TOFD2級培訓第二、三、四章附加題

第二章 附加題

一、思考題

1、數字化記錄超聲波檢測數據有哪些優點？

2、什么叫采樣，采樣后的數字化樣本至少包括哪些特征量？

3、什么叫采樣定理？如何理解Nyquist極限與信號失真的關系？

4、數字化頻率是否越高越好？工業檢測應用的數字化頻率是如何規定的？

5、什么叫“混疊”？混疊會產生哪些后果？如何避免混疊產生？

6、什么叫－3dB截至頻率？什么叫－6dB截至頻率？

7、什么叫高通濾波器？什么叫低通濾波器？

8、什么叫帶通濾波器？檢測時設置的濾波器帶通寬度越大越好嗎？TOFD檢測推薦濾波器帶通寬度的最小范圍是多少？

9、A/D 轉換器的位數多，有哪些優點和缺點？

10、TOFD掃描圖像是如何構成的？

11、信號平均對哪些噪聲有抑制作用，對哪些噪聲沒有作用？信號平均次數與信噪比的數學關系？增加信號平均次數對哪些工藝參數有影響？

12、什么叫“拉直”？簡述其基本原理。

13、什么叫“直通波去除”？簡述其基本原理。

14、在線分析有哪些優點和局限性？離線分析有哪些優點和局限性？

15、簡述合成孔徑聚焦的原理，該項技術在哪些情況下適用？有哪些效果？

二、計算題

1、已知輸入信號最大值為8V ，則16位A/D轉換器能區分出輸入信號的最小電壓為多少？

2、對16位數字轉換器來說，從100%FSH（全屏高度）降到1單位水平的dB范圍是多少？如果噪聲電平為飽和值2％，則轉換器的有效動態范圍是多少？

3、要求TOFD儀器配用45°探頭，能夠探測厚度400mm焊縫，已知縱波聲速為5950m/s，橫波聲速為3230m/s，則一個A掃持續時間（長度）至少為多少微秒？如采樣率為50M，沿著焊縫每毫米采集一個A掃，一次掃查10m長度的焊縫，則儀器設計時，每個文件至少需要保留多大的存儲空間？

提示：一個A掃最少的持續時間大約為直通波到變形（縱波+橫波）底波的傳輸時間。

三、是非題

1、對5M的TOFD探頭，滿足Nyquist極限的數字化頻率是10M (X)

2、只要滿足Nyquist極限的采樣頻率，就可以保證模擬信號數字化的質量(X)

3、顯示屏水平方向代表焊縫長度，當該方向的像素點數量低于A掃的樣本數量時，為保證標繪全部圖像，計算機將省略一些樣本不顯示(X)

第三章附加題

一、思考題

1、TOFD檢測硬件系統由哪些基本組成？

2、掃查器的作用是什么？簡述位置傳感器工作原理和前置放大器用途。

3、什么是電子電路的帶寬？-6dB帶寬是如何定義的？TOFD儀器的－6dB帶寬一般規定為多少？

4、怎樣理解TOFD儀器使用矩形脈沖“表現出更好的可控性和調諧性”？

5、TOFD儀器的脈沖重復頻率(PRF0)、觸發探頭發射超聲脈沖數（PRF）和系統接收存儲的信號數三者的是什么樣的關系？

6、TOFD探頭有哪些特點？

7、壓電復合材料的d33 g33、 Q值、Z、Kt與普通PZT晶片材料相比有哪些不同？

8、什么叫探頭的相對帶寬？如何計算？

9、TOFD探頭的帶寬與超聲脈沖長度、縱向分辨力是什么關系？

10、什么叫探頭中心頻率（fc）？什么叫探頭峰值頻率（fp）？兩者是什么關系？

11、根據相對帶寬，超聲探頭如何分類？

12、不同頻率分量在TOFD探頭的波束中是如何分布的？

13、頻率對TOFD檢測的技術性能有哪些影響？14、為什么使用寬帶探頭能顯著提高粗晶材料檢測的信噪比？

15、TOFD技術與常規脈沖回波檢測技術在增益設置上的主要差別是什么？

16、適于衍射波幅校準的人工缺陷是哪一種？

二、計算題

1、求晶片尺寸6mm，頻率5MHz，折射角45°的縱波斜探頭的鋼中－12dB聲束邊界角，設工件中縱波聲速C＝5. 95mm/ms，楔塊中縱波聲速CP＝2.4mm/ms。

楔塊中縱波入射角度：θP=16.57°

楔塊中縱波的聲束擴散角：gP=3.67°

楔塊中縱波的聲束上下邊界角

gP上＝20.24：gP下=12.90

鋼中縱波的聲束上下邊界角

gL上 =59.06gP下=33.61

2、已知：探頭中心頻率5MHz，晶片直徑6mm，縱波折射角60°，楔塊中聲速2.4mm/μs，鋼中聲速5.95mm/μs，取-12分貝波束邊界擴散因子F=0.8，計算在波束中不同頻率分量(2、3、4、5、6、7MHz)的邊界角。

