总结+无损检测

简述光电效应、康普顿效应、瑞利散射、电子对效应？光电效应：光子能够撞击物质中原子轨道上的电子，若撞击时光子释放出全部能量，将所有能量传给电子，使其脱离原子而成为自由电子，光子本身消失。这种现象称为光电效应。康普顿效应：一个光子撞击一个电子时只释放出它的一部分能量，结果光子的能量减弱并在和射线初始方向成θ角的方向上散射（散射光量子），而电子则在和初始方向成φ角的方向上散射（反冲电子）。这种现象称为康普顿效应。电子对效应：在原子核场的作用下，一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能与原子核或电子发生相互作用而转化为具有同样能量的一对正负电子，光子则完全消失，这样的过程称为电子对效应。瑞利散射：入射光量子与原子内层轨道电子碰撞的散射过程。在这个过程中，一个束缚电子吸收入射光量子后跃迁到高能级，随即又释放一个能量约等于入射光量子能量的散射光量子，散射线波长与入射线波长相同的现象叫做瑞利散射。2连续X射线谱的特征1)连续X射线的波长与阳极的材料无关。总强度与靶材的原子序数、管电流及管电压的平方成正比。2)连续X射线的波长在长波方向，理论上可以扩展到λ=∞；而在短波方向，实验证明具有最短波长λmin，且有λImax=2λImin式中：U为X射线管的最高管电压，单位为kV。3)3）X射线管的效率为式中：P=αZIU2为连续X射线的总功率；P0=IU为输入功率；Z为阳极的原子序数,钨靶为74；U为管电压，单位为kV；α为常数，约等于1.5×10-6。4)X射线管的管电压愈高（i不变）a.连续X射线的强度整体增高，各波长对应的强度均提高，b.其最短波长λmin愈向短波方向移动，即λmin减小，λ平均减小。5）管电流i增加（U不变）管电流i增加，曲线整体增高，但λmin及λmax不变，X射线谱分布不变，但总强度提高。3质量衰减系数公式，根据公式说明它的影响因素质量衰减系数——线衰减系数除以物质密度所得到的值。μm=μ/ρ=τm+σmμm≈τm＝kZ3λ3K-系数Z-吸收体的原子序数λ-入射线的波长同样能量的射线入射到不同的物体时，在原子序数大的物体中将受到更大的衰减；不同能量的射线穿过同一吸收体时，能量低（波长长）的射线将受到更大的衰减。4什么是主因衬度？描述射线检测的基本原理？主因衬度：X射线穿过被检物的不同部位时，X射线强度的比值。值越大，缺陷越易于被发现。检测原理：当射线通过被检物体时，有缺陷部位与无缺陷部位对射线的吸收能力不同，一般情况是通过有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度，因此可以通过检测透过被检物体后射线强度的差异来判断被检物体中是否有缺陷存在。5什么是透度计？透度计怎么使用？透度计又称像质指示器，是用来用是来检查透照技术和胶片处理质量的，即定量地评价射线底片影像质量的工具。透度计的使用方法：使用透度计时，其摆放位置直接影响检测灵敏度。原则上应将其置于透照灵敏度最低的位置，所以①每张底片均需放置像质计②近源、靠端、垂直横跨、细丝朝外。这样可保证整个被透照区的灵敏度达到灵敏度要求。③采用射线源置于圆心位置的周向曝光技术时，像质计应放在内壁，每隔90°放一个。6透照的三个基本参数？怎样选择这些基本参数？射线能量、焦距、曝光量透照参数选择时应考虑：1.透照电压：不能高于允许的最高透照电压。2.焦距：大于规定的最小焦距。3.曝光量：不小于推荐的最小值。4.透照条件与曝光曲线的条件不相同，应对透照参数进行修正。7什么是几何不清晰度？表示几何不清晰度，怎样减小几何不清晰度？(`)21edIIIZUIUZIUPP20)nm(24.1minUxbaFxxxFba几何不清晰度：几何因素（焦点、焦距），使缺陷在胶片上影像的边缘产生的“半影”模糊区，即为几何不清晰度。可用半影宽度Ug度量，缺陷远离胶片时在底片上形成的半影最大。可按下式计算半影宽度式中d-射源尺寸；b-工件厚度f-透照焦距焦距（射源至工件表面的距离）工件厚度b一定时，欲减小半影宽度Ug，主要因素是射源尺寸d和焦距f的大小。a.射线源愈小、焦距愈大时，半影就愈小。b.但焦距大则射线强度低，即曝光时间延长，既降低检测效率又增加散射线。实际工作中，要综合考虑。8射线防护有哪些办法？射线防护主要有屏蔽防护、距离防护和时间防护方法一、屏蔽防护法屏蔽防护法是利用各种屏蔽物体吸收射线，以减少射线对人体的伤害，这是射线防护的主要方法。一般根据X射线、γ射线与屏蔽物的相互作用来选择防护材料，屏蔽X射线和γ射线以密度大的物质为好，如贫化铀、铅、铁、重混凝土、铅玻璃等都可以用作防护材料。但从经济、方便出发，也可采用普通材料，如混凝土、岩石、砖、土、水等。