CN101644557B - 超声波弧面斜探头参数测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为超声波弧面斜探头参数测量方法，涉及超声波探伤技术领域。借助双弧形专用试块，测量接触面为弧形的斜探头入射点、前沿尺寸、折射角和K值及斜探头与仪器组合的分辨力；所述的双弧形专用试块的结构为：其形状为柱状体，其横截面是由两个等直径的双半圆二弧面相对重叠而构成的双弧形，柱状体上设有由大、小两个同轴孔形成的标准反射体，同轴孔形成的标准反射体的中心通过双弧形的公共弦线，且通过端面双弧形中以二圆心连线为斜边的直角三角形的直角顶点。本发明很好地解决了接触面为弧面的斜探头的参数测量难题，从而可实现对中小径管道弯头内外壁纵向裂纹较准确的超声波探伤。
Description
技术领域
本发明涉及超声波探伤技术领域。
背景技术
常规超声波探伤中广泛使用的对平面超声波斜探头，可借助现有的CSK-IA等多种标准试块用常规方法对探头的入射点及K值等参数进行测量。但在中、小直径管道或弯头内壁纵向裂纹进行超声波探伤时，超声波斜探头接触面需修磨为弧面，而对弧面斜探头的入射点、前沿尺寸、折射角和K值等参数的测量用常规方法难以实现，从而无法实现对中小径管道弯头内外壁纵向裂纹的超声波探伤，因此超声波弧面斜探头得参数的准确测量成为急需解决的一个难题。
发明内容
本发明的目的是提供超声波弧面斜探头参数测量方法，借助设计的专用试块，可实现对超声波弧面斜探头参数的较准确测量，从而可实现对中小径管道弯头内外壁纵向裂纹的超声波探伤。
本本发明的主要技术方案是：超声波弧面斜探头参数测量方法，其特征在于借助双弧形专用试块，测量接触面为弧形的斜探头入射点、前沿尺寸、折射角和K值及斜探头与仪器组合的分辨力；所述的双弧形专用试块的结构为：其形状为柱状体，其横截面是由两个等直径的双半圆二弧面相对重叠而构成的双弧形，柱状体上设有由大、小两个同轴孔形成的标准反射体，同轴孔形成的标准反射体的中心通过双弧形的公共弦线，且通过端面双弧形中以二圆心连线为斜边的直角三角形的直角顶点。
所述的具体测量方法为：
(1)、弧形斜探头入射点、前沿尺寸测量方法：
将斜探头置于试块的上弧面圆心O点附近，前后移动探头，找到试块左侧下弧面的最大反射波，此时与试块上圆心O点标记线对应的探头位置即为探头入射点，该点与探头前端的距离即为探头的前沿尺寸L；
(2)、弧形斜探头折射角和K值测量方法：
将探头置于试块上弧面右半边，前后移动探头，找到试块右侧小同轴孔的最大反射波，测量探头入射点A与小同轴孔反射体圆心B的距离，并记录为S；在ΔCAB中，AC＝R，CB＝Rsin45°；
由余弦定理可知：CB2＝AB2+AC2-2CB×ABcos β——(式1)
代入数据后等到：
cosβ＝(S2+R2-(Rsin45°)2)/2SRsin45°——(式2)
式2中：β——探头折射角
R——试块上两圆弧半径
S——实测探头入射点与小同轴孔反射体圆心B的距离
由于R、S已知即可由式2计算出探头折射角β的数值；
而探头K值可由下式得到：
K＝tgβ——(式3)
至此，实现了对弧形斜探头折射角和K值测量；
(3)、斜探头与仪器组合分辨力参数的测量方法：
将探头置于上弧面，前后移动探头，首先找到试块右侧小同轴孔的最大反射波，然后向图2示试块中心平移探头，使大小同轴孔反射波在仪器示波屏上同呈且等高时，测量两反射波的相关数据，即可得到斜探头与仪器组合分辨力参数。
本发明的积极效果是：与已有技术对比，借助设计的专用试块，可实现对超声波弧面斜探头参数的较准确测量，较好地解决了接触面为弧面的斜探头入射点、前沿尺寸、折射角和K值以及斜探头与仪器组合后分辨力参数的测量难题，从而可实现对中小径管道弯头内外壁纵向裂纹的超声波探伤。
以下结合实施例及附图作详述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是本发明测量方法中用的专用试块的结构示意图。
图2是图1的右视图。
