多功能声束特性检测试块
技术领域
本实用新型涉及一种机车车辆零部件无损检测用具,尤其是一种多功能声束特性检测试块,属于无损检测技术领域。
背景技术
国内外通常采用IIW1、IIW2、CSK-ⅠA、DB-H1、DB-H2等标准试块对常规横波探头及纵波探头进行性能测试:包括折射角、声轴偏斜角等指标。然而,常规试块只针对平面扫查用探头,无法用作曲面扫查用探头的性能测试,常规试块亦无法用于测定纵波小角度探头的性能测试。针对凹面横波探头、纵波小角度探头等特殊探头的性能测试,并无较适用的标准试块。并且,声束主要指标的测试须在多个不同种类的试块上进行,国内外目前暂无功能集成的试块。
实用新型内容
本实用新型针对上述提出的技术问题,提出一种多功能声束特性检测试块,通过对测试块的结构改进,能够快速准确地测试出纵波小角度探头、凹面横波探头的折射角及纵波小角度探头、纵波直探头、横波探头声轴偏斜角, 并且该试块还能用于纵波双晶直探头焦距的测定。
本实用新型解决以上技术问题的技术方案是:提供一种多功能声束特性检测试块,包括立方体状测试块体,所述测试块体具有正面、上端面、左端面、右端面、背面和底面;在所述测试块体的正面上设有与背面相通的横通孔;所述左端面与所述底面相邻的一端设有平底孔;所述左端面和右端面的中部各设有一个中心孔,中心孔直径为36mm,钻入深度为5mm。
本实用新型的进一步限定技术方案,前述的多功能声束特性检测试块,其特征在于: 所述测试块体上共设有七个横通孔,每个横通孔的圆心共线,圆心连线与所述上端面的夹角呈45°;相邻两个所述横通孔的水平距离为20mm,高度距离为20mm。
前述的多功能声束特性检测试块,所述平底孔直径为16mm,钻入深度为5mm。
前述的多功能声束特性检测试块,所述测试块体的上端面、左端面、背面和右端面均为平面,所述底面为上设有一段凸圆弧面;凸圆弧面的长度为260mm,弧面半径为87mm。
前述的多功能声束特性检测试块,所述正面设有三组刻线,第一组刻线为长度刻线a,所述长度刻线a位于正面与上端面交汇处,长度刻线a长度范围为170mm~450mm;第二组刻线为角度刻线a,角度刻线a位于正面与底面平面交汇处,角度范围为13.2°~27°;第三组刻线为角度刻线b,所述角度刻线b位于正面与底面的凸圆弧面交汇处,角度范围为45°~63.4°。
进一步的,前述的多功能声束特性检测试块,所述测试块体的背面设有一组长度刻线b,所述长度刻线b位于背面与底面的凸圆弧面交汇处,长度范围为200mm~450mm。
本实用新型有益效果是:本实用新型由于底面平面和凸圆弧面上有角度刻线,因此能够快速测定纵波小角度探头、凹面横波探头的折射角,利用横通孔可以测定纵波直探头的声轴偏斜角及纵波双晶直探头的焦距,利用上端面、正面和背面,可以测定纵波小角度探头、横波探头的声轴偏斜角。
附图说明
以下结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为图1的俯视图;
图3为图1的后视图;
图4为横通孔及正面刻线的分布图;
图5为横通孔及背面刻线的分布图;
图6为本实施例在进行凹面横波斜探头折射角的测定时的状态示意图;
图7为本实施例在进行纵波小角度斜探头折射角的测定时的状态示意图;
图8、图9为本实施例在进行纵波小角度探头声轴偏斜角的测定时的状态示意图;
图8、图10为本实施例在进行横波斜探头声轴偏斜角的测定时的状态示意图;
图11、图12为本实施例在进行纵波直探头声轴偏斜角的测定时的状态示意图;
图13为本实施例在进行纵波双晶直探头焦距的测定时的状态示意图。
具体实施方式
