CN210155087U - 一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，包括底面板、两个侧面板、两个端面板及两个中间隔板，两个侧面板分别连接于所述底面板的长边两侧，两个端面板分别连接于所述底面板的短边两侧，所述底面板、两个侧面板及两个端面板共同围合成敞口向上并能够盛放水的容纳腔，两个中间隔板的两端分别可拆卸连接于两个端面板上，且两个中间隔板平行间隔设置于所述容纳腔，两个中间隔板的上端沿其长度方向分别间隔设有至少两个用于放置径向振动式换能器的凹槽，两个中间隔板上的凹槽分别一一对应设置。该用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置结构简单、操作便捷。

Description

一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置

技术领域

本实用新型涉及工程检测仪器技术领域，尤其涉及一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置。

背景技术

超声检测是指利用超声对材料的非声学性质进行检查或测定的方法和技术。非金属超声检测仪主要用于混凝土、岩体及岩芯试样、陶瓷、石墨等非金属材料与结构的声波或超声无损检测，可进行强度检测、结构内部缺陷检测、裂缝检测、结合面质量与破损层厚度检测、匀质性检测、结构厚度检测、桩基质量检测以及材料弹性力学参数检测等。

非金属超声检测仪是通过向待测试件发射声脉冲，使其穿过试件，然后接收穿过试件后声脉冲信号，并测量声脉冲信号穿过试件的时间，能量衰减，频率变化等，以完成对待测试件的无损检测。声波检测仪主要由发射系统(发射机、发射换能器)、接收系统(接收机、接收换能器)、延迟、声时和幅值测量等部分组成。

非金属超声检测仪的系统延时t0为超声波收发系统固有延时，简称为系统零声时。超声测试原理为超声发射激励脉冲产生时刻作为数据采集零起点，经历三个阶段传播获得超声波到达时间:(1)激励脉冲经高压驱动后经电缆传输通过发射换能器进行电能—声能转换，通过耦合介质界面发射到被测体；(2)超声波经过介质传播，到达接收换能器界面；(3)超声波经接收换能器进行声能—电能转换，经(前置放大器放大后)电缆传输至仪器接收端，进行放大、滤波、数字转换后作为数字波形在屏幕上进行显示。上述过程中，只有第二个过程是超声波真正在介质中传播的时间，第一、第三过程是收发系统内传播的时间，也就是系统延时t0产生的来源。

声时是超声波系统的一项重要技术指标，为了精确确定非金属超声检测仪的系统零声时，从而比较准确的测得桩身各个剖面的波速，为桩身混凝土完整判定打下良好的基础。但现有的测定装置的测量距离不便测量，操作不方便。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、操作便捷的用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，包括底面板、两个侧面板、两个端面板及两个中间隔板，两个侧面板分别连接于所述底面板的长边两侧，两个端面板分别连接于所述底面板的短边两侧，所述底面板、两个侧面板及两个端面板共同围合成敞口向上并能够盛放水的容纳腔，两个中间隔板的两端分别可拆卸连接于两个端面板上，且两个中间隔板平行间隔设置于所述容纳腔，两个中间隔板的上端沿其长度方向分别间隔设有至少两个用于放置径向振动式换能器的凹槽，两个中间隔板上的凹槽分别一一对应设置。

进一步地，所述凹槽设有四个，分别包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽及第四凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽之间的间距为100mm，所述第二凹槽和第三凹槽之间的间距为200mm，所述第三凹槽和第四凹槽之间的间距为300mm。

进一步地，所述第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽及第四凹槽的深度及宽度均相同。

进一步地，还包括固定件，所述固定件用于卡入所述径向振动式换能器和所述凹槽之间的空隙。

进一步地，所述固定件为楔形固定塞尺。

进一步地，两个端面板沿其竖直方向分别设有用于与中间隔板相适配的卡槽，所述中间隔板卡接在所述卡槽上。

进一步地，侧面板的内侧设有最低水位线和最高水位线。

进一步地，两个中间隔板分别设有至少一个通孔。

进一步地，两个中间隔板分别设有三个圆形通孔。

进一步地，所述底面板、两个侧面板、两个端面板及两个中间隔板均采用透明塑料板。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

通过在两个中间隔板上分别设置至少两个凹槽，当需要测定时，只需要将两个径向振动式换能器分别放置在对应凹槽中固定即可进行测定，操作简单便捷；由于两个径向振动式换能器固定在对应的凹槽中，在测试过程其两者距离能够保持不变，而且两个凹槽之间的距离可预先设定好，如此，能够提高测量的便捷性和准确性。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置的示意图；

