mm 6×6 K3 不銹鋼：1.25MHz
鑄鐵：0.5—2.5 MHz
普通鋼：5MHz 2 6—8mm 8×8 K3 3 9—10mm 9×9 K3 4 11—12mm 9×9 K2.5 5 13—16 mm 9×9 K2 6 17—25 mm 13×13 K2 7 26—30 mm 13×13 K2.5 8 31—46 mm 13×13 K1.5 9 47—120 mm 13×13（ K2—K1） 10 121—400 mm 18×18 （ K2—K1）
20×20 （ K2—K1） 注:以上方案僅作參考,各企業可視具體情況稍作改動
35.探頭型號表
註：下表所列探頭型號僅供探傷時參考 產品名稱 頻率（MHZ） 晶片面積（mm2） 說明 直探頭（硬保護膜） 0.5～10 Φ8 Φ10 Φ14 Φ20 Φ24Φ30 直探頭（軟保護膜） 0.5～5 Φ10 Φ14 Φ20 Φ24 雙晶片直探頭 2.5～5 10×12×2Φ14×2Φ20×2 F5 F10 F15 F20 F30 斜探頭 1～5 9×9 8×8 10×12 Φ14
12×15 14×16 13×13Φ20 30o40o50oK1 K1.5 K2 K2.5 K3 斜探頭 1～5 18×18 雙晶片斜探頭 2.5 5 8×8×2 10×12×2 K1 K2 K3
F10 F20 F30 表面波探頭 2.5 5 9×9 10×12 13×13 HB-50 回波探頭 小角管探頭 2.5 5 Φ14 Φ20 小角管探頭 5 6×6 5×7 K1 K2 K2.5 K3 小角管探頭 5 雙晶曲面片 板波探頭 1～5 20×20? 30×30 入射角由用戶定 爬波探頭 1～5 薄波探頭 5 可檢測5MM以下薄板 可變角探頭 2.5 5 10×10 角度可變范圍0o～90o 液浸式探頭 1～5 Φ10 Φ12 Φ14 Φ20 充水探頭 1～5 Φ14 Φ20 雙晶充水探頭 1～5 Φ14 Φ20 交距由用戶定 液浸聚焦探頭 1～5 Φ14 Φ20 點聚焦線聚焦 接觸式聚焦直探頭 2.5? 5 Φ14 Φ20 焦距10～60 接觸式聚焦斜探頭 2.5? 5 Φ14 Φ20 焦距10～60 常規測厚探頭 1～5 小徑管測厚探頭 1～5 Φ8 中溫測厚探頭 1～5 上限300℃ 高溫測厚探頭 1～5 上限500℃ 深水探頭 1～5 用於水下超聲探傷 常用試驗塊