本方案提供一种多功能声束特性检测试块,结构如图1-5所示,包括立方体状测试块体1,测试块体1具有正面1-1、上端面1-2、左端面1-3、右端面1-4、背面1-5和底面1-6,测试块体1长度为460mm、厚度为50mm、高度为150mm;在测试块体1的正面1-1上设有与背面1-5相通的横通孔3;左端面1-3与底面1-6相邻的一端设有平底孔4,平底孔4直径直径为16mm,钻入深度为5mm,平底孔4的孔中心距底面23mm;左端面1-3和右端面1-4的中部各设有一个中心孔8,中心孔8直径为36mm,钻入深度为5mm。测试块体1上共设有七个横通孔3,每个横通孔3的圆心共线,圆心连线与上端面1-2的夹角呈45°。相邻两个横通孔的水平距离为20mm,高度距离为20mm;距上端面最近的横通孔的位置距右端面170mm,距上端面20mm。测试块体1的上端面1-2、左端面1-3、背面1-5和右端面1-4均为平面,底面1-6为上设有一段凸圆弧面2,凸圆弧面2的长度为260mm,弧面半径为87mm。
立方体状测试块体1的正面1-1设有三组刻线,第一组刻线为长度刻线a5,长度刻线a5位于正面1-1与上端面1-2交汇处,长度刻线a5长度范围为170mm~450mm;第二组刻线为角度刻线a6,角度刻线a6位于正面1-1与底面1-6平面交汇处,角度范围为13.2°~27°;第三组刻线为角度刻线b7,角度刻线b7位于正面1-1与底面1-6的凸圆弧面2交汇处,角度范围为45°~63.4°。测试块体1的背面1-5设有一组长度刻线b9,长度刻线b9位于背面1-5与底面1-6的凸圆弧面2交汇处,长度范围为200mm~450mm。
实施例1:
凹面横波斜探头折射角的测定,如图6所示,测试时,将测试块体1装在专用支架上,通过中心孔8将测试块体旋转180°,使底面1-6朝上,将凹面横波斜探头置于凸圆弧面2上,移动探头,使其中一个横通孔3的反射回波达到最高,测量探头前沿至测试块体左端面1-3的距离L、横通孔中心至测试块体左端面1-3的距离X、孔中心至测量面的距离h,根据下面的公式计算折射角β:
;
分别选择三个不同的横通孔3重复上述过程,得到三个角度β1、β2和β3,取算术平均值为凹面横波斜探头折射角。
角度刻线b7分别为45°、47.7°、50.2°、52.4°、54.5°、59.5°、62.2°及63.4°横波斜探头相对于横通孔3的声束入射点,测试时依靠角度刻线b7辅助定位。
长度刻线b9为至左端面1-3的距离,测试时可辅助读取L值。
实施例2:
纵波小角度斜探头折射角的测定,如图7所示,测试时,将测试块体1装在专用支架上,通过中心孔8将测试块体旋转180°,使测试块体1的底面1-6朝上,将纵波小角度斜探头置于底面1-6的平面上,移动探头,使其中一个横通孔3的反射回波达到最高,测量探头前沿至测试块体右端面1-4的距离L、横通孔中心至测试块体右端面1-4的距离X、孔中心至测量面的距离h,根据下面的公式计算折射角β:
;
分别选择三个不同的横通孔3重复上述过程,得到三个角度β1、β2和β3,取算术平均值为纵波小角度斜探头折射角。
角度刻线a6分别为13.2°、15.4°、17.7°、20°、22.2°、24.6°、26°及27°纵波小角度斜探头相对于横通孔3的声束入射点,测试时依靠角度刻线a6辅助定位。
长度刻线a5为至右端面1-4的距离,测试时可辅助读取L值。
实施例3:
纵波小角度斜探头声轴偏斜角的测定,如图8、9所示,测试时,将探头放置在测试块体1的正面1-1,前后移动和左右摆动探头,使上端面1-2和正面1-1所构成的端角的回波达到最高,沿探头侧面作一条线,分别与上端面1-1和底面1-6平面相交,测量该线长度L,根据下面的公式计算声轴偏斜角θ:
。
实施例4:
横波斜探头声轴偏斜角的测定,如图8、10所示,测试时,将探头放置在测试块体的正面1-1,前后移动和左右摆动探头,使上端面1-2和背面1-5所构成的端角的回波达到最高,沿探头侧面作一条线,分别与上端面1-1和底面1-6平面相交,测量该线长度L,根据下面的公式计算声轴偏斜角θ:
。
实施例5:
纵波双晶直探头焦距的测定,如图13所示,测试时,将探头放置在测试块体的上端面1-2上,使探头隔声层垂直于横通孔,分别利用不同深度的横通孔绘制一条距离幅度校正曲线,使用该曲线上最大回波幅度的一点计算焦距。
除上述实施例外,本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本实用新型要求的保护范围。