CN110133113A - 声发射探头定位系统、该系统用的试块及该系统的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及定位装置技术领域，具体涉及一种声发射探头定位系统、该系统用的试块及该系统的应用，该定位系统包括相对设置的第一试块和第二试块，第一试块和第二试块围成一非闭合的测试区，第一试块包括相互连接的第一主体部和第一突出部，第二试块包括相互连接的第二主体部和第二突出部，第一主体部与第二主体部上下相对，第一突出部与第二突出部左右错位相对；第一主体部上设有若干第一探头存放孔，第一突出部上设有第二探头存放孔；第二主体部上设有若干第三探头存放孔，第二突出部上设有若干第四探头存放孔；第一探头存放孔、第二探头存放孔、第三探头存放孔和第四探头存放孔均用于容置声发射探头。

Description

声发射探头定位系统、该系统用的试块及该系统的应用

技术领域

本发明涉及定位装置技术领域，具体而言，涉及一种声发射探头定位系统、该系统用的试块及该系统的应用。

背景技术

在声发射实验中，声发射探头的安装和布置，对于声发射信号的采集有着极大的影响。对于声发射探头的安装，一般情况下通过标记确定声发射探头在试样表面安装的位置，并采用凡士林涂均匀抹于探头表面，通过凡士林的粘结力，将声发射探头与试样表面标记好的位置粘结在一起。利用该种粘结声发射探头，虽然能保证声发射探头准确放置在预定位置上非对称分布，也能使声发射探头和试样表面粘结在一起；但是缺点是操作比较繁琐，而且通过凡士林粘结的声发射探头不太稳固，不能很好的确保探头和试样表面稳定接触。且非对称布置点需通过每次测量确定，标记的位置和声发射试验软件上预设的位置可能存在较大的偏差。其次，通过这种方式粘结的探头，必定会裸露在试样表面，探头与连接线会对试样表面有一定的遮挡。在多种实验同时进行的时候，裸露在外的声发射探头和连接线很可能对其他实验造成干扰。例如，在同时进行声发射实验和DIC实验的时候，布置在试样表面的声发射探头就会对摄像机捕捉试样表面散斑的位移产生较大的干扰。

在单轴压缩实验中，能够通过在试样左右两侧布置探头的方法避免探头对于观察试样正面裂隙发育的影响。但是对于直剪试验，目前并没有什么方案能既不干扰对试样表面观察的，又能实现声发射探头的非对称布置。因此，在能够简单安置声发射探头的前提下，开发一种声发射探头布置装置，在直剪实验中，使声发射探头稳定且非对称的布置在试样的表面，又不影响同时进行的DIC散斑点位移情况监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种声发射探头定位系统、该系统用的试块及该系统的应用，以使得在直剪试验和单轴压缩试验中，能便于声发射探头的安装放置。

本发明的第一个技术方案是：

一种声发射探头定位系统，包括相对设置的第一试块和第二试块，所述第一试块和第二试块围成一非闭合的测试区，所述第一试块包括相互连接的第一主体部和第一突出部，所述第二试块包括相互连接的第二主体部和第二突出部，所述第一主体部与第二主体部上下相对，所述第一突出部与第二突出部左右错位相对；

所述第一主体部在与第二主体部相对的一侧设有若干第一探头存放孔，所述第一突出部在与第二突出部相对的一侧设有若干第二探头存放孔；

所述第二主体部在与第一主体部相对的一侧设有若干第三探头存放孔，所述第二突出部在与第一突出部相对的一侧设有若干第四探头存放孔；

所述第一探头存放孔、第二探头存放孔、第三探头存放孔和第四探头存放孔均用于容置声发射探头。

进一步的具体方案是，所述第一试块和第二试块在使用时，若干个所述的第一探头存放孔和若干个所述的第三探头存放孔在X轴方向上的投影点各自不相互重合，若干个所述的第二探头存放孔与若干个所述的第四探头存放孔在Y轴方向上的投影点各自不相互重合。

进一步的具体方案是，所述的第一主体部上设有四个第一探头存放孔，且四个第一探头存放孔在第一主体部上呈平行四边形的形状分布。

更进一步的具体方案是，所述第一突出部上设有两个第二探头存放孔，且两个所述的第二探头存放孔在第一突出部上竖向存在高度差、横向存在距离差。

更进一步的具体方案是，所述第一突出部的上侧面与所述第二突出部的下侧面处于同一水平面。

更进一步的具体方案是，所述第一探头存放孔、第二探头存放孔、第三探头存放孔和第四探头存放孔内均设有弹性构件和连接垫片，所述弹性构件与所述连接垫片相连，所述连接垫片用于连接声发射探头。

