CN106383176B - 一种最大强度表面波的产生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种最大强度表面波的产生方法，包括以下步骤：1)选取直探头，并选取若干透声楔，透声楔与直探头组成表面波探头，选取任意一个透声楔作为待测试透声楔；2)在待测试透声楔上与直探头相接触的位置涂覆耦合剂，再将直探头固定于待测试透声楔上，然后将待测试透声楔放置于待测工件表面，直探头产生表面波，所述表面波经待测试透声楔入射到待测工件表面，然后再经待测工件表面反射回来，测量经待测工件反射回来的波的幅值是否为80％满屏，当反射回来的波的幅值为80％满屏时，则将当前的待测试透声楔与直探头构成的表面波探头记作最优表面波探头，并通过所述最优表面波探头产生最大强度表面波，该方法能够生产最大强度的表面波。

Description

一种最大强度表面波的产生方法
技术领域
本发明涉及一种表面波的产生方法，具体涉及一种最大强度表面波的产生方法。
背景技术
表面波是瑞利1887年首先提出来的。表面波在介质表面传播时，介质表面质点做椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向。椭圆运动可视为纵向振动与横向振动的合成，即纵波与横波的合成。因此表面波同横波一样只能在固体介质中传播，不能在液体或气体介质中传播。质点振幅的大小与材料的弹性及表面波的传播深度有关，其振动能量随深度增加而迅速减弱，当表面波传播的深度超过2倍波长时，质点的振幅已经很小了。当表面波在传播途中碰到棱边时，若棱边曲率半径R大于5倍波长，表面波可不受阻拦的完全通过。当R逐渐变小时，部分表面波能量被棱边反射；当R小于等于波长时，反射能量很大。因此，表面波在工件表面传播工程中碰到缺陷会形成反射回波。基于此原理，表面波可用于检测工件表面缺陷。例如，表面波检测技术均可用于平坦形工件、弹簧、圆筒形工件、汽轮机转子R圆弧、叶片的表面缺陷检测。
在金属表面无损检测中，最常用纵波折射法产生表面波。倾斜入射至界面上的纵波，当透声楔内入射角大于第二临界角αⅡ时，在被检工件中即无纵波，也无横波，而在透声楔与工件的界面上出现表面波，产生表面波的入射角α应满足以式(1)：
CL1表示透声楔的纵波声速；CS2表示工件的横波声速。
在表面缺陷当量大小、被检工件形状、检测距离、材质声衰减的检测情况下，为了获得较高的检出率和检测速率，就需要将强度最大的表面波用于表面缺陷检测。
理论上可用公式1产生表面波，但在实际检测中，被检工件材质种类众多，工件的纵波声速和表面波声速往往在已公开资料上无法查到。因此，在实际检测中，急需一种简便可靠的方法，来获得强度最大的表面波。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种最大强度表面波的产生方法，该方法能够产生最大强度的表面波。
为达到上述目的，本发明所述的最大强度表面波的产生方法包括以下步骤：
1)选取直探头，并选取若干透声楔，透声楔与直探头组成表面波探头，选取任意一个透声楔作为待测试透声楔；
2)在待测试透声楔上与直探头相接触的位置涂覆耦合剂，再将直探头固定于待测试透声楔上，然后将待测试透声楔放置于待测工件表面，直探头产生表面波，所述表面波经待测试透声楔入射到待测工件表面，然后再经待测工件表面反射回来，测量经待测工件反射回来的波的幅值是否为80％满屏，当反射回来的波的幅值不是80％满屏时，则转至步骤3)；当反射回来的波的幅值为80％满屏时，则转至步骤4)；
3)选取剩余透声楔中的任意一个透声楔作为待测试透声楔，并重复步骤2)；
4)当前的待测试透声楔与直探头构成的表面波探头记作最优表面波探头，并通过所述最优表面波探头产生最大强度表面波。
直探头中晶片的数量为1个，直探头中的晶片为矩形结构。
直探头产生表面波，所述表面波穿过透声楔入射到待测工件表面的入射角为α，不同透声楔对应的入射角α不同，各透声楔对应的入射角α为55°-71°。
直探头通过螺钉固定于待测试透声楔表面。
透声楔的材质为有机玻璃。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的最大强度表面波的产生方法在具体操作时，通过选择不同的透声楔作为测试对象，在检测时，直探头产生表面波，表面波经待测试透声楔入射到待测工件表面，然后再反射回来，通过检测待测工件反射回来的波的幅值是否为80％满屏，当待测工件反射回来的波的幅值为80％满屏时，则认定该待测透声楔与直探头形成的表面波探头为最优表面波探头，并将该最优表面波探头发出的表面波记作最大强度的表面波，操作简单，通过选择不同的透声楔来得到最优表面波探头，精准度较高。
附图说明
图1为本发明中表面波探头的结构示意图。
其中，1为待测试透声楔、2为直探头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的最大强度表面波的产生方法包括以下步骤：
1)选取直探头2，并选取若干透声楔，透声楔与直探头2组成表面波探头，选取任意一个透声楔作为待测试透声楔1；
2)在待测试透声楔1上与直探头2相接触的位置涂覆耦合剂，再将直探头2固定于待测试透声楔1上，然后将待测试透声楔1放置于待测工件表面，直探头2产生表面波，所述表面波经待测试透声楔1入射到待测工件表面，然后再经待测工件表面反射回来，测量经待测工件反射回来的波的幅值是否为80％满屏，当反射回来的波的幅值不是80％满屏时，则转至步骤3)；当反射回来的波的幅值为80％满屏时，则转至步骤4)；
3)选取剩余透声楔中的任意一个透声楔作为待测试透声楔1，并重复步骤2)；
4)当前的待测试透声楔1与直探头2构成的表面波探头记作最优表面波探头，并通过所述最优表面波探头产生最大强度表面波。
直探头2中晶片的数量为1个，直探头2中的晶片为矩形结构。
直探头2产生表面波，所述表面波穿过透声楔入射到待测工件表面的入射角为α，不同透声楔对应的入射角α不同，各透声楔对应的入射角α为55°-71°。
直探头2通过螺钉固定于待测试透声楔1表面。
透声楔的材质为有机玻璃。
耦合剂具有无毒、无味、无刺激、不沾皮肤和衣服、在垂直壁体上不会流失的特点。

