專利名稱：一種透聲楔表面波探頭延時及前沿的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透聲楔表面波探頭延時及前沿的測量方法。
背景技術(shù)：
表面波探傷技術(shù)檢查表面裂紋靈敏度極高，廣泛的應(yīng)用于汽輪機(jī)葉片、高速鋼軋輥、曲軸等鋼材零部件的無損檢測。目前常用透聲楔法在鋼材中產(chǎn)生表面波，探頭采用與斜探頭相似的楔塊，當(dāng)工件中橫波折射角為90°時，即產(chǎn)生表面波。由于表面波沿材料表面?zhèn)鞑?，在實際檢驗工作中，表面波探頭的標(biāo)定是通過掃描速度調(diào)整方法進(jìn)行的，其方法為將探頭對準(zhǔn)試塊棱邊，回波信號按水平距離調(diào)節(jié)成一定比例，一般前后移動探頭，改變L值。例如Ll=20mm，L2=40mm等，利用深度旋鈕，水平旋鈕，當(dāng)Ll=20mm調(diào)節(jié)水平刻度20位置；L2=40mm，調(diào)整水平刻度40位置，即完成I : I調(diào)整，而探頭的入射點直接按探頭前沿(即探頭端頭)計算。通過這種方法對探頭的前沿及延遲進(jìn)行標(biāo)定的結(jié)果顯然存在一定誤差，與探頭的實際前沿與延時是不符的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可精確并方便的測量透聲楔表面波探頭延時及前沿的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種透聲楔表面波探頭延時 及前沿的測量方法，其關(guān)鍵技術(shù)在于其借助于一個材質(zhì)與透聲斜楔相同的試塊來完成，所述試塊的形狀是在一個長方體的一端設(shè)有圓弧型底面，所述方法的步驟如下
1)將表面波探頭與超聲波探傷儀連接，然后再將表面波探頭于放在試塊上表面，前后移動表面波探頭，當(dāng)超聲波探傷儀上縱波(始波之后的第一個回波)獲得最高反射波時，保持表面波探頭不動；
2)在超聲波探傷儀上讀取發(fā)射波與接收到的反射間的時間差h；
3)根據(jù)下述式①計算超聲波在試塊中傳播的時間h t0=S/2CL =R/Cl ①
其中，S為超聲波在試塊中傳播的距離，R為試塊(2)下面的半徑，其中S為R的2倍，Cl為縱波聲速；
4)利用下述式②計算出試塊的延遲t’ t，= t「t0 ②；
5)用鋼板尺量取表面波探頭前端面至試塊圓弧水平距離M ；
6)通過下述式③計算試塊的前沿I。
10=R_M。③。本發(fā)明的工作原理是透聲楔探頭發(fā)射的表面波，是當(dāng)材料中橫波折射角為90°時產(chǎn)生的。入射角一定時，超聲波在材料內(nèi)的折射角的是由材料中超聲波聲速決定的。用與表面波探頭透聲斜楔相同的材料制作一定半徑R的圓弧形底面試塊，當(dāng)超聲波入射到試塊中，其試塊中的縱波入射角與透聲斜楔角度相同，必定小于90° ,不會在試塊中的產(chǎn)生表面波，當(dāng)超聲波遇到圓柱形底面后會發(fā)生發(fā)射，并被探頭所接收。超聲波在試塊中傳播的距離S即為試塊半徑R的2倍。由于試塊中的縱波聲速Q(mào)可知，超聲波在試塊中傳播的時間tQ便可計算得出。三者關(guān)系滿足tQ=S/2Cs=R/CL 通過超聲波探傷儀可直接測得發(fā)射信號與接收信號的時間差t1;則試塊的延遲t’即可計算得出，滿足下式t’ = tr t0
由于試塊為圓柱形底面，試塊的前沿Itl，即聲波入射點與探頭前端之間的距離，即為試塊半徑R與探頭前端面至試塊圓弧水平距離M之差，I0=R-M。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本測量方法操作簡便，誤差小，可以精確的測量出透聲楔表面波探頭延時和前沿。


