測(cè)量超聲波斜探頭折射角的試塊及其測(cè)量方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量超聲波斜探頭折射角的試塊，其特征在于：所述的試塊包括相互垂直的底面和豎直面、位于底面和豎直面之間的第一圓弧面、位于前后兩側(cè)的前側(cè)面和后側(cè)面，所述的第一圓弧面為向內(nèi)凹陷的一四分之一內(nèi)圓弧面，所述的前側(cè)面或后側(cè)面靠近第一圓弧面的邊緣上刻有角度刻度，所述角度刻度值表示刻度點(diǎn)位置到所述第一圓弧面的圓心的連線與豎直面之間的夾角。
【專(zhuān)利說(shuō)明】測(cè)量超聲波斜探頭折射角的試塊及其測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量超聲波斜探頭折射角的試塊及其測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，超聲波探頭入射點(diǎn)和折射角測(cè)量方法繁瑣且精確度不高。如目前普遍采用菱角反射法測(cè)量入射點(diǎn)，將探頭楔塊的圓弧面置于試塊的菱角上，前后移動(dòng)探頭，使菱角反射波最高時(shí)試塊菱角處對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為探頭入射點(diǎn)。折射角的測(cè)量方法:先加工一個(gè)實(shí)心圓柱體試塊，試塊的曲率半徑與工件相同，在試塊表面附近加工一個(gè)橫孔。然后將探頭置于試塊上，前后移動(dòng)探頭，找到橫孔的最高回波，測(cè)定探頭入射點(diǎn)至橫孔的距離，并經(jīng)過(guò)入射點(diǎn)的直徑，此時(shí)經(jīng)過(guò)入射點(diǎn)的直徑所在直線和入射點(diǎn)到橫空所在直線之間的夾角為折射角。以上測(cè)量方法需要使用測(cè)量?jī)x器且需計(jì)算和查表，這樣增加了測(cè)量誤差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)與工件相同曲率的專(zhuān)用試塊及測(cè)量方法，提高超聲波斜探頭入射點(diǎn)、折射角測(cè)量的準(zhǔn)確度，并便于現(xiàn)場(chǎng)操作。本發(fā)明提供一種用于測(cè)量超聲波斜探頭入射點(diǎn)和折射角的試塊，所述的試塊包括相互垂直的底面和豎直面、第一圓弧面、位于前后兩側(cè)的側(cè)面，所述的第一圓弧面為向內(nèi)凹陷的一四分之一內(nèi)圓弧面，所述的側(cè)面靠近第一圓弧面的邊緣上刻有角度刻度。
[0004]優(yōu)選地，所述的第一圓弧面的半徑為R，所述的第一圓弧面的弧度與被檢工件的弧度一致，在第一圓弧面的最高點(diǎn)向上延伸形成第二圓弧面，所述的第二圓弧面與所述的第一圓弧面的圓心、半徑相同，所述的試塊還包括一第三圓弧面，所述的第三圓弧面的一端與所述的第二圓弧面相連接，另一端與所述的豎直面相連接，且所述第三圓弧面的圓心位于第一圓弧面的最高點(diǎn)，且所述第三圓弧面的半徑KR，在所述第一圓弧面的最高點(diǎn)附近的側(cè)面上標(biāo)有圓心刻槽O。
[0005]優(yōu)選地，所述的試塊采用與被檢工件聲學(xué)特性相似的材料制作，所述試塊的厚度為 25mm。
[0006]本發(fā)明還提供一種使用上述試塊測(cè)量超聲波斜探頭參數(shù)方法，將所述的超聲波斜探頭放置在第二圓弧面上，沿所述的圓弧面移動(dòng)斜探頭，斜探頭所發(fā)出的聲束朝向試塊的第三圓弧面，將第三圓弧面的反射波調(diào)整到最大幅值，此時(shí)斜探頭入射點(diǎn)處于圓心刻槽0，確定斜探頭入射點(diǎn)位置，測(cè)量入射點(diǎn)距離斜探頭前端的前沿長(zhǎng)度，在斜探頭上做出入射點(diǎn)位置的標(biāo)識(shí)。
[0007]優(yōu)選地，將斜探頭放置與被檢工件曲率相同的試塊的第一圓弧面上，斜探頭所發(fā)出的聲束朝向試塊的底面，沿所述的第一圓弧面移動(dòng)，將底面反射波調(diào)整到最大幅值，所述的斜探頭入射點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的角度刻度值即為所述斜探頭的折射角。
