[發(fā)明專利]柱面聚焦楔塊的超聲衍射時差法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110293795.6
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102507737A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 遲大釗;剛鐵;趙立彬;陳嘉玥
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

1.柱面聚焦楔塊的超聲衍射時差法，其特征是它包括的具體步驟如下：

步驟一、確定已知條件：探頭晶片直徑、楔塊縱波聲速、被檢測工件縱波聲速、水中縱波聲速；

步驟二、設(shè)定所需條件：主軸聲束水程、被檢測工件中縱波折射角度、主軸聲束在工件中的聚焦垂直深度；

步驟三、根據(jù)上述條件計算楔塊柱面曲率半徑：

探頭發(fā)射聲束入射到曲面上的入射角為i₁，經(jīng)過曲面折射后的折射角為r₁，規(guī)定聲束在水與被檢測板材界面處的折射角度β，入射角等于楔塊傾角θ，則根據(jù)折射定律有：

sinθ/sinβ＝v_水/v_板材??????????????????????????(1)

解式(1)得θ的角度；

設(shè)主軸聲束經(jīng)由楔塊及水耦合層后，聚焦在被檢測體厚度深度h處：

PQ=h/cosβPS=PQ×cos(β-θ)---(2)]]>

解式(2)得被檢測板材中焦距PS長度；

根據(jù)幾何光學原理，PS和PR存在著以下關(guān)系，

PS/PR＝v_水/v_板材????????????????????????????????(3)

解式(3)得水中焦距PR長度；

根據(jù)折射定律以及幾何關(guān)系聯(lián)立得，

解式(4)的i₁角度；

sini₁＝(d/2)/R??????????????????????????????????(5)

解式(5)得楔塊曲率半徑R；

其中，式(4)，(5)的解法如下：

設(shè)若

(d/2)/(OP+PR)＝a

?????????i₁-r₁＝c???????????????????????????????(6)

???????v_水/v_鋁＝b

則有

sin(i₁-r₁)＝a

?????i₁-r₁＝c????????????????????????????????(7)

sini1sinr1=b]]>

并有如下推導(dǎo)

sin(r1+c)sinr1=b]]>

⇒sinr1cosc+cosr1sincsinr1=b]]>

⇒cosc+1tanr1sinc=b---(8)]]>

⇒tanr1=b-coscsinc]]>

⇒r1=tan-1(b-coscsinc)]]>

⇒i1=r1+c=tan-1(b-coscsinc)+c]]>

由此解得i₁，采用制作加工的柱面聚焦楔塊實施超聲衍射時差法的檢測。