[發(fā)明專利]一種測量固態(tài)材料超聲波衰減系數(shù)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210081235.9
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102621224A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍會國;胡波濤;龍毅;陳紅冬;謝阿萌
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南省湘電鍋爐壓力容器檢驗中心有限公司;湖南省電力公司科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N29/11
• 分類號: G01N29/11
• 代理公司: 長沙新裕知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 劉熙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測量固態(tài)材料超聲波衰減系數(shù)的方法。適用于對固態(tài)金屬材料、固態(tài)非金屬材料超聲波衰減系數(shù)的測量。

背景技術(shù)

超聲波在介質(zhì)中傳播時，隨著距離的增加，超聲波能量逐漸衰減的現(xiàn)象，叫做超聲波衰減，引起超聲波衰減的主要原因是波束擴散、晶粒散射及介質(zhì)吸收，通常所說介質(zhì)衰減是指吸收衰減和散射衰減。固態(tài)材料超聲波衰減系數(shù)隨材料自身特點如晶粒度、致密度等變化而變化，超聲波在不同固態(tài)材料中轉(zhuǎn)播時聲速與衰減系數(shù)均會發(fā)生變化，通過這種變化可以了解材料部分特性，是進(jìn)行超聲波無損檢測的理論指導(dǎo)基礎(chǔ)，通過超聲波衰減系數(shù)的變化也可以作為材料性能評價的一個重要方法。

目前測量固態(tài)材料的聲速和衰減系數(shù)的方法主要有脈沖反射法、直接接觸法、脈沖透射插入法，但這些常規(guī)方法需針對具體工件表面狀況、探頭形式、耦合劑等損失情況進(jìn)行專門精確測量，因而難以準(zhǔn)確定量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對常規(guī)超聲波測量固態(tài)材料衰減系數(shù)難度大、準(zhǔn)確度低的現(xiàn)狀，提出一種可靠、方便和快速的測量固態(tài)材料超聲波衰減系數(shù)的方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案如下：

測量固態(tài)材料超聲波衰減系數(shù)的方法包括下述步驟：

1、選取需要測量的固態(tài)材料作為樣品；

2、選用超聲波檢測儀器、脈沖反射式探頭、探頭連接線、耦合劑，利用需要測量固態(tài)材料制備的同表面狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)試塊對超聲波檢測儀器進(jìn)行調(diào)校，調(diào)整好儀器零偏；

3、使用步驟2調(diào)整好的超聲波儀器系統(tǒng)、耦合劑，利用常規(guī)超聲波檢測方法對步驟1需要測量的固態(tài)材料進(jìn)行超聲波檢測，至少記錄4次超聲波回波的聲壓幅值及聲程值；

4、按步驟3記錄的超聲波回波的聲壓幅值、聲程值，用常規(guī)方法建立聲壓、聲程乘積對數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖；

5、使用步驟4所建立的曲線圖進(jìn)行線性擬合，擬合出線性函數(shù)關(guān)系式，線性函數(shù)式斜率即為現(xiàn)場被測量固態(tài)材料的超聲波衰減系數(shù)。

本發(fā)明的有益效果是，使用本方法測量時無需對固態(tài)材料進(jìn)行特殊處理，利用擬合的線性函數(shù)斜率推導(dǎo)，即可以不必針對具體工件表面狀況、探頭形式、耦合劑等損失情況進(jìn)行專門精確測量，而直接可以測出包含各種損失下的介質(zhì)衰減系數(shù)，具有原理簡單，操作方便，測量結(jié)果準(zhǔn)確等特點，是測定現(xiàn)場工件介質(zhì)衰減系數(shù)的有效新方法。而且對測量環(huán)境要求寬松，且方便快捷，尤其是對狹小的、高空等空間都能夠有效地測量到位，從而大幅度地提高了測量效率。

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

附圖說明

圖1是ZG0Cr13Ni4Mo、#45鋼材料超聲波聲壓、聲程乘積的對數(shù)lnPx與聲程x關(guān)系曲線圖。

圖2是6063鋁合金材料超聲波聲壓、聲程乘積對數(shù)lnPx與聲程x關(guān)系曲線圖。

圖3是瓷質(zhì)絕緣子材料超聲波聲壓、聲程乘積對數(shù)lnPx與聲程x關(guān)系曲線圖。

具體實施方式

本發(fā)明測量固態(tài)材料超聲波衰減系數(shù)的方法按以下步驟進(jìn)行：

1、分別選取需要測量不同材質(zhì)、規(guī)格的固態(tài)材料作為樣品，如材質(zhì)為45號鋼，規(guī)格為200×160×30mm(長×寬×厚)；ZG0Cr13Ni4Mo馬氏體不銹鋼，規(guī)格為160×100×25mm(長×寬×厚)；6063牌號鋁合金材料，厚度為40mm；無釉瓷質(zhì)絕緣子材料，厚度為41mm；有釉瓷質(zhì)絕緣子材料，厚度為40mm；

2、選用試驗儀器為武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份公司生產(chǎn)的漢威HS616型，探頭采用A型脈沖反射式反射縱波直探頭，耦合劑為機油，表面補償為0dB，分別利用步驟1中需測量材料制備的標(biāo)準(zhǔn)試塊對所選超聲波儀器進(jìn)行調(diào)校，調(diào)整好儀器零偏；

3、使用步驟2調(diào)整好的超聲波儀器系統(tǒng)、耦合劑，利用常規(guī)超聲波檢測方法對步驟1需要測量的固態(tài)材料進(jìn)行超聲波檢測，分別記錄好不少于4次超聲波回波的聲壓幅值及聲程值；