（1）由折射角公式計算出楔塊中縱波入射角度：

sinθP = sin60°×2.4/5.95＝0.349；θP =20.45°

（2）由公式singP= Fl/D= FCP/Df計算楔塊中不同頻率分量的縱波的聲束擴散角：

2MHz：singP= 0.8×2.4/6×2； gP=9.21°

3MHz：singP= 0.8×2.4/6×3； gP=6.12°

4MHz：singP= 0.8×2.4/6×4； gP=4.59°

5MHz：singP= 0.8×2.4/6×5； gP=3.67°

6MHz：singP= 0.8×2.4/6×?； gP=?°

7MHz：singP= 0.8×2.4/6×?； gP=?°

（3）下一步可算出楔塊中縱波的每一頻率分量縱波的上下邊界角：

2MHz：gP上＝20.45＋9.21=29.66°；
gP下＝20.45－9.21=11.24°；

3MHz：gP上＝20.45＋6.12=26.57°；
gP下＝20.45－6.12=14.33°；

4MHz：gP上＝20.45＋4.59=25.04°；
gP下＝20.45－4.59=15.86°；

5MHz：gP上＝20.45＋3.67=24.12°；
gP下＝20.45－3.67=16.78°；

6MHz：gP上＝20.45＋?=?°；

gP下＝20.45－?=?°；

7MHz：gP上＝20.45＋?=?°；

gP下＝20.45－?=?°；

（4）最后，可用由折射角公式singL上 = singP上CL / CP；singL下 = singP下CL / CP計算出鋼中每一頻率分量折射縱波的上下邊界角：

2MHz：gL上= 90°；
gL下=28.90°

3MHz：gL上= 90°；
gL下=37.85°

4MHz：gL上= 90°；
gL下=42.65°

5MHz：gL上= 90°；
gL下=45.70°

6MHz：gL上=81.48°； gL下=47.81°

7MHz：gL上=76.28°； gL下=49.39°

三、是非題

1、中心頻率5MHz，帶寬72％的探頭，已知其下限6dB截止頻率為3.2M，則其上限6dB截止頻率為6.8M（O）

2、已知探頭下限6dB截止頻率為2.2M，其上限6dB截止頻率為7.8M;，則其中心頻率為5M(O)

3、對中心頻率5MHz帶寬100％的探頭，高通濾波器的截止頻率至少應選擇2.5M以下，低通濾波器的截止頻率至少應選擇7.5M以上，滿足奈奎斯特極限的采樣頻率是15M，保證峰值采樣平均誤差10%的采樣頻率是25M(O)。

第四章附加題

一、思考題

1、什么叫TOFD信號測量精度？該精度與哪些因素有關？

2、測量信號位置有幾種選擇？如何進行？

3、什么是TOFD檢測的分辨力？分辨力受哪些因素影響？

4、波束覆蓋范圍取決于哪些因素？為什么要用試塊來校驗波束覆蓋范圍？

5、怎樣理解直通波與底面波的時間間隔越大，信號的分辨力就越高?

6、減小探頭角度會導致哪些有利和不利的后果？

7、提高分辨力的有效措施有哪些？

8、怎樣理解“直通波和底面波的的時間間隔包含的信號周期數越多，深度分辨力就越高”？ 要獲得滿意的分辨力，一般需要多少個周期？

9、提高頻率會導致哪些有利后果和不利后果？

10、減小探頭晶片尺寸會導致哪些有利后果和不利后果？

11、探頭選擇的主要參數是哪些？對大曲率薄壁工件檢測應選擇什么探頭？

12、選擇TOFD檢測的探頭間距（PCS）時，應該考慮哪些因素？

13、系統增益設置不當會導致哪些后果？波幅在TOFD檢測中有哪些用途？

14、TOFD檢測的增益設置有幾種方法？

15、如何采用直通波設置靈敏度？哪些情況不能用直通波設置靈敏度？

16、如何用被檢測工件中的噪聲水平來設置增益？

17、如何用用底面反射波來設置增益？

18、在使用多探頭檢測時，試塊的尖角槽應如何加工？

19、以側孔設置增益應注意哪些問題？

20、如何對衰減和粗晶噪聲的影響作出評估？

21、掃查增量應如何設置？

22、有哪些措施可以減小上表面盲區范圍？

二、計算題

1、用10M-Φ3-60°探頭和5M-Φ6-70°檢測壁厚40mm焊縫，探頭聚焦深度在2/3T，試通過計算來比較兩種探頭的分辨力和聲束覆蓋范圍。

2、7M-Φ3-60°探頭與5M-Φ6-60°相比，有哪些優點和缺點？

3、探測150mm厚焊縫，分三個區進行掃查，選擇的探頭為：第一對探頭7MΦ3mm60°,第二對探頭5MΦ6mm60°，第三對探頭2.5MΦ6mm 45°

（1）如果第一對探頭聚焦在20mm，第二對探頭聚焦在70mm，第二對探頭聚焦在130mm，試計算各對探頭的PCS=?

（2）第一對探頭衍射角度=40°的深度是多少？

（3）第三對探頭對底面缺陷的衍射角度是多少？

解：（1）第一對探頭PCS1= 2s=2×20tan60=69.3mm。

        第二對探頭的PCS2= 2s=2×70tan60=242.5mm。

        第三對探頭的PCS3= 2s=2×130tan45=260mm。

   （2）X=34.7/ tan40=41.35mm

   （3）tanθD=130/150，θD=40.9°

謝謝分享

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不錯，收藏了

{:soso_e178:}

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不錯，真想有幾乎接觸TOFD這門

謝謝強老師，一直在看您編寫的培訓資料，很好！

太好了，謝謝強總。

謝謝，強總分享