更进一步的具体方案是，所述第一探头存放孔、第二探头存放孔、第三探头存放孔和第四探头存放孔均连通设有接线槽，用于将连接在声发射探头上的导线连接至试块外部的放大器上。

本发明的第二个技术方案是：

一种声发射探头定位系统用的试块，包括有相互连接的主体部和突出部，所述主体部上设有若干个第一探头存放孔，所述突出部上设有若干个第二探头存放孔，所述第一探头存放孔和第二探头存放孔均用于容置声发射探头；若干个所述的第一探头存放孔在X轴方向上的投影点各自不相互重合，若干个所述的第二探头存放孔在Y轴方向上的投影点各自不相互重合。

本发明的第三个技术方案是：

一种上述的声发射探头定位系统的应用，将所述声发射探头定位系统应用在直剪试验和/或单轴压缩试验中。

本发明至少具有以下的有益效果之一：

1、将声发射探头分别安装在第一探头存放孔、第二探头存放孔、第三探头存放孔和第四探头存放孔内，然后将被测试样放置于测试区中，操作方便简单，可以克服声发射探头非对称安装的不便利性和不稳定性；

2、在安装时，连接垫片用于连接声发射探头，防止声发射探头掉落，并且使安装操作更加简洁；

3、弹簧可以起到将声发射探头顶在被测试样表面的作用，确保声发射探头与被测试样端面能紧密接触；

4、接线槽存放声发射探头连接的导线，可以避免导线影响其他实验对于被测试样表面的监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中声发射探头定位系统的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为本发明中声发射探头定位系统用的试块的结构示意图；

图4为本发明中弹性构件和连接垫片在第一探头存放孔内的连接示意图。

图标：1-第一试块，2-第二试块，3-测试区，4-第一主体部，5-第一突出部，6-第二主体部，7-第二突出部，8-第一探头存放孔，9-第二探头存放孔，10-弹性构件，11-连接垫片，12-接线槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参照图1-2，本实施例提供一种声发射探头定位系统，该定位系统包括包括相对设置的第一试块1和第二试块2，第一试块1和第二试块2围成一非闭合的测试区3，用于放置被测试样，第一试块1包括相互连接的第一主体部4和第一突出部5，第一主体部4和第一突出部5一体成型，第二试块2包括相互连接的第二主体部6和第二突出部7，第二主体部6和第二突出部7一体成型，第一主体部4与第二主体部6上下相对，第一突出部5与第二突出部7左右错位相对；第一主体部4在与第二主体部6相对的一侧设有若干第一探头存放孔8，第一突出部5在与第二突出部7相对的一侧设有若干第二探头存放孔9；第二主体部6在与第一主体部4相对的一侧设有若干第三探头存放孔，第二突出部7在与第一突出部5相对的一侧设有若干第四探头存放孔；第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔均用于容置声发射探头；第一试块1和第二试块2在使用时，若干个第一探头存放孔8和若干个第三探头存放孔在X轴方向上的投影点各自不相互重合，若干个第二探头存放孔9与若干个第四探头存放孔在Y轴方向上的投影点各自不相互重合。

第一主体部4上设有四个第一探头存放孔8，且四个第一探头存放孔8在第一主体部4上呈平行四边形的形状分布；第一突出部5上设有两个第二探头存放孔9，且两个第二探头存放孔9在第一突出部5上竖向存在高度差、横向存在距离差；第一试块1和第二试块2的结构相同，并且沿着测试区3的中心轴线呈中心对此分布，即是第一试块1沿着测试区3的中心轴线转动180度后便可形成第二试块2；第二主体部6上的第三探头存放孔的设置方式与第一主体部4上的第一探头存放孔8的设置方式相同，第二突出部7上的第四探头存放孔的设置方式与第一突出部5上的第三探头存放孔的设置方式相同。

以上述方式设计成型的声发射探头定位系统，可以形成非对称的若干个第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔，并且可以直接将声发射探头分别固定于各个第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔内，在将被测试样放置于测试区3内后，便可直接通过各个第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔内的声发射探头，对被测试样的端面进行声发射试验，操作方便简单，可以克服声发射探头非对称安装的不便利性和不稳定性。还可以避免在同时进行声发射实验和DIC实验的时候，布置在待测试样表面的声发射探头对摄像机捕捉试样表面散斑的位移产生较大的干扰。

