一種光滑表面材料的聲速現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種光滑表面材料的聲速現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料聲速測(cè)量方法均采用從被測(cè)工件上切割取樣，精確測(cè) 量試樣厚度T和超聲波在試樣中的傳播時(shí)間t后，根據(jù)關(guān)系式V = T/t，計(jì)算得出聲速V。采 用該方法進(jìn)行材料聲速測(cè)量的前提是可以采用機(jī)械方法準(zhǔn)確測(cè)量工件的厚度或從其上割 取試樣，但在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工件材料聲速進(jìn)行測(cè)量時(shí)，往往不允許對(duì)工件進(jìn)行破壞性取樣，而且由 于工件結(jié)構(gòu)等原因也不能采用機(jī)械方法測(cè)得工件壁厚，因此無(wú)法采用上述常規(guī)方法測(cè)量工 件材料聲速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種光滑表面材料的聲速現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 方法。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種光滑表面材料的聲速現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法，包括步驟如下：
[0006] (1)測(cè)量設(shè)備的選取，設(shè)備包括通用數(shù)字式超聲波探傷儀及兩個(gè)相同參數(shù)的表面 波探頭，兩個(gè)表面波探頭分別和通用數(shù)字式超聲波探傷儀連接；
[0007] (2)調(diào)整通用數(shù)字式超聲波探傷儀，消除探頭內(nèi)表面波的傳播影響；
[0008] ①首先將兩個(gè)相同參數(shù)的表面波探頭在光滑的被測(cè)工件表面上相對(duì)排列放置，兩 個(gè)表面波探頭間距為0,同時(shí)，保持聲束在同一軸線上；
[0009] ②調(diào)整超聲波探傷儀的顯示范圍及衰減后，屏幕上顯示出表面波回波，再調(diào)整超 聲波探傷儀閘門，套住該回波，此時(shí)超聲波探傷儀顯示的聲程為兩個(gè)探頭入射點(diǎn)之間的距 離，調(diào)整超聲波探傷儀延時(shí)，使此聲程顯示為0,即消除了表面波探頭內(nèi)表面波的傳播影 響；
[0010] (3)調(diào)整兩個(gè)表面波探頭，使之在一條直線上且之間的距離為L(zhǎng)，調(diào)整超聲波探傷 儀輸入的超聲波聲速值，使該聲程顯示為L(zhǎng)，此時(shí)輸入的聲速即為表面波在被測(cè)工件中的聲 速；
[0011] (4)根據(jù)固體材料中的超聲縱波聲速Q(mào)、橫波聲速Cs、表面波聲速Cr的傳播速度關(guān) 系公式：
[0012]
[0013]
[0014] 式中：〇為介質(zhì)泊松比，測(cè)得心后，通過(guò)上式計(jì)算得出工件超聲縱波及橫波聲速。
[0015] 而且，所述步驟（2)的①步中光滑的被測(cè)工件表面為：經(jīng)機(jī)加工后除去氧化皮的 光滑表面。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0017] 本發(fā)明提出了一種在無(wú)需破壞工件及無(wú)需采用機(jī)械方法測(cè)量工件壁厚的基礎(chǔ)上， 利用普通數(shù)字式超聲波探傷儀，采用表面波法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量表面光滑材料聲速的方法，經(jīng)試驗(yàn) 及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，其可以較為準(zhǔn)確地測(cè)量材料聲速。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說(shuō)明 性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域 技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其它實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019] 一種光滑表面材料的聲速現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法，該方法包括步驟如下：
[0020] (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選取，設(shè)備包括：通用數(shù)字式超聲波探傷儀及兩個(gè)相同參數(shù)的表 面波探頭，兩個(gè)表面波探頭分別和通用數(shù)字式超聲波探傷儀連接；
[0021] (2)調(diào)整通用數(shù)字式超聲波探傷儀，消除探頭內(nèi)表面波的傳播影響；
[0022] ①首先將兩個(gè)相同參數(shù)的表面波探頭在光滑的被測(cè)工件表面上相對(duì)排列放置，兩 個(gè)表面波探頭間距為0,同時(shí)，保持聲束在同一軸線上；