Claims (5)

1.一种最大强度表面波的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选取直探头(2)，并选取若干透声楔，透声楔与直探头(2)组成表面波探头，选取任意一个透声楔作为待测试透声楔(1)；
2)在待测试透声楔(1)上与直探头(2)相接触的位置涂覆耦合剂，再将直探头(2)固定于待测试透声楔(1)上，然后将待测试透声楔(1)放置于待测工件表面，直探头(2)产生表面波，所述表面波经待测试透声楔(1)入射到待测工件表面，然后再经待测工件表面反射回来，测量经待测工件反射回来的波的幅值是否为80％满屏，当反射回来的波的幅值不是80％满屏时，则转至步骤3)；当反射回来的波的幅值为80％满屏时，则转至步骤4)；
3)选取剩余透声楔中的任意一个透声楔作为待测试透声楔(1)，并重复步骤2)；
4)将当前的待测试透声楔(1)与直探头(2)构成的表面波探头记作最优表面波探头，并通过所述最优表面波探头产生最大强度表面波。
2.根据权利要求1所述的最大强度表面波的产生方法，其特征在于，直探头(2)中晶片的数量为1个，直探头(2)中的晶片为矩形结构。
3.根据权利要求1所述的最大强度表面波的产生方法，其特征在于，直探头(2)产生表面波，所述表面波穿过透声楔入射到待测工件表面的入射角为α，不同透声楔对应的入射角α不同，各透声楔对应的入射角α为55°-71°。
4.根据权利要求1所述的最大强度表面波的产生方法，其特征在于，直探头(2)通过螺钉固定于待测试透声楔(1)表面。
5.根据权利要求1所述的最大强度表面波的产生方法，其特征在于，透声楔的材质为有机玻璃。
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