[0008]由于以上技術(shù)方案的采用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提供的超聲波試塊和測(cè)量方法可以用于當(dāng)前廣泛采用的筒體內(nèi)部縱焊縫超聲波檢驗(yàn)、環(huán)焊縫內(nèi)部軸向缺陷的超聲波檢驗(yàn)；管道內(nèi)部軸向缺陷的超聲波檢驗(yàn)中弧面斜探頭入射點(diǎn)和折射角的測(cè)量；本發(fā)明根據(jù)超聲波反射的特性，對(duì)于弧面超聲波斜探頭設(shè)計(jì)了專(zhuān)用試塊，試塊外形簡(jiǎn)單、使用方便。本發(fā)明利用超聲波在專(zhuān)用試塊弧面處反射并在試塊上加工弧面圓心刻槽，實(shí)現(xiàn)便捷、準(zhǔn)確地進(jìn)行弧面斜探頭入射點(diǎn)的測(cè)量。本發(fā)明利用超聲波在專(zhuān)用試塊底面處反射，并在試塊上加工折射角刻度，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行弧面斜探頭折射角的測(cè)量。本發(fā)明對(duì)于弧面超聲波斜探頭的測(cè)量方法，無(wú)需使用專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器、無(wú)需計(jì)算和查表，很好地解決了弧面斜探頭入射點(diǎn)和折射角測(cè)量的難題。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明所述的一種用于測(cè)量超聲波斜探頭入射點(diǎn)和折射角的試塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的一種用于測(cè)量超聲波斜探頭入射點(diǎn)和折射角的試塊的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，
1、試塊；2、斜探頭。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)，而本發(fā)明不受以下實(shí)施例的范圍限制。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體要求做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[0011]如圖1所示，一種用于測(cè)量超聲波斜探頭折射角的試塊1，所述的試塊I包括第一圓弧面、底面AB、豎直面AC及位于前后兩側(cè)的側(cè)面，所述的底面AB與所述的豎直面AC相垂直，所述側(cè)面上刻有角度刻度。所述的第一圓弧面為一向內(nèi)凹陷的四分之一內(nèi)圓弧面。所述的試塊如同一個(gè)長(zhǎng)方體的一個(gè)角被截取一塊四分之一圓柱體。試塊I采用與被檢工件聲學(xué)特性相似的材料制作，試塊I的厚度為25mm。試塊I的第一圓弧面的曲率與被檢工件的曲率相差應(yīng)小于10%。試塊I靠近第一圓弧面的側(cè)面永久刻槽的形式標(biāo)示折射角刻度。并標(biāo)示30°、40°、50°、60°、70°折射角度值。所述的折射角度表示刻度點(diǎn)位置到圓心的連線與豎直面AC之間的夾角。對(duì)于工件曲率半徑大于120mm的試塊，角度刻度間距至少為0.5°，對(duì)于工件曲率半徑小于或等于120mm的試塊，角度刻度間距為1°。從側(cè)面看，ZBAC為直角。
[0012]將超聲波斜探頭放置于與被檢測(cè)工件曲率相同的試塊的圓弧面上，聲束朝向試塊I的底面AB，移動(dòng)斜探頭2，將底面AB的反射波調(diào)整到最大幅值，此時(shí)超聲波聲束與底面AB相垂直，斜探頭2的入射點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的試塊側(cè)面刻度值即為該斜探頭2的折射角。
[0013]如圖2所示，為本發(fā)明另一種實(shí)施例所涉及的一種試塊1，所述的試塊I包括第一圓弧面、底面、豎直面及位于前后兩側(cè)的側(cè)面，所述的底面與所述的豎直面相垂直，所述側(cè)面上刻有角度刻度。所述的第一圓弧面為一向內(nèi)凹陷的四分之一內(nèi)圓弧面。第一圓弧面的半徑為R，第一圓弧面的曲率與被檢測(cè)工件的曲率一致。在第一圓弧面的最高點(diǎn)向上延伸形成第二圓弧面，所述的第二圓弧面與第一圓弧面圓心、半徑相同，所述的試塊I還包括一第三圓弧面，所述的第三圓弧面的一端與所述的第二圓弧面相連接，另一端與所述的豎直面相連接，且所述第三圓弧面的圓心位于第一圓弧面的最高點(diǎn)，且所述第三圓弧面的半徑KR，在所述第一圓弧面的最高點(diǎn)附近的側(cè)面上標(biāo)有圓心刻槽O。圖2所示的試塊I與圖1所示的試塊相比進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的試塊I采用與被檢工件聲學(xué)特性相似的材料制作，所述試塊I的厚度為25mm。