图3是本发明测量方法中的超声波弧面斜探头的结构示意图。
具体实施方式
本发明接触面为弧面的超声波斜探头测量方法实施例：
参见图1、图2、图3。使用的双凸形专用试块的结构为：其形状为柱状体，其横截面是由两个等直径的双半圆二弧面相对重叠而构成的双弧形，柱状体上设有由两个同轴孔形成的标准反射体，同轴孔形成的标准反射体的中心通过双弧形的公共弦线，且通过端面双弧形中以二圆心连线为斜边的直角三角形的直角顶点。
具体测量方法为：
1、弧形斜探头入射点、前沿尺寸测量方法
如图1示，将斜探头置于试块的上弧面圆心O点附近，前后移动探头，找到试块左侧下弧面的最大反射波，此时与试块上圆心O点标记线对应的探头位置即为探头入射点，该点与探头前端的距离即为探头的前沿尺寸L(如图3示)。
2、弧形斜探头折射角和K值测量方法
如图1、图2所示，将探头置于试块上弧面右半边，前后移动探头，找到试块右侧小同轴孔的最大反射波，测量图1中探头入射点A与小同轴孔反射体圆心B的距离，并记录为S；在ΔCAB中，AC＝R，CB＝Rsin45°；
由余弦定理可知：CB2＝AB2+AC2-2CB×ABcos β——(式1)
代入数据后等到：
cosβ＝(S2+R2-(Rsin45°)2)/2SRsin45°——(式2)
式2中：β——探头折射角。
R——试块上两圆弧半径。
S——实测探头入射点与小同轴孔反射体圆心B的距离。
由于R、S已知即可由式2计算出探头折射角β的数值。
而探头K值可由下式得到：
K＝tgβ——(式3)
至此，实现了对弧形斜探头折射角和K值测量。
3、斜探头与仪器组合分辨力参数的测量方法
探头与仪器组合分辨力，是指探头与仪器共同使用时，区分或发现相邻缺陷的能力，是衡量探头与仪器性能好坏的一个重要指标。
测量方法：将探头置于图1上弧面，前后移动探头，首先找到试块右侧小同轴孔的最大反射波，然后向图2示试块中心平移探头，使大小同轴孔反射波在仪器示波屏上同呈且等高时，测量两反射波的相关数据，即可得到斜探头与仪器组合分辨力参数。
Claims (1)
1.超声波弧面斜探头参数测量方法，其特征在于借助双弧形专用试块，测量接触面为弧形的斜探头入射点、前沿尺寸、折射角和K值及斜探头与仪器组合的分辨力；所述的双弧形专用试块的结构为：其形状为柱状体，其横截面是由两个等直径的双半圆二弧面相对重叠而构成的双弧形，柱状体上设有由大、小两个同轴孔形成的标准反射体，同轴孔形成的标准反射体的中心通过双弧形的公共弦线，且通过端面双弧形中以二圆心连线为斜边的直角三角形的直角顶点；
(1)、弧形斜探头入射点、前沿尺寸测量方法：
将斜探头置于试块的下弧面的圆心O点附近，前后移动探头，找到试块左侧下弧面的最大反射波，此时与试块的下弧面的圆心O点标记线对应的探头位置即为探头入射点，探头入射点与探头前端的距离即为探头的前沿尺寸L；
(2)、弧形斜探头折射角和K值测量方法：
将探头置于试块上弧面右半边，前后移动探头，找到试块右侧小同轴孔的最大反射波，测量探头入射点A与小同轴孔反射体圆心B的距离，并记录为S，C为试块的上弧面的圆心；
在ΔCAB中，AC＝R，CB＝Rsin45°；
由余弦定理可知：CB2＝AB2+AC2-2CB×ABcosβ——(式1)
代入数据后得到：
cosβ＝(S2+R2-(Rsin45°)2)/2SRsin45°——(式2)
式2中：β——探头折射角
R——试块上两圆弧半径
S——实测探头入射点与小同轴孔反射体圆心B的距离
由于R、S已知即可由式2计算出探头折射角β的数值；
而探头K值可由下式得到：
K＝tgβ——(式3)
至此，实现了对弧形斜探头折射角和K值测量；
(3)、斜探头与仪器组合分辨力参数的测量方法：
将探头置于上弧面，前后移动探头，首先找到试块右侧小同轴孔的最大反射波，然后向试块中心平移探头，使大小同轴孔反射波在仪器示波屏上同呈且等高时，测量两反射波的相关数据，即可得到斜探头与仪器组合分辨力参数。
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