[發明專利]超聲波探傷探頭性能檢定試塊及其測試方法

有效

• 申請號: 201210090444.X
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102621236A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 萬升云;劉仕遠;鄭小康;章文顯;盧東磊;任好娟;姚榮文
• 申請（專利權）人: 南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司
• 主分類號: G01N29/30
• 分類號: G01N29/30
• 代理公司: 常州市天龍專利事務所有限公司 32105
• 代理人: 周建觀

技術領域

本發明涉及無損檢測領域，尤其是有關金屬產品超聲波探傷用橫波探頭的性能檢定試塊。

背景技術

長期以來，國內探傷工作者對金屬產品超聲波探傷用探頭進行性能測試時，通常采用CSK-ⅠA、DB-H1及DB-H2（其中：CSK-ⅠA試塊是GB?11345標準規定的，DB-H1及DB-H2是ZBY?231-84?和ZBY?232-84標準規定的）等標準試塊進行探頭入射點、前沿距離、探頭K值（或折射角）的測定及DAC曲線（距離-波幅曲線）的制作，操作所采用的標準試塊多，測試時間長，準確性不好；此外，每次進行超聲波探傷時，測試探頭的上述性能指標需要同時使用CSK-ⅠA、DB-H1及DB-H2等多個標準試塊，攜帶極不方便。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種能夠快速、準確地測試出探頭入射點、前沿距離、K值（或折射角）及繪制DAC曲線（距離-波幅曲線）且攜帶方便的超聲波探傷探頭性能檢定試塊。

本發明的第二目的在于提供一種快速、準確的超聲波探傷探頭性能檢定試塊測試方法。

為了達到上述第一目的，本發明的技術方案是：一種超聲波探傷探頭性能檢定試塊，包括立方體和半圓形扇體，所述立方體和半圓形扇體連成一體，立方體具有正面、頂面、左端面、右端面、背面和底面，所述半圓形扇體由半徑較小的第一扇體和半徑較大的第二扇體同心同向疊置而成，第二扇體疊在立方體的正面上，第一扇體具有第一弧形反射面，第二扇體具有第二弧形反射面，第一扇體的扇體頂面、第二扇體的扇體頂面與立方體的頂面平齊，所述立方體上設有若干個橫通孔，所述第一扇體正面具有通過扇體圓心處的刻線。

所述第一扇體的半徑是第二扇體的半徑的一半。

所述第一扇體的第一弧形反射面和第二扇體的第二弧形反射面均為凸圓弧面，且反射角為0°±1°。

所述第一弧形反射面、第二弧形反射面均與立方體的正面成90°±1°夾角，第一扇體和第二扇體的圓心與立方體頂面的長度中點位置相重疊，所述第一扇體正面的刻線與第一扇體頂面呈90°±1°角。

所述立方體上的橫通孔分為兩排，每排為6個，且每排橫通孔中的相鄰兩孔之間間距相等，各橫通孔距立方體的頂面的距離不同，每排橫通孔的圓心連線位于與立方體的頂面相垂直的同一直線上。

所述橫通孔的直徑均為3±0.2?mm，所述兩排橫通孔與立方體相應的左端面、右端面的距離均為40±0.5?mm。

所述第一扇體和第二扇體的半徑分別為30±0.5?mm和60±0.5?mm。

所述立方體的長度為240±0.5?mm、寬度為40±0.5?mm、高度為80±0.5?mm，第一扇體和第二扇體的厚度均為5±0.5?mm。

采用上述結構后，由于第一扇體正面具有通過扇體圓心處的刻線，因此，可以準確定位探頭的超聲波入射點；再由于采用若干個橫通孔、第一扇體的第一弧形反射面和第二扇體的第二弧形反射面的反射，很容易找到最高反射波，從而準確確定探頭前沿距離及繪制DAC曲線；此外，第一扇體與第二扇體的弧形反射面的反射角為0°±1°（即垂直入射，垂直反射，參見圖7），因此，能夠測試折射角在0°～90°范圍內的探頭入射點及前沿距離。

為了達到上述第二目的，本發明的第一種技術方案是：采用上述超聲波探傷探頭性能檢定試塊，將探頭置于試塊的第一扇體的扇體頂面或第二扇體的扇體頂面之上，移動探頭，將第二扇體的第二扇體圓弧反射面最高反射波調整到熒光屏垂直高度的80％~90％，第一扇體上的刻線在探頭縱向投影位置即為探頭入射點；用刻度尺量取探頭入射點與探頭前沿的長度，即為探頭前沿距離。

為了達到上述第二目的，本發明的第二種技術方案是：采用上述超聲波探傷探頭性能檢定試塊，將探頭置于試塊的立方體的頂面，移動探頭，觀察對應橫通孔最高反射回波，根據下面公式計算探頭K值：

探頭折射角β為：

公式中：L是探頭前端面至立方體相應端面的距離；a是探頭前沿距離；h是所選用的橫通孔距立方體頂面的垂直距離。

為了達到上述第二目的，本發明的第三種技術方案是：采用上述超聲波探傷探頭性能檢定試塊，將探頭置于試塊的立方體的頂面，分別使各個橫通孔的最高反射回波調為熒光屏滿幅的80％~90％高度，同時記錄不同橫通孔的dB值和深度值，以dB值為縱坐標，深度值為橫坐標，將記錄的各點連成平滑曲線，并延伸至整個探測范圍，即可得所測探頭DAC曲線。

采用上述測試方法后，能夠快速、準確地分別測試出探頭入射點、前沿距離、K值（或折射角）及繪制DAC曲線（距離-波幅曲線）。