CN107576730A - 一种直探头测量工件横波声速的方法 - Google Patents

一种直探头测量工件横波声速的方法 Download PDF

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孟永乐
林琳
吕楠
吕一楠
高磊
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Abstract

本发明公开了一种直探头测量工件横波声速的方法，包括以下步骤：1)对待测工件表面进行预处理；2)选取纵波直探头及超声仪器，在待测工件测量面的测量位置处涂覆耦合剂，然后将纵波直探头放置于待测工件的测量位置处；3)对超声仪器及纵波直探头进行水平线性校准；4)纵波直探头产生纵向超声波，调整超声仪器的显示范围，使待测工件底面的第一次回波A、待测工件底面的第二次回波B及经待测试件反射回来的横波C能够同时显示在超声仪器的显示屏上，5)调整超声仪器的增益，使显示屏上横波C的幅值调整至显示屏满屏的N％；6)得工件的横波声速V横为，该方法能够实现工件横波声速的检测，并且检测成本较低，通用性较强。

Description

一种直探头测量工件横波声速的方法
技术领域
本发明属于超声波检测领域，涉及一种直探头测量工件横波声速的方法。
背景技术
横波是超声波的一种，其质点的振动方向与传播方向垂直，横波可在工件内部或近表面传播，当纵波的入射角度在第一临界角与第二临界角范围内，斜探头可产生一束折射角为34.6°～78.2°的横波声束，常用于判定工件焊缝等部位的内部缺陷，且由于同频率下横波波长比纵波短，使得横波对缺陷位置和尺寸测量精度高于纵波。目前，常用的测量工件横波声速的方法有两种，一种是利用斜探头在圆弧试块圆心产生横波，通过测量圆弧面多次回波的时间差来计算出横波声速。另一种是利用横波直探头在工件内部产生垂直入射的横波，测量多次底面回波的时间差计算出横波声速。用以上两种方法测量工件横波声速时存在两个问题：一种是被测量或检测工件材质种类繁多，或特种材质工件获取渠道少，没有足够的材料用于制作圆弧试块。另一种是横波直探头价格昂贵，不能广泛应用于市场。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种直探头测量工件横波声速的方法，该方法能够实现工件横波声速的检测，并且检测成本较低，通用性较强。
为达到上述目的，本发明所述的直探头测量工件横波声速的方法包括以下步骤：
1)对待测工件表面进行预处理，其中，待测工件上存在两个相互平行的面，设所述相互平行的面之间的距离为D，将所述两个相互平行的面中的一个面作为待测工件的测量面；
2)选取纵波直探头及超声仪器，在待测工件测量面的测量位置处涂覆耦合剂，然后将纵波直探头放置于待测工件的测量位置处，再开启纵波直探头及超声仪器；
3)对超声仪器及纵波直探头进行水平线性校准；
4)纵波直探头产生超声纵波，调整超声仪器的显示范围，使待测工件底面的第一次回波A、待测工件底面的第二次回波B及经待测试件反射回来的横波C能够同时显示在超声仪器的显示屏上；
5)调整超声仪器的增益，使显示屏上横波C的幅值调整至显示屏满屏的N％；
6)从显示屏上记录回波A的声程SA、横波C的声程SC、回波A的传播时间tA，得工件的横波声速V横为：
纵波直探头的频率为2MHz～20MHz。
纵波直探头内晶片的数量为1个。
纵波直探头内的晶片为直径为3mm～30mm的圆形结构或边长10～30mm的方形结构。
对待测工件表面进行预处理的具体操作为：清除待测工件测量面上的铁锈及氧化物。
N％等于20％。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的直探头测量工件横波声速的方法具体操作时，通过纵波直探头代替传统的横波直探头进行工件横波声速的检测，具体的，通过纵波直探头产生超声纵波，使所述纵向超声波作用于待测工件的表面，然后利用超声仪器对待测工件底面的第一次回波、第二次回波及经待测试件反射回来的横波进行显示，然后通过计算得到工件的横波声速，操作简单，方便，通用性较强，并且检测成本较低。
附图说明
图1为纵向直探头测量工件横波声速的静态波形图
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，本发明所述的直探头测量工件横波声速的方法包括以下步骤：
1)对待测工件表面进行预处理，其中，待测工件上存在两个相互平行的面，设所述相互平行的面之间的距离为D，将所述两个相互平行的面中的一个面作为待测工件的测量面；
2)选取纵波直探头及超声仪器，在待测工件测量面的测量位置处涂覆耦合剂，然后将纵波直探头放置于待测工件的测量位置处，再开启纵波直探头及超声仪器；
3)对超声仪器及纵波直探头进行水平线性校准；
4)纵波直探头产生纵向超声波，调整超声仪器的显示范围，使待测工件底面的第一次回波A、待测工件底面的第二次回波B及经待测试件反射回来的横波C能够同时显示在超声仪器的显示屏上，
5)调整超声仪器的增益，使显示屏上横波C的幅值调整至显示屏满屏的N％；
6)从显示屏上记录回波A的声程SA、横波C的声程SC、回波A的传播时间tA，得工件的横波声速V横为：
纵波直探头的频率为2MHz～20MHz。
纵波直探头内晶片的数量为1个。
纵波直探头内的晶片为直径为3mm～30mm的圆形结构或边长10～30mm的方形结构。
对待测工件表面进行预处理的具体操作为：清除待测工件测量面上的铁锈及氧化物。
N％等于20％。

Claims (6)

1.一种直探头测量工件横波声速的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对待测工件表面进行预处理，其中，待测工件上存在两个相互平行的面，设所述相互平行的面之间的距离为D，将所述两个相互平行的面中的一个面作为待测工件的测量面；
2)选取纵波直探头及超声仪器，在待测工件测量面的测量位置处涂覆耦合剂，然后将纵波直探头放置于待测工件的测量位置处，再开启纵波直探头及超声仪器；
3)对超声仪器及纵波直探头进行水平线性校准；
4)纵波直探头产生超声纵波，调整超声仪器的显示范围，使待测工件底面的第一次回波A、待测工件底面的第二次回波B及经待测试件反射回来的横波C能够同时显示在超声仪器的显示屏上；
5)调整超声仪器的增益，使显示屏上横波C的幅值调整至显示屏满屏的N％；
6)从显示屏上记录回波A的声程SA、横波C的声程SC、回波A的传播时间tA，得工件的横波声速V横为：
2.根据权利要求1所述的纵波直探头测量工件横波声速的方法，其特征在于，纵波直探头的频率为2MHz～20MHz。
3.根据权利要求1所述的纵波直探头测量工件横波声速的方法，其特征在于，纵波直探头内晶片的数量为1个。
4.根据权利要求1所述的纵波直探头测量工件横波声速的方法，其特征在于，纵波直探头内的晶片为直径为3mm～30mm的圆形结构或边长10～30mm的方形结构。
5.根据权利要求1所述的纵波直探头测量工件横波声速的方法，其特征在于，对待测工件表面进行预处理的具体操作为：清除待测工件测量面上的铁锈及氧化物。
6.根据权利要求1所述的纵波直探头测量工件横波声速的方法，其特征在于，N％等于20％。
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