[發明專利]基于超聲波法的鋼結構構件內部初始應力檢測裝置和方法

有效

• 申請號: 201410181350.2
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104142195B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 李祚華;滕軍;何京波
• 申請（專利權）人: 李祚華
• 主分類號: G01L1/25
• 分類號: G01L1/25;G01N29/04
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 韓英杰

1.一種基于超聲波法的鋼結構構件內部初始應力無損檢測裝置方法，其特征在于：包括通過先標定在役鋼結構構件復制品固定聲程的聲彈性系數B，檢測超聲波在役鋼結構構件中的聲時t的改變量，來求解鋼結構構件內部初始應力σ的方法。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述超聲波波型為臨界折射縱波。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述鋼結構構件包括以型鋼為代表的表面是平面的構件和以鋼管為代表的表面是曲面的構件，鋼結構構件的內部初始應力為鋼結構構件表面以下毫米級別深度的軸向應力。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述役鋼結構構件復制品為和在役鋼結構構件尺寸、材料相同的鋼結構構件，所述固定聲程是指兩個探頭之間的距離，距離取10mm-20mm。

5.根據權利要求1—4任一權利要求所述的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟，第一步是在役鋼結構構件的復制，第二步是復制鋼結構構件零應力狀態下超聲波傳播聲時t₀的測量，第三步是復制鋼結構構件聲彈性系數B的標定，第四步是在役鋼結構構件超聲波傳播聲時t的測量，第五步是在役鋼結構構件內部初始應力σ的求解。

6.一種實現權利要求1—5所述方法的鋼結構構件內部初始應力無損檢測裝置，其特征在于，包括：硬件平臺和軟件平臺的基礎上實施的，硬件平臺包括超聲波發生裝置、超聲波換能器、信號放大器、信號采集裝置，軟件平臺用于處理采集到的信號，求出鋼結構構件中的內部初始應力。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述超聲波發生裝置發射脈沖超聲波，發射超聲波的頻率范圍是0.5MHz-10MHz；信號采集裝置的采集頻率在2.5GSa/s以上。

8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述超聲波換能器，包括超聲波發射探頭和超聲波接收探頭，發射探頭的作用是將超聲波發生裝置發射的電信號轉換成超聲波信號，接收探頭的作用是將超聲波信號轉換成電信號，發射探頭和接收探頭的芯片均由壓電材料做成，探頭的發射角度和接收角度可變，收發同體。

9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述臨界折射縱波是通過調整發射探頭的入射角產生的，首先計算出超聲縱波能在鋼結構構件中產生臨界折射縱波的第一臨界折射角，再調整發射探頭的發射角和接收探頭的接收角，使之等于第一臨界折射角，這樣臨界折射縱波就會產生、發射、接收，第一個脈沖信號為臨界折射縱波。

10.根據權利要求6—9任一權利要求所述的裝置，其特征在于，還進一步包括帶屏蔽的BNC線，探頭與構件的耦合劑采用機油；曲面鋼結構構件楔塊。