钢轨探伤工复习思考题及答案(4)

答：超声波探伤仪是根据超声波的传播特性和电声转换原理，利用电子技术而制造的。

2．A型显示脉冲反射式探伤仪中同步、发射、扫描、接收、显示单元的作用是什么？

答：（1）同步单元产生每秒钟数十次至数千次周期性矩形同步信号，经微分后变为触发脉冲去同时触发发射、扫描、报警和深度补偿单元，使它们同步工作；（2）发射单元在同步单元送来的触发脉冲作用下，输入发射电路可控硅的控制极，使可控硅导通，在其阳极产生约500 V以上的高压负脉冲加到晶片上，经过电一声转换产生超声波；（3）扫描单元在同步信号的触发下产生锯齿波电压，经电压放大电路放大后加在示波管水平偏转板上，使荧光屏上亮点沿水平方向移动而形成扫描线；（4）接收单元将探头送来的微弱回波信号经多级放大后在示波屏上显示；（5）显示单元由电子枪发射的电子束则按垂直偏转板（接收单元送来的信号电压）和水平偏转板（扫描单元送来的锯齿波电压）所加电压发生偏转，在荧光屏上显示扫描线和波形。

3．数字式与模拟式超声探伤仪电路设计有何异同？

答：数字式仪器发射电路与模拟式仪器是相同的，接收放大电路的前半部分，包括衰减器和高频放大器等，与模拟式仪器也是相同的。但信号经放大到一定程度后，则由模—数转换器将模拟信号变为数字信号，由微处理器进行处理后，在显示器上显示出来。对于模拟式超声波探伤仪上的检波、滤波、抑制等功能，数字式超声波探伤仪可以通过对数字信号进行数字处理完成，也可在模—数转换前采用模拟电路完成。数字式超声波探伤仪的显示是二维点阵式的，与模拟式仪器的显示方式有很大的不同，不再像模拟式仪器由单行扫描线经幅度调节显示波形，而是由微处理器通过程序来控制显示器实现逐点扫描。发射电路和模数转换器的同步控制不再需要同步电路，

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而是由微处理器通过程序来协调各部分的工作。

4．数字式超声波探伤仪与模拟式仪器相比有哪些优点和缺点

答：数字式仪器与模拟式仪器相比的优势在于：接收信号的数字化使超声信号的存储、记录、再现十分方便，改变了传统超声检测缺乏永久记录的缺点；同时，也方便了信号的分析与处理，从而可从接收的超声信号中得到更多的量化信息；显示器不需要传统的示波管，使得仪器可小型化；仪器参数的数字式控制使检测参数可以存储、检测过程的重现方便；还便于实现遥控等功能，为自动检测系统提供了更方便的条件。数字化使仪器功能可用软件不断扩展，可实现使一台仪器满足不同使用者的需求。

但是，数字式仪器也有一些不利因素，因其模—数转换器的采样频率、数据长度、显示器的分辨率、刷新速度等带来的信号失真，可能对检测信号的评价带来一定的影响。在使用数字式仪器时，必须对这些因素加以考虑，以免造成缺陷的漏检、误检等问题。

5．A型脉冲反射式超声波通用技术条件主要电性能有哪些？

答：根据JB/T10061-99《A型脉冲反射式超声波通用技术条件》规定，A型脉冲反射式超声探伤仪主要电性能有：衰减器、垂直线性误差、动态范围、水平线性误差、工作频率、电噪声电平、接收系统最大使用灵敏度、接收系统频带宽度、阻塞范围、发射脉冲幅度、发射脉冲上升时间、发射电路有效输出阻抗、发射脉冲重复频率、扫描范围、使用电源、工作电流。

6．超声波探头的作用是什么？它由哪些部件组成？简述各部件的作用。 答：（1）超声波探头承担发射或接收超声波任务，实现超声机械振动与电子技术联接，将声能与电能互相转换，固又称换能器；（2）超声波探头由压电晶片、阻尼块、保护膜、连接线、斜楔块（斜探头用）、延迟块、隔声层（双晶片探头用）部