第一试块1和第二试块2上下相对，并且第一主体部4和第二主体部6的竖向投影相互重合，在将被测试样放置于测试区3内后，通过对第一主体部4和第二主体部6进行竖向施力，便可进行单轴压缩试验测试；第一突出部5和第二突出部7左右错位相对，即是第一突出部5和第二突出部7左右相对，且在上下方向上存在错位，在如图1所示的第一试块1位于第二试块2的下侧的情况时，第一突出部5的上侧面与第二突出部7的下侧面处于同一水平面，在将被测试样放置于测试区3内后，通过对第一突出部5和第二突出部7进行横向施力，便可进行直剪试验测试。

参见附图1，在本发明中，第一主体部4上设有四个第一探头存放孔8，且四个第一探头存放孔8在第一主体部4上呈平行四边形的形状分布，进而实现第一试块1上的四个第一探头存放孔8能在第一主体部4上进行非对称分布；由于第一试块1和第二试块2的结构相同，并且沿着测试区3的中心轴线呈中心对此分布，在测试时便可使第一主体部4和第二主体部6上的总共八个声发射探头对被测试样的不同的且非对称的位置进行声发射检测，使检测效果更好。第一突出部5上设有两个第二探头存放孔9，且两个第二探头存放孔9在第一突出部5上竖向存在高度差、横向存在距离差，即是第一突出部5上设置的两个第二探头存放孔9不仅竖向错位，而且横向也错位，由于第一试块1和第二试块2的结构相同，并且沿着测试区3的中心轴线呈中心对此分布，在测试时便可使第一突出部5和第二突出部7上的总共4个声发射探头对被测试样的不同的且非对称的位置进行声发射检测。进而实现测试时在待测试样表面进行非对称的进行声发射探头的布置。

参见附图4，在第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔内均设有弹性构件10和连接垫片11，弹性构件10的一端与第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔或第四探头存放孔的底部相连，另一端与连接垫片11相连，连接垫片11用于连接声发射探头。其中，连接垫片11为磁性垫片，便可通过连接垫片11对声发射探头起到吸附作用，放置声发射探头掉落，并且使声发射探头的安装操作更加简便。第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔的直径均稍大于声发射探头的直径(声发射探头的直径为7.91mm)，且第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔的深度大于声发射探头的高度(声发射探头的高度为7.3mm)，进而确保声发射探头能成功的放置于第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔中，由于在第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔均设有弹性构件10和连接垫片11，在声发射探头放置于第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔或第四探头存放孔时，声发射探头的测试端将位于第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔或第四探头存放孔的外部，而在弹性构件10缩短后，声发射探头的测试端可以位于第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔或第四探头存放孔的开口处，弹性构件10可以采用长度为2.0mm的弹簧或其他具有弹力的装置，弹性构件10焊接在第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔内。在将声发射探头安装在第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔时，声发射探头将吸附在连接垫片11上，而弹性构件10可以确保声发射探头与被测试样的端面紧密接触，从而达到安装方便、稳定可靠的效果。

第一探头存放孔8、第二探头存放孔9、第三探头存放孔和第四探头存放孔均连通设有接线槽12，设置接线槽12具体用于将连接在声发射探头上的导线连接至试块外部的放大器上，接线槽12可以避免导线影响其他实验对于被测试样表面的监测。

在本实施例中，测试区3可以为正方形、长方形或圆形，根据不同的被测试样的形状改变第一试块1和第二试块2的形状，进而适配更多种类的试样，其中，当测试圆柱形试样使，第一突出部5和第二突出部7设置为弧形，第一主体部4和第二突出部7也可以设置为弧形，或是仅将第一主体部4和第二突出部7相对的一面设置为弧面。

实施例2：

参见附图3，本实施例提供一种声发射探头定位系统用的试块，该试块包括有相互连接的主体部4和突出部5，主体部4上设有若干个第一探头存放孔8，突出部5上设有若干个第二探头存放孔9，第一探头存放孔8和第二探头存放孔9均用于容置声发射探头；若干个所述的第一探头存放孔8在X轴方向上的投影点各自不相互重合，若干个所述的第二探头存放孔9在Y轴方向上的投影点各自不相互重合。在将声发射探头分别放置于第一探头存放孔8和第二探头存放孔9内后，便可形成非对称分布。

