TOFD二三四章附加题.doc

第二章?附加题 一、思考题 1、数字化记录超声波检测数据有哪些优点？ 2、什么叫采样，采样后的数字化样本至少包括哪些特征量？ 3、什么叫采样定理？如何理解Nyquist极限与信号失真的关系？ 4、数字化频率是否越高越好？工业检测应用的数字化频率是如何规定的？ 5、什么叫“混叠”？混叠会产生哪些后果？如何避免混叠产生？ 6、什么叫－3dB截至频率？什么叫－6dB截至频率？ 7、什么叫高通滤波器？什么叫低通滤波器？ 8、什么叫带通滤波器？检测时设置的滤波器带通宽度越大越好吗？TOFD检测推荐滤波器带通宽度的最小范围是多少？ 9、A/D 转换器的位数多，有哪些优点和缺点？ 10、TOFD扫描图像是如何构成的？ 11、信号平均对哪些噪声有抑制作用，对哪些噪声没有作用？信号平均次数与信噪比的数学关系？增加信号平均次数对哪些工艺参数有影响？ 12、什么叫“拉直”？简述其基本原理。 13、什么叫“直通波去除”？简述其基本原理。 14、在线分析有哪些优点和局限性？离线分析有哪些优点和局限性？ 15、简述合成孔径聚焦的原理，该项技术在哪些情况下适用？有哪些效果？ 二、计算题 1、已知输入信号最大值为8V ，则16位A/D转换器能区分出输入信号的最小电压为多少？ 2、对16位数字转换器来说，从100%FSH（全屏高度）降到1单位水平的dB范围是多少？如果噪声电平为饱和值2％，则转换器的有效动态范围是多少？ 3、要求TOFD仪器配用45°探头，能够探测厚度400mm焊缝，已知纵波声速为5950m/s，横波声速为3230m/s，则一个A扫持续时间（长度）至少为多少微秒？如采样率为50M，沿着焊缝每毫米采集一个A扫，一次扫查10m长度的焊缝，则仪器设计时，每个文件至少需要保留多大的存储空间？ 提示：一个A扫最少的持续时间大约为直通波到变形（纵波+横波）底波的传输时间。 三、是非题 1、对5M的TOFD探头，满足Nyquist极限的数字化频率是10M(X) 2、只要满足Nyquist极限的采样频率，就可以保证模拟信号数字化的质量(X) 3、显示屏水平方向代表焊缝长度，当该方向的像素点数量低于A扫的样本数量时，为保证标绘全部图像，计算机将省略一些样本不显示(X) 第三章附加题? 一、思考题 1、TOFD检测硬件系统由哪些基本组成？ 2、扫查器的作用是什么？简述位置传感器工作原理和前置放大器用途。 3、什么是电子电路的带宽？-6dB带宽是如何定义的？TOFD仪器的－6dB带宽一般规定为多少？ 4、怎样理解TOFD仪器使用矩形脉冲“表现出更好的可控性和调谐性”？ 5、TOFD仪器的脉冲重复频率(PRF0)、触发探头发射超声脉冲数（PRF）和系统接收存储的信号数三者的是什么样的关系？ 6、TOFD探头有哪些特点？ 7、压电复合材料的d33 g33、 Q值、Z、Kt与普通PZT晶片材料相比有哪些不同？ 8、什么叫探头的相对带宽？如何计算？ 9、TOFD探头的带宽与超声脉冲长度、纵向分辨力是什么关系？ 10、什么叫探头中心频率（fc）？什么叫探头峰值频率（fp）？两者是什么关系？ 11、根据相对带宽，超声探头如何分类？ 12、不同频率分量在TOFD探头的波束中是如何分布的？ 13、频率对TOFD检测的技术性能有哪些影响？14、为什么使用宽带探头能显著提高粗晶材料检测的信噪比？ 15、TOFD技术与常规脉冲回波检测技术在增益设置上的主要差别是什么？ 16、适于衍射波幅校准的人工缺陷是哪一种？ 二、计算题 1、求晶片尺寸6mm，频率5MHz，折射角45°的纵波斜探头的钢中－12dB声束边界角，设工件中纵波声速C＝5. 95mm/?s，楔块中纵波声速CP＝2.4mm/?s。 楔块中纵波入射角度：θP=16.57° 楔块中纵波的声束扩散角：?P=3.67° 楔块中纵波的声束上下边界角 ?P上＝20.24：?P下=12.90 钢中纵波的声束上下边界角 ?L上=59.06?P下=33.61 2、已知：探头中心频率5MHz，晶片直径6mm，纵波折射角60°，楔块中声速2.4mm/μs，钢中声速5.95mm/μs，取-12分贝波束边界扩散因子F=0.8，计算在波束中不同频率分量(2、3、4、5、6、7MHz)的边界角。 （1）由折射角公式计算出楔块中纵波入射角度： sinθP= sin60°×2.4/5.95＝0.349；θP=20.45° （2）由公式sin?P= F?/D= FCP/Df计算楔块中不同频率分量的纵波的声束扩散角： 2MHz：sin?P= 0.8×2.4/6×2；?P=9.21° 3MHz：sin?P= 0.8×2.4/6×3；?P=6.12° 4MHz：sin?P= 0.8×2.4/6×4；?P=4.59° 5MHz：sin?P= 0.8×2.4/6×5；?P