[0023] ②調(diào)整超聲波探傷儀的顯示范圍及衰減后，屏幕上顯示出表面波回波，再調(diào)整超 聲波探傷儀閘門，套住該回波，此時(shí)超聲波探傷儀顯示的聲程為兩個(gè)探頭入射點(diǎn)之間的距 離，調(diào)整超聲波探傷儀延時(shí)，使此聲程顯示為0,即可消除探頭內(nèi)表面波的傳播影響；
[0024] (3)調(diào)整兩個(gè)表面波探頭，使之在一條直線上且之間的距離為L(zhǎng)，調(diào)整超聲波探傷 儀輸入的超聲波聲速值，使該聲程顯示為L(zhǎng)，此時(shí)輸入的聲速即為表面波在被測(cè)工件中的聲 速；
[0025] (4)根據(jù)固體材料中的超聲縱波聲速Q(mào)、橫波聲速Cs、表面波聲速Cr的傳播速度關(guān) 系公式：
[0026]
[0027]
[0028] 式中：σ為介質(zhì)泊松比，測(cè)得Cr后可以通過(guò)上式計(jì)算得出工件超聲縱波及橫波聲 速。
[0029] 在本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述步驟（2)的①步中光滑的被測(cè)工件表面為：經(jīng)機(jī)加 工后除去氧化皮的光滑表面。
[0030] 試驗(yàn)表明，采用該方法可以較為準(zhǔn)確地測(cè)量材料表面波聲速，但需工件表面光滑。 對(duì)于表面有氧化皮或表面較粗糙試樣，測(cè)得的表面波速度明顯小于經(jīng)機(jī)加工的光滑表面試 樣的表面波速度，其原因?yàn)樵嚇颖砻娲植谠黾恿吮砻娌ǖ膫鞑ヂ烦?，延長(zhǎng)了傳播時(shí)間，從而 使計(jì)算得出的表面波的聲速偏低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光滑表面材料的聲速現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法，其特征在于包括步驟如下： (1) 測(cè)量設(shè)備的選取，設(shè)備包括通用數(shù)字式超聲波探傷儀及兩個(gè)相同參數(shù)的表面波探 頭，兩個(gè)表面波探頭分別和通用數(shù)字式超聲波探傷儀連接； (2) 調(diào)整通用數(shù)字式超聲波探傷儀，消除探頭內(nèi)表面波的傳播影響； ① 首先將兩個(gè)相同參數(shù)的表面波探頭在光滑的被測(cè)工件表面上相對(duì)排列放置，兩個(gè)表 面波探頭間距為〇,同時(shí)，保持聲束在同一軸線上； ② 調(diào)整超聲波探傷儀的顯示范圍及衰減后，屏幕上顯示出表面波回波，再調(diào)整超聲波 探傷儀閘門，套住該回波，此時(shí)超聲波探傷儀顯示的聲程為兩個(gè)探頭入射點(diǎn)之間的距離，調(diào) 整超聲波探傷儀延時(shí)，使此聲程顯示為〇,即消除了表面波探頭內(nèi)表面波的傳播影響； (3) 調(diào)整兩個(gè)表面波探頭，使之在一條直線上且之間的距離為L(zhǎng)，調(diào)整超聲波探傷儀輸 入的超聲波聲速值，使該聲程顯示為L(zhǎng)，此時(shí)輸入的聲速即為表面波在被測(cè)工件中的聲速； (4) 根據(jù)固體材料中的超聲縱波聲速Q(mào)、橫波聲速Cs、表面波聲速Cr的傳播速度關(guān)系公 式：式中：σ為介質(zhì)泊松比，測(cè)得(^后，通過(guò)上式計(jì)算得出工件超聲縱波及橫波聲速。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光滑表面材料的聲速現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟 (2)的①步中光滑的被測(cè)工件表面為：經(jīng)機(jī)加工后除去氧化皮的光滑表面。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光滑表面材料的聲速現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法，包括步驟：(1)測(cè)量設(shè)備的選取；(2)調(diào)整通用數(shù)字式超聲波探傷儀，消除探頭內(nèi)表面波的傳播影響；(3)調(diào)整兩個(gè)表面波探頭，使之在一條直線上且之間的距離為L(zhǎng)，調(diào)整超聲波探傷儀輸入的超聲波聲速值，使該聲程顯示為L(zhǎng)，此時(shí)輸入的聲速即為表面波在被測(cè)工件中的聲速；(4)根據(jù)表面波聲速傳播速度公式，通過(guò)計(jì)算得出工件超聲縱波及橫波聲速。本發(fā)明利用普通數(shù)字式超聲波探傷儀，采用表面波法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量表面光滑材料聲速的方法，經(jīng)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，其可以較為準(zhǔn)確地測(cè)量材料聲速。
【IPC分類】G01N29/07
【公開號(hào)】CN105158338
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510403787
【發(fā)明人】程明, 陳韶瑜, 馬崇, 仇志永, 文黎, 曹建偉, 溫力, 李慶釗, 劉超, 安戈
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)天津市電力公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日