图2为本实用新型提供的一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置的中间隔板示意图；

图3为本实用新型提供的一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置的端面板的示意图；

图4为本实用新型提供的一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置的侧面板的示意图；

图5为本实用新型提供的一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置的固定件的示意图；

图6为本实用新型提供的一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置测定的仪器系统零声时t₀的示意图；

图7为本实用新型提供的一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置的测定的数据示意图；

图8为本实用新型提供的第一组测试数据的示意图；

图9为图8的线性示意图；

图10为本实用新型提供的第二组测试数据的示意图；

图11为图10的线性示意图。

图中：1、底面板；2、侧面板；20、最高水位线；21、最低水位线；3、端面板；30、卡槽；4、中间隔板；40、第一凹槽；41、第二凹槽；42、第三凹槽；43、第四凹槽；44、通孔；5、固定件。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“竖直”、“顶”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“一个”、“另一个”等用于区分相似的元件，这些术语以及其它类似术语不旨在限制本实用新型的范围。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在各附图中，相同或相应的元件采用相应的附图标记(例如，以“1XX”和“2XX”标识的元件结构相同、功能类似)。

如图1-5所示，为本实用新型提供的一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，该装置包括底面板1、两个侧面板2、两个端面板3及两个中间隔板4，两个侧面板2分别连接于所述底面板1的长边两侧，两个端面板3分别连接于所述底面板1的短边两侧，所述底面板1、两个侧面板2及两个端面板3共同围合成敞口向上并能够盛放水的容纳腔，两个中间隔板4的两端分别可拆卸连接于两个端面板3上，且两个中间隔板4平行间隔设置于所述容纳腔，两个中间隔板4的上端沿其长度方向均间隔设有至少两个用于放置径向振动式换能器的凹槽，两个中间隔板4上的凹槽分别一一对应设置。

测定时，先往容纳腔内注水，然后将两个径向振动式换能器平行置于中间隔板4上的凹槽中，接着将两个径向振动式换能器连接至非金属超声检测仪，然后开始测试。通过在两个中间隔板4上分别设置至少两个凹槽，当需要测定时，只需要将两个径向振动式换能器分别放置在对应凹槽中固定即可进行测定，操作简单便捷；由于两个径向振动式换能器固定在对应的凹槽中，在测试过程其两者距离能够保持不变，而且两个凹槽之间的距离可预先设定好，如此，能够提高测量的便捷性和准确性。

作为优选的实施方式，所述凹槽设有四个，分别包括第一凹槽40、第二凹槽41、第三凹槽42及第四凹槽43，所述第一凹槽40与所述第二凹槽41之间的间距为100mm，所述第二凹槽41和第三凹槽42之间的间距为200mm，所述第三凹槽42和第四凹槽43之间的间距为300mm。通过设置四个凹槽，能够测量三组数据，进一步提高测试的准确性。当然，凹槽的数量可根据实际情况设定。

具体地，所述第一凹槽40、第二凹槽41、第三凹槽42及第四凹槽43的深度及宽度均相同。在本实施例中，第一凹槽40、第二凹槽41、第三凹槽42及第四凹槽43的深度及宽度均为35mm。如此，进一步提高测试的准确性。

作为优选的实施方式，本实施例还包括固定件5，所述固定件5用于卡入所述径向振动式换能器和所述凹槽之间的空隙。具体地，固定件5优选为楔形固定塞尺，通过在径向振动式换能器和凹槽之间的空隙卡入楔形固定塞尺，一方面使径向振动式换能器相互平行且处于同一平面，同时使径向振动式换能器保持固定距离，另一方面能够确保两个径向振动式换能器之间的距离准确并稳定，从而提高测量的准确性。

作为优选的实施方式，两个端面板3沿其竖直方向分别设有用于与中间隔板4相适配的卡槽30，所述中间隔板4卡接在所述卡槽30上。中间隔板4通过卡接的方式固定在端面板3上，方便组装和拆卸。当然，还可以通过其他固定方式将中间隔板4固定在端面板3上。

作为优选的实施方式，侧面板2的内侧设有最低水位线21和最高水位线20。如此，便于随时掌控加注水量。

作为优选的实施方式，两个中间隔板4分别设有至少一个通孔44。如此，便于两个中间隔板4之间的介质互通。具体地，两个中间隔板4分别设有三个圆形通孔44。其中，通孔44的半径为50mm。

