[發明專利]一種將超聲P波平測波速轉換為對測波速的測量方法

有效

• 申請號: 202010594363.8
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111780854B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 楊予;俞峰;王炎;徐浩
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00
• 代理公司: 杭州永曙知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33280
• 代理人: 商旭東

1.一種將超聲P波平測波速轉換為對測波速的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)標定準備

(1.1)制作各向同性材料棱柱體試件，棱柱體試件的截面最小邊長l_min大于超聲波波長λ，并制作出可固定平面換能器的光滑平面；

(1.2)超聲波檢測儀的發射與接收換能器外表面作出用于對比空間位置的定位標志線；

(2)平測聲時測定

(2.1)在棱柱體試件上選擇一個光滑平整的測試面，在上面畫出n條用于固定換能器的等間距測量標志線，測量標志線間距為d，其中n≥3；

(2.2)固定換能器，換能器內邊距在兩條測量標志線之間，換能器與測試面之間的壓力p≥30kPa，并保持不變，記錄和保持此時的換能器標志線對位關系為RP1，然后依次改變測距并測量聲時；

(2.3)在超聲波檢測儀上依次讀取每個測距上的首波聲時，并按測距從小到大記平測得到的聲時，測距二維數組為{(t₁,d),(t₂,2d),…}；

(3)對測 聲時測定

(3.1)沿步驟(2.1)畫出的測量標志線逐步切割棱柱體試件，每步切割完成后，在每個測距的切割截面形心上對位固定換能器，換能器與測試面之間的壓力p與平測時一致，記錄和保持此時的換能器標志線空間對位關系為RP2，

(3.2)在超聲波檢測儀上依次讀取每個測距上的首波聲時，并按測距從小大記對測得到的聲時，測距二維數組為{(t'₁,d),(t'₂,2d),…}

(4)換能器測距標定

(4.1)按最小二乘法對對測聲時的測距數據求線性回歸方程，設數據擬合為y＝y₁+c₁x形式，其中c₁為對測波速，y₁為擬合直線在y軸上的截距；

(4.2)按如下公式求出附加測距d₀：

其中n為測量標志線總數，ti為第i個測距上的平測聲時；

(4.3)取d₀為平測-對測波速轉換標定附加測距，其物理意義為平測條件下換能器以內邊緣間距S按空間對位關系RP1方式固定所測得的聲時，相當于對測條件下換能器以底面中心間距S+d₀按空間對位關系RP2方式固定所測得的聲時；

(5)計算

采用公式V＝(S+d₀)/t根據平測法測得的聲時計算等效對測波速，其中t為平測聲時，S為換能器內邊緣距離。

2.根據權利要求1所述的一種將超聲P波平測波速轉換為對測波速的測量方法，其特征在于，棱柱體試件采用水泥:砂1:3，且水:灰為0.5:1配合比的國標水泥膠砂制作并養護28天，以保證宏觀各向同性。

3.根據權利要求2所述的一種將超聲P波平測波速轉換為對測波速的測量方法，其特征在于，棱柱體試件采用100mm-150mm的方形截面，長度采用1000mm-1500mm。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種將超聲P波平測波速轉換為對測波速的測量方法，其特征在于，標志線間距d取50mm-100mm，并取測距數量n-1≥5。

5.根據權利要求1或2或3所述的一種將超聲P波平測波速轉換為對測波速的測量方法，其特征在于，換能器固定時采用表面有用于空間對位固定的刻度、能在30kPa到100kPa之間調節固定壓力的夾具；固定換能器時用凡士林作為耦合劑。

6.根據權利要求1或2或3所述的一種將超聲P波平測波速轉換為對測波速的測量方法，其特征在于，在超聲波檢測儀的示波器中根據波形讀取聲時，采用最大倍數或固定幅值讀數法中的一種完成所有測量，每個測距都進行16次讀數，去掉最大和最小的3個數據后求出波速平均值作為該測距上的波速。