圖I是本發(fā)明測量方法的示意 其中，I、表面波探頭；2、試塊。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參見附圖1，本測量方法借助于一個材質(zhì)與透聲斜楔相同的試塊2來完成，所述試塊2的底端為圓弧形，所述方法的步驟如下
O將表面波探頭I與超聲波探傷儀連接，然后施加耦合劑，再將表面波探頭I放在試塊2上表面，如后移動表面波探頭I，當(dāng)超聲波探傷儀上縱波獲得最聞反射波時，保持表面波探頭I不動；
2)在超聲波探傷儀上讀取發(fā)射波與接收到的反射間的時間差A(yù)，單位為秒；
3)根據(jù)下述式①計算超聲波在試塊2中傳播的時間h t0=S/2CL =R/Cl ①
其中，S為超聲波在試塊2中傳播的距離，單位為mm ；R為試塊2下面的半徑，單位為mm，其中S為R的2倍，Q為縱波聲速，單位是mm/s ；
4)利用下述式②計算出試塊2的延遲t’ t，= t「t0 ②；
5)用鋼板尺量取表面波探頭I前端面至試塊2圓弧水平距離M，單位為mm；
6)通過下述式③計算試塊的前沿I。
I0=R-M③。本測量方法非常方便，其利用一材質(zhì)與透聲斜楔相同的已知半徑R的圓弧形底面試塊，獲得橫波在試塊中的傳播時間，再利用超聲波探傷儀可直接測得發(fā)射信號與接收信號的時間差A(yù)，通過計算獲得探頭延時。通過在試塊上直接量取探頭前端面至試塊圓弧水平距離M，取M與R之差即為探頭前沿。
權(quán)利要求
1.一種透聲楔表面波探頭延時及前沿的測量方法，其特征在于其借助于一個材質(zhì)與透聲斜楔相同的試塊(2)來完成，所述試塊(2)的形狀是在一個長方體的一端設(shè)有圓弧型底面，所述方法的步驟如下 1)將表面波探頭(I)與超聲波探傷儀連接，然后再將表面波探頭(I)放在試塊(2)上表面，前后移動表面波探頭(I )，當(dāng)超聲波探傷儀上獲得縱波最高反射波時，保持表面波探頭(I)不動； 2)在超聲波探傷儀上讀取發(fā)射波與接收到的反射間的時間差h，單位為秒； 3)根據(jù)下述式①計算超聲波在試塊(2)中傳播的時間h，單位為秒 t0=S/2CL =R/Cl① 其中，S為超聲波在試塊(2)中傳播的距離，單位為mm ;R為試塊(2)下面的半徑，單位為mm，其中S為R的2倍，Cl為縱波聲速，單位是mm/s ； 4)利用下述式②計算出試塊(2)的延遲t’ t，= t「t0 ②； 5)用鋼板尺量取表面波探頭(I)前端面至試塊(2)圓弧水平距離M，單位為mm ； 6)通過下述式③計算試塊的前沿Itl，單位為mm I0=R-M③。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種一種透聲楔表面波探頭延時及前沿的測量方法，其借助于一個材質(zhì)與透聲斜楔相同的試塊來完成，試塊的形狀是在一個長方體的一端設(shè)有圓弧型底面，其步驟為1)將表面波探頭與超聲波探傷儀連接，然后再將表面波探頭于放在試塊上表面，前后移動表面波探頭，當(dāng)超聲波探傷儀上縱波獲得最高反射波時，保持表面波探頭不動；2)在超聲波探傷儀上讀取發(fā)射波與接收到的反射間的時間差t1；3)計算超聲波在試塊中傳播；4)計算出試塊的延遲t’；5)用鋼板尺量取表面波探頭前端面至試塊圓弧水平距離M；6)通計算試塊的前沿l0。本測量方法操作簡便，誤差小，可以精確的測量出透聲楔表面波探頭延時和前沿。
文檔編號G01N29/30GK102636576SQ201210141768
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者代小號, 牛曉光, 王強(qiáng), 趙紀(jì)峰, 郝曉軍 申請人:河北省電力研究院