作为优选的实施方式，所述底面板1、两个侧面板2、两个端面板3及两个中间隔板4均采用透明塑料板。如此，便于观察和操作。

本实施例的测定原理是：进行非金属超声检测仪的系统零声时测定前，先往本装置中注水至适当位置(侧面板2的最低水位线21与最高水位线20之间)；然后将两个径向振动式换能器平行置于中间隔板4的间距为L1(100mm)的第一凹槽40和第二凹槽41中，径向振动式换能器与凹槽之间的空隙用楔形固定塞尺塞满，将两个径向振动式换能器连接至非金属超声检测仪，打开仪器并将仪器内的零声时设置为0μs，读取此时的声时值t1并记录；接下来将径向振动式换能器分别置于间距为L2(200mm)的第二凹槽41和第三凹槽42中、以及间距为L3(300mm)的第三凹槽42和第四凹槽43中，重复上述操作读取声时值t2和t3并记录。本实施例还给出了系统零声的计算过程：

1、系统零声时的计算

由仪器、换能器及其高频电缆所产生的仪器系统零声时t0可按下式计算：

t0＝(l1×t2-l2×t1)/(l1-l2) (1)

亦可采用最小二乘法的线性回归，计算出仪器系统零声时t0，回归直线方程li＝a+bti(式中a、b为待求的回归系数)。以测距li为纵坐标，以声时读数ti为横坐标，绘制“时-距”坐标图(见图6)，对该组数据采用最小二乘法的线性回归，计算出仪器系统延迟时间t0。

2、用径向振动式换能器在钻孔中进行对测时，声时初读数应按下式计算：

t00＝t0+(d1-d)/υw (2)

3、当用径向振动式换能器在预埋声测管中检测时，声时初读数应按下式计算：

t00＝t0+(d2-d1)/υg+(d1-d)/υw (3)

式中：

t00—钻孔或声测管中测试的声时初读数(μs)；

t0—仪器设备的声时初读数(μs)；

d—径向振动式换能器直径(mm)；

d1—钻的声测孔直径或预埋声测管的内径(mm)；

d2—声测管的外径(mm)；

υw—水的声速(km/s)；按图7的表格取值；

υg—预埋声测管所用材料的声速(km/s)。用钢管时υg＝5.80，用PVC管时υg＝2.35。

本实施例还示出了两组测试数据，第一组是武汉岩海公司生产的RS-ST01D(P)型，换能器直径30mm，连接换能器的线缆长度75m，水温15℃，其测试数据如图8的表格所示，图9为距离和声时的线性示意图，其中，t0＝-(-26.471/1.4706)＝18μs，l＝1.4706t-26.471；第二组是武汉岩海公司生产的RS-ST06D(T)型，换能器直径30mm，连接换能器的线缆长度100m，水温15℃。其测试数据如图10的表格所示，图11所示的是为距离和声时的线性示意图，其中，t0＝-(-22.059/1.4706)＝15μs，l＝1.4706t-22.059。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，包括底面板、两个侧面板、两个端面板及两个中间隔板，两个侧面板分别连接于所述底面板的长边两侧，两个端面板分别连接于所述底面板的短边两侧，所述底面板、两个侧面板及两个端面板共同围合成敞口向上并能够盛放水的容纳腔，两个中间隔板的两端分别可拆卸连接于两个端面板上，且两个中间隔板平行间隔设置于所述容纳腔，两个中间隔板的上端沿其长度方向分别间隔设有至少两个用于放置径向振动式换能器的凹槽，两个中间隔板上的凹槽分别一一对应设置。

2.如权利要求1所述一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，所述凹槽设有四个，分别包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽及第四凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽之间的间距为100mm，所述第二凹槽和第三凹槽之间的间距为200mm，所述第三凹槽和第四凹槽之间的间距为300mm。

3.如权利要求2所述一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，所述第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽及第四凹槽的深度及宽度均相同。

4.如权利要求1所述一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，还包括固定件，所述固定件用于卡入所述径向振动式换能器和所述凹槽之间的空隙。

5.如权利要求4所述一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，所述固定件为楔形固定塞尺。

6.如权利要求1所述一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，两个端面板沿其竖直方向分别设有用于与中间隔板相适配的卡槽，所述中间隔板卡接在所述卡槽上。

7.如权利要求1所述一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，侧面板的内侧设有最低水位线和最高水位线。

8.如权利要求1所述一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，两个中间隔板分别设有至少一个通孔。

9.如权利要求1所述一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，两个中间隔板分别设有三个圆形通孔。

10.如权利要求1所述一种用于测定非金属超声检测仪的系统零声的装置，其特征在于，所述底面板、两个侧面板、两个端面板及两个中间隔板均采用透明塑料板。

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