[0014]使用如圖2所示的試塊I進(jìn)行斜探頭2入射點(diǎn)和折射角的測(cè)量時(shí)，斜探頭2入射點(diǎn)和折射角的測(cè)量在同一側(cè)的弧面上進(jìn)行，將所述的超聲波斜探頭2放置在第二圓弧面上，沿所述的圓弧面移動(dòng)斜探頭2，斜探頭2所發(fā)出的聲束朝向試塊的第三圓弧面，將第三圓弧面的反射波調(diào)整到最大幅值，此時(shí)斜探頭2入射點(diǎn)處于圓心刻槽0，確定斜探頭2入射點(diǎn)位置，測(cè)量入射點(diǎn)距離斜探頭2前端的前沿長(zhǎng)度，在斜探頭2上做出入射點(diǎn)位置的標(biāo)識(shí)。將斜探頭2放置與被檢工件曲率相同的試塊I的第一圓弧面上，斜探頭2所發(fā)出的聲束朝向試塊的底面，沿所述的第一圓弧面移動(dòng)，將底面反射波調(diào)整到最大幅值，所述的斜探頭2入射點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的角度刻度值即為所述斜探頭2的折射角。
[0015]本發(fā)明所述的前后位置是指如圖所示的試塊中朝向紙面外的為前側(cè)，圓弧面與豎直面AC兩個(gè)面相交的位置為上方。
[0016]以上對(duì)本發(fā)明做了詳盡的描述，實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測(cè)量超聲波斜探頭折射角的試塊，其特征在于:所述的試塊包括相互垂直的底面和豎直面、位于底面和豎直面之間的第一圓弧面、位于前后兩側(cè)的前側(cè)面和后側(cè)面，所述的第一圓弧面為向內(nèi)凹陷的一四分之一內(nèi)圓弧面，所述的前側(cè)面或后側(cè)面靠近第一圓弧面的邊緣上刻有角度刻度，所述角度刻度值表示刻度點(diǎn)位置到所述第一圓弧面的圓心的連線與豎直面之間的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)量超聲波斜探頭折射角的的試塊，其特征在于:所述的第一圓弧面的半徑為R，所述的第一圓弧面的弧度與被檢工件的弧度一致，在第一圓弧面的最高點(diǎn)向上延伸形成第二圓弧面，所述的第二圓弧面與所述的第一圓弧面的圓心、半徑相同，所述的試塊還包括一第三圓弧面，所述的第三圓弧面的一端與所述的第二圓弧面相連接，另一端與所述的豎直面相連接，且所述第三圓弧面的圓心位于第一圓弧面的最高點(diǎn)，且所述第三圓弧面的半徑KR，在所述第一圓弧面的最高點(diǎn)附近的側(cè)面上標(biāo)有圓心刻槽O。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種于測(cè)量超聲波斜探頭折射角的的試塊，其特征在于:所述試塊的厚度為25mm。
4.使用權(quán)利要求Γ3任一項(xiàng)所述的試塊測(cè)量超聲波斜探頭入射點(diǎn)和折射角的方法，其特征在于:將斜探頭放置與被檢工件曲率相同的試塊的第一圓弧面上，斜探頭所發(fā)出的聲束朝向試塊的底面，沿所述的第一圓弧面移動(dòng)，將底面反射波調(diào)整到最大幅值，所述的斜探頭入射點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的角度刻度值即為所述斜探頭的折射角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的試塊測(cè)量超聲波斜探頭入射點(diǎn)和折射角的方法，其特征在于:將所述的超聲波斜探頭放置在第二圓弧面上，沿所述的圓弧面移動(dòng)斜探頭，斜探頭所發(fā)出的聲束朝向試塊的第三圓弧面，將第三圓弧面的反射波調(diào)整到最大幅值，此時(shí)斜探頭入射點(diǎn)處于圓心刻槽O，確定斜探頭入射點(diǎn)位置，測(cè)量入射點(diǎn)距離斜探頭前端的前沿長(zhǎng)度，在斜探頭上做出入射點(diǎn)位置的標(biāo)識(shí)。
【文檔編號(hào)】G01N29/30GK104297350SQ201410593553
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】馬文民, 陳智聰, 肖學(xué)柱, 楊建華, 呂天明 申請(qǐng)人:中廣核檢測(cè)技術(shù)有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司, 中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司, 中國(guó)廣核電力股份有限公司