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件组成；（3）各部件的作用是压电晶片具有电能和声能相互转换功能，将电能转变成声能（发射）是逆压电效应作用，将声能转变成电能（接收）是正压电效应作用。阻尼块的作用是阻止晶片的惯性振动和吸收晶片背面辐射的声能，以减小脉冲宽度和杂信号干扰。保护膜使探头与工件接触移动中不损坏晶片。连接线的作用是为消除外来电波对探头内激励脉冲和回波脉冲的干扰，同时防止高频脉冲以电波形式向外辐射。斜楔块的作用是产生波型转换和改变声束传播方向。延迟块使超声发射脉冲持续时间等影响落在延迟过程中。隔声层是双晶片探头中为使接收晶片和发射晶片在声路上分割开来，在两片晶片之间夹一吸声性强的隔片。

7．探头型号的编制由哪些项目组成？每一个组成各用什么表示？

答：探头型号由基本频率、压电材料、晶片尺寸、种类、特征五项组成。基本频率——用阿拉伯数字表示；压电材料——用化学元素缩写符号表示；晶片尺寸——用阿拉伯数字表示，单位为mm。其中圆形晶片用直径表示；方形晶片用长×宽表示；分割探头用分割前的晶片尺寸表示；种类——用一个或二个汉语拼音缩写字母表示；特征——斜探头钢中折射角正切值（K值）和折射角用阿拉伯数字表示，折射角单位为度；分割探头钢中声束交区深度用阿拉伯数字表示，分割直探头和分割斜探头分别用汉语拼音字母Z和X作为代号。

8．钢轨超声波探头保护靴(膜)衰减值应不大于多少？如何进行测试？ 答：按TB/T2634-1995《钢轨超声波探伤探头技术条件》的规定，探头保护靴(膜)衰减值应≤ 8dB；测试方法：用带保护靴（膜）的70° 探头探测1号标准试块R100圆弧面，前后移动探头并保持探头与试块侧面平行。调节灵敏度，使 R100圆弧面最高反射波达满幅度的 80% 记下此时衰减器读数W1，然后去掉保护靴（膜）保持探测条件不变，重复上面的测试，并调节衰减器，使此时R100圆弧面最高反射波达满

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幅度的80%，设此时衰减器的读数为W2，则W2和W1之差即为保护靴（膜）的衰减数。

9．试块的用途有哪些？CSK－IA试块可测定仪器和探头的哪些性能？ 答：试块用于鉴定超声检测系统特性和探伤灵敏度的样件，它主要用于确定合适的探伤方法；确定探伤灵敏度和评估缺陷大小；校验仪器及测试探头和仪器的性能。CSK—IA试块可测定仪器和探头的性能有：（1）利用厚度25 mm和高度100 mm，测定探伤仪的水平、垂直线性、动态范围和调整纵波探测范围；（2）利用R50和R100调整横波探测范围或测定斜探头的入射点（前沿长度）；（3）利用高度85，91，100 mm测定直探头分辨率；（4）利用φ40、φ44、φ50曲面测定斜探头分辨率；（5）利用?50曲面和φ1．5横孔测定斜探头K值；（6）利用φ50有机玻璃块测定直探头盲区和穿透力；（7）利用试块直角棱边测定斜探头 的声轴偏斜角。

10． WGT－3试块有哪些作用？

答： WGT—3试块的作用有：①利用110mm底面测定仪器0°探头通道和0°探头的灵敏度余量；②利用深?3*65横通孔测定仪器37°、70°探头通道和探头的灵敏度余量及楔内回波幅度测定各种探头的声束宽度；③利用?3*80横通孔测定0°探头的声轴偏斜角度。

11．GTS－60试块有哪些用途？加长型GTS－60试块它增加了哪些作用？ 答：GTS—60试块主要用于钢轨探伤仪各探头检测性能的检验，具体用途有：①轨头中设有Φ4平底孔和?3横孔，两者都是检验70°探头的探测性能；②螺孔上线切割槽是检验37°探头的探测性能；③轨腰上?6横通孔是检验0°探头的探测性能。GTS—60加长测试轨增加的作用有：①轨头增加了一个Φ4 mm平底孔，方便70°探头不同组合形式下的探测性能检验；②轨腰内增加了和标准孔位等高的?8横通孔，用

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