其中，该试块的主体部4上设有四个第一探头存放孔8，且四个第一探头存放孔8在主体部4上呈平行四边形的形状分布；突出部5上设有两个第二探头存放孔9，且两个第二探头存放孔9在突出部5上竖向存在高度差、横向存在距离差。

第一探头存放孔8和第二探头存放孔9内均设有弹性构件10和连接垫片11，弹性构件10的一端与第一探头存放孔8或第二探头存放孔9的底部相连，另一端与连接垫片11相连，连接垫片11用于连接声发射探头。

第一探头存放孔8和第二探头存放孔9均连通设有接线槽12，用于将连接在声发射探头上的导线连接至试块外部的放大器上。

实施例3：

本实施例提供一种声发射探头定位系统的应用，将实施例1中所描述的声发射探头定位系统应用到直剪试验或单轴压缩试验中。该声发射探头定位系统可以分别应用到上述的其中一种测试，或是同时应用到上述的其中两种测试中。

在单轴压缩实验中，能够通过在被测试样左右两侧布置声发射探头的方法避免声发射探头对于观察试样正面裂隙发育的影响，在直剪实验中，声发射探头稳定且非对称的布置在被测试样的表面，又不影响同时进行的DIC散斑点位移情况监测。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种声发射探头定位系统，其特征在于：包括相对设置的第一试块(1)和第二试块(2)，所述第一试块(1)和第二试块(2)围成一非闭合的测试区(3)，所述第一试块(1)包括相互连接的第一主体部(4)和第一突出部(5)，所述第二试块(2)包括相互连接的第二主体部(6)和第二突出部(7)，所述第一主体部(4)与第二主体部(6)上下相对，所述第一突出部(5)与第二突出部(7)左右错位相对；

所述第一主体部(4)在与第二主体部(6)相对的一侧设有若干第一探头存放孔(8)，所述第一突出部(5)在与第二突出部(7)相对的一侧设有若干第二探头存放孔(9)；

所述第二主体部(6)在与第一主体部(4)相对的一侧设有若干第三探头存放孔，所述第二突出部(7)在与第一突出部(5)相对的一侧设有若干第四探头存放孔；

所述第一探头存放孔(8)、第二探头存放孔(9)、第三探头存放孔和第四探头存放孔均用于容置声发射探头。

2.根据权利要求1所述的声发射探头定位系统，其特征在于：所述第一试块(1)和第二试块(2)在使用时，若干个所述的第一探头存放孔(8)和若干个所述的第三探头存放孔在X轴方向上的投影点各自不相互重合，若干个所述的第二探头存放孔(9)与若干个所述的第四探头存放孔在Y轴方向上的投影点各自不相互重合。

3.根据权利要求1所述的声发射探头定位系统，其特征在于：所述的第一主体部(4)上设有四个第一探头存放孔(8)，且四个第一探头存放孔(8)在第一主体部(4)上呈平行四边形的形状分布。

4.根据权利要求1所述的声发射探头定位系统，其特征在于：所述第一突出部(5)上设有两个第二探头存放孔(9)，且两个所述的第二探头存放孔(9)在第一突出部(5)上竖向存在高度差、横向存在距离差。

5.根据权利要求1任意一项所述的声发射探头定位系统，其特征在于：所述第一突出部(5)的上侧面与所述第二突出部(7)的下侧面处于同一水平面。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的声发射探头定位系统，其特征在于：所述第一探头存放孔(8)、第二探头存放孔(9)、第三探头存放孔和第四探头存放孔内均设有弹性构件(10)和连接垫片(11)，所述弹性构件(10)与所述连接垫片(11)相连，所述连接垫片(11)用于连接声发射探头。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的声发射探头定位系统，其特征在于：所述第一探头存放孔(8)、第二探头存放孔(9)、第三探头存放孔和第四探头存放孔均连通设有接线槽(12)，用于将连接在声发射探头上的导线连接至试块外部的放大器上。

8.一种声发射探头定位系统用的试块，其特征在于：包括相互连接的主体部(4)和突出部(5)，所述主体部(4)上设有若干个第一探头存放孔(8)，所述突出部(5)上设有若干个第二探头存放孔(9)，所述第一探头存放孔(8)和第二探头存放孔(9)均用于容置声发射探头；若干个所述的第一探头存放孔(8)在X轴方向上的投影点各自不相互重合，若干个所述的第二探头存放孔(9)在Y轴方向上的投影点各自不相互重合。

9.一种声发射探头定位系统的应用，其特征在于：将如权利要求1-7任意一项所述的声发射探头定位系统应用在直剪试验和/或单轴压缩试验中。