測量超聲波斜探頭折射角的試塊及其測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于測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、位于前后兩側的前側面和后側面，所述的第一圓弧面為向內凹陷的一四分之一內圓弧面，所述的前側面或后側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。
【專利說明】測量超聲波斜探頭折射角的試塊及其測量方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量超聲波斜探頭折射角的試塊及其測量方法。

【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有技術中，超聲波探頭入射點和折射角測量方法繁瑣且精確度不高。如目前普遍采用菱角反射法測量入射點，將探頭楔塊的圓弧面置于試塊的菱角上，前后移動探頭，使菱角反射波最高時試塊菱角處對應的點為探頭入射點。折射角的測量方法:先加工一個實心圓柱體試塊，試塊的曲率半徑與工件相同，在試塊表面附近加工一個橫孔。然后將探頭置于試塊上，前后移動探頭，找到橫孔的最高回波，測定探頭入射點至橫孔的距離，并經(jīng)過入射點的直徑，此時經(jīng)過入射點的直徑所在直線和入射點到橫空所在直線之間的夾角為折射角。以上測量方法需要使用測量儀器且需計算和查表，這樣增加了測量誤差。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種設計與工件相同曲率的專用試塊及測量方法，提高超聲波斜探頭入射點、折射角測量的準確度，并便于現(xiàn)場操作。本發(fā)明提供一種用于測量超聲波斜探頭入射點和折射角的試塊，所述的試塊包括相互垂直的底面和豎直面、第一圓弧面、位于前后兩側的側面，所述的第一圓弧面為向內凹陷的一四分之一內圓弧面，所述的側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，且所述第三圓弧面的半徑KR，在所述第一圓弧面的最高點附近的側面上標有圓心刻槽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整到最大幅值，此時斜探頭入射點處于圓心刻槽0，確定斜探頭入射點位置，測量入射點距離斜探頭前端的前沿長度，在斜探頭上做出入射點位置的標識。
[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，將底面反射波調整到最大幅值，所述的斜探頭入射點位置對應的角度刻度值即為所述斜探頭的折射角。
[0008]由于以上技術方案的采用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
本發(fā)明提供的超聲波試塊和測量方法可以用于當前廣泛采用的筒體內部縱焊縫超聲波檢驗、環(huán)焊縫內部軸向缺陷的超聲波檢驗；管道內部軸向缺陷的超聲波檢驗中弧面斜探頭入射點和折射角的測量；本發(fā)明根據(jù)超聲波反射的特性，對于弧面超聲波斜探頭設計了專用試塊，試塊外形簡單、使用方便。本發(fā)明利用超聲波在專用試塊弧面處反射并在試塊上加工弧面圓心刻槽，實現(xiàn)便捷、準確地進行弧面斜探頭入射點的測量。本發(fā)明利用超聲波在專用試塊底面處反射，并在試塊上加工折射角刻度，實現(xiàn)快速、準確地進行弧面斜探頭折射角的測量。本發(fā)明對于弧面超聲波斜探頭的測量方法，無需使用專用測量儀器、無需計算和查表，很好地解決了弧面斜探頭入射點和折射角測量的難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
圖1為本發(fā)明所述的一種用于測量超聲波斜探頭入射點和折射角的試塊的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的一種用于測量超聲波斜探頭入射點和折射角的試塊的另一實施例的結構示意圖，
1、試塊；2、斜探頭。

【具體實施方式】
[0010]以下結合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。應理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點，而本發(fā)明不受以下實施例的范圍限制。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體要求做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。
[0011]如圖1所示，一種用于測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及位于前后兩側的側面，所述的底面AB與所述的豎直面AC相垂直，所述側面上刻有角度刻度。所述的第一圓弧面為一向內凹陷的四分之一內圓弧面。所述的試塊如同一個長方體的一個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小于10%。試塊I靠近第一圓弧面的側面永久刻槽的形式標示折射角刻度。并標示30°、40°、50°、60°、70°折射角度值。所述的折射角度表示刻度點位置到圓心的連線與豎直面AC之間的夾角。對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°。從側面看，ZBAC為直角。
[0012]將超聲波斜探頭放置于與被檢測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，移動斜探頭2，將底面AB的反射波調整到最大幅值，此時超聲波聲束與底面AB相垂直，斜探頭2的入射點位置對應的試塊側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的側面，所述的底面與所述的豎直面相垂直，所述側面上刻有角度刻度。所述的第一圓弧面為一向內凹陷的四分之一內圓弧面。第一圓弧面的半徑為R，第一圓弧面的曲率與被檢測工件的曲率一致。在第一圓弧面的最高點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，且所述第三圓弧面的半徑KR，在所述第一圓弧面的最高點附近的側面上標有圓心刻槽O。圖2所示的試塊I與圖1所示的試塊相比進行了進一步的改進，所述的試塊I采用與被檢工件聲學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進行斜探頭2入射點和折射角的測量時，斜探頭2入射點和折射角的測量在同一側的弧面上進行，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整到最大幅值，此時斜探頭2入射點處于圓心刻槽0，確定斜探頭2入射點位置，測量入射點距離斜探頭2前端的前沿長度，在斜探頭2上做出入射點位置的標識。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，將底面反射波調整到最大幅值，所述的斜探頭2入射點位置對應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，圓弧面與豎直面AC兩個面相交的位置為上方。
[0016]以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，實施例的說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域技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于測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、位于前后兩側的前側面和后側面，所述的第一圓弧面為向內凹陷的一四分之一內圓弧面，所述的前側面或后側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)權利要求1所述的一種用于測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，且所述第三圓弧面的半徑KR，在所述第一圓弧面的最高點附近的側面上標有圓心刻槽O。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種于測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.使用權利要求Γ3任一項所述的試塊測量超聲波斜探頭入射點和折射角的方法，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，將底面反射波調整到最大幅值，所述的斜探頭入射點位置對應的角度刻度值即為所述斜探頭的折射角。
5.根據(jù)權利要求4所述的試塊測量超聲波斜探頭入射點和折射角的方法，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整到最大幅值，此時斜探頭入射點處于圓心刻槽O，確定斜探頭入射點位置，測量入射點距離斜探頭前端的前沿長度，在斜探頭上做出入射點位置的標識。
【文檔編號】G01N29/30GK104297350SQ201410593553
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權日:2014年10月29日
【發(fā)明者】馬文民, 陳智聰, 肖學柱, 楊建華, 呂天明 申請人:中廣核檢測技術有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司, 中國廣核集團有限公司, 中國廣核電力股份有限公司