[發明專利]一種材料聲速測量方法

有效

• 申請號: 200810054605.3
• 申請日: 2008-03-10
• 公開（公告）號: CN101266228A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 張彥新;牛曉光;李中偉;劉長福;郝曉軍;王志永;董國振
• 申請（專利權）人: 河北省電力研究院
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01H5/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司
• 代理人: 董金國

技術領域

本發明涉及一種材料聲速測量方法。

背景技術

目前國內外標準規定的材料聲速測量方法原理均采用從被測工件上切割試樣，精確測量試樣的厚度T和超聲波在試樣中的傳播時間t后，根據關系式V=Tt,]]>計算得出聲速V。

上述常用方法進行材料聲速測量的前提是可以從被測工件上割取試樣或采用機械方法準確測量試件的厚度，但在工程現場對某一工件材料聲速進行測量時，往往不允許對工件進行破壞性取樣，甚至由于工件結構等原因不能采用機械方法測得工件壁厚，因此無法采用上述常規方法測量工件材料聲速。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種采用普通數字式超聲波探傷儀測量未知壁厚工件的材料聲速測量方法。

本發明采用如下技術方案：

本發明利用不同角度超聲橫波分別入射、接收的方法，通過兩次測量超聲橫波在工件中的傳播時間，計算出該工件材料的超聲橫波聲速；再根據超聲縱波聲速、超聲表面波聲速分別與超聲橫波聲速的傳播速度關系式算出超聲縱波聲速和超聲表面波聲速；其具體方法步驟如下：

(1)第一次測量超聲橫波在工件中的傳播時間t₁：

a.選取一對規格、前沿長度、K值等參數相同的第一斜探頭(1)和第二斜探頭(2)，將第一、第二斜探頭(1、2)放在標準試塊上測量兩個斜探頭的延時后，將兩個斜探頭的延時平均值輸入超聲波探傷儀；

b.將第一斜探頭(1)作為發射探頭，第二斜探頭(2)作為接收探頭并相對置于工件(3)的表面上，測得所述工件(3)底面一次反射回波后讀取超聲橫波在所述工件(3)中的傳播時間t₁，則該工作中超聲橫波聲速C_s由下式確定：

CS=(l1+l10+l202)2+h2t1---(1)]]>

式中：C_s：工件中超聲橫波聲速，單位：米/秒

l₁：兩斜探頭之間的距離，單位：米

l₁₀：第一斜探頭的前沿長度，可在標準試塊上測得，單位：米

l₂₀：第一斜探頭的前沿長度，可在標準試塊上測得，單位：米

t₁：聲束在工件中的傳播時間，單位：秒

h：工件的厚度，為未知數，單位：米；

(2)第二次測量超聲橫波在所述工件中的傳播時間t₂：

a.再選取一對與第一、第二斜探頭K值相差較大的規格、前沿長度、K值等參數相同的第三斜探頭(4)、第四斜探頭(5)，將第三、第四斜探頭(4、5)放在標準塊上測量它們的延時后，將兩個斜探頭的延時平均值輸入超聲探傷儀；

b.將第三斜探頭(4)作為發射探頭，將第四斜探頭(5)作為接收探頭并相對置于所述工件(3)的表面上，測得工件(3)底面一次反射回波后讀取超聲橫波在工件(3)中的傳播時間t₂，則該工件中超聲橫波聲速C_s由下式確定：