对于中子的屏蔽除能防护γ射线之外，还以特别选取含氢元素多的物质为宜（对含氢多的物质有很强的散射）。二、距离防护法距离防护在进行野外或流动性射线检测时是非常经济有效的方法。这是因为射线的剂量率与距离的平方成反比，增加距离可显著地降低射线的剂量率。三、时间防护法时间防护是指让工作人员尽可能的减少接触射线的时间，以保证检测人员在任一天都不超过国家规定的最大允许剂量当量(17mrem，毫雷姆，1rem=10-2Sv)。9画图说明射线检测时怎么确定缺陷位置及缺陷在射线方向的厚度？9.缺陷埋藏深度的测定1）、缺陷所在位置深度的确定根据缺陷在底片上的影像，只能判定缺陷在工件中的平面位置，也就是说，只能把缺陷位置以两个坐标表示出来。为了确定第三个坐标，即决定缺陷所在位置的深度，必须进行两次不同方向的照射，两次透照时焦距F应保持不变。2）、缺陷在射线方向上的厚度确定缺陷在射线束方向的厚度(如气孔直径或未焊透深度等)测定方法，可通过测量缺陷在底片上的影像黑度来估计10什么是纵波？横波？纵波（L）：介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波叫纵波，用L表示。介质质点在交变拉压应力的作用下，质点之间产生相应的伸缩变形，从而形成了纵波。纵波传播时，介质的质点疏密相间，所以纵波有时又称为压缩波或疏密波。横波（S）：介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的波叫横波，用S或T表示横波的形成是由于介质质点受到交变切应力作用时，产生了切变形变，所以横波又叫做切变波。11描述声压、声强、声阻抗？1）声压p声压P: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态压强P0之差称为该点的声压，用p表示,单位为帕，Pa，即声强I:在垂直于超声场的传播方向上，单位时间内介质中单位截面上通过的声能量叫声强，用I表示，单位W/cm2。以平面纵波在均匀的各向同性固体介质中传播时,有式中：ρ为介质的密度；c为介质中的声速；A为介质质点的振幅；ω为介质质点振动的圆频率；Vm=Aω为质点振动速度的幅值；Pm为声压幅值。声阻抗Z:超声波在介质中传播时，任一点的声压p与该点速度振幅V之比叫声阻抗Z，单位：g/(cm2.s)；kg/(cm2.s)。bfdbUg)Pa(01ppp2m2222112121cVcpcAImcVpZ12当声源为圆形，直径为D，写出半扩散角及近场长度？根据这两个公式怎样选择D和波长？主声束所包含的角度范围2θ0称为扩散角。当声源为圆形且直径为D、半径为a时，用指向角θ0来描述主声束宽度（又称半扩散角）其中，k——与晶片形状有关的常数，对圆声源k=1.22，方声源k=1.0，D为边长。近场区：在声场中，称xN的区域为声源的近场区，最后一个声压最大值至声源的距离N称为近场长度。讨论：怎样选择D、λ？期望N越小越好，所以要↓D，λ↑；另一方面，sinθ=kλ/D，越小越好，所以，要↑D，↓λ；两者相矛盾，故选择探头时要综合考虑，二者兼顾。13写出声压、声强的反射率、透射率。与介质声阻抗的关系反射波声压Pr与入射波声压P0的比值称为声压反射率r，透射波声压Pt和P0的比值称为声压透射率t。r和t的数学表达式为：为了研究反射波和透射波的能量关系，引入声强反射率R和声强透射率T两个量。R为反射波声强(Ir)和入射波声强(I0)之比；T为透射波声强(It)和入射波声强(I0)之比。T=1-R14画出入射波为纵波、横波时的反射波、折射波。注意角度大小关系超声波倾斜入射到平界面上的反射、折射15什么是第一临界角、第二临界角。横波斜探头怎样实现波形转换？(1)第一临界角αⅠ:当入射波为纵波，且cL2cL1时，折射角大于入射角，使纵波折射角达到90°的纵波入射角称为第一临界角，用符号αⅠ表示。当纵波入射角大于第一临界角时，第二介质中不再有折射纵波，只有折射横波。(2)第二临界角αⅡ:当入射波为纵波，第二介质为固体，且cS2cL1时，使横波折射角达到90°的纵波入射角为第二临界角，用符号αⅡ表示。16超声波检测时怎样用图像比较法确定缺陷深度？一.定位aDD61.0sin或22.1ksin0042DN12120rZZZZppr1220t2ZZZppt2121220rZZZZrIIR21221202210t4ZZZZPZPZIITtsLsL对A型脉冲反射式超声波检测而言，示波屏上的水平刻度值代表缺陷波的时延，在扫描速度已知时，即可求得缺陷波的声程。1.图像比较法只适用于直探头，精度不高17声波检测中，怎样用半波高度法确定缺陷尺寸？超半波高度法（6dB法）