[發明專利]一種用于測量高溫下表面波聲速的系統及方法

在審

• 申請號: 202010711934.1
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111721392A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 呂一楠;張紅軍;寇媛媛;孟永樂;朱婷;孫璞杰;李佼佼;薛開封
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發明公開了一種用于測量高溫下表面波聲速的系統及方法，包括試塊、溫控箱、超聲波換能器、超聲模塊及示波器，試塊上開設有線槽，試塊的左側位于溫控箱內，超聲波換能器位于試塊右端的側面上，且線槽位于溫控箱內，超聲模塊與示波器及超聲波換能器相連接，該系統及方法能夠較為準確的測量高溫下表面波的聲速。

技術領域

本發明涉及一種測量聲速的系統及方法，具體涉及一種用于測量高溫下表面波聲速的系統及方法。

背景技術

超聲檢測是常規無損檢測的主要方法之一，由于其具有靈敏度高、設備輕巧、操作方便、檢測效率高等優點，已廣泛應用于機械、電力、石化等行業。超聲檢測根據利用的波型不同，可分為橫波、縱波、表面波、板波等，不同波型在相同介質中的傳播速度也是不同的，且聲速是超聲檢測中的一項重要參數，它對缺陷定位的精確性有很大影響。聲速會隨著介質的特性、介質的溫度等因素的變化而變化，目前溫度對聲速的影響大多都是基于理論分析，實驗測試不多，高溫下聲速測量在國內外文獻中都不多見。

表面波是超聲波在介質中傳播的一種型式，它沿介質表面傳播，常用于發現表面及近表面的缺陷。在常溫下，可通過接觸式的方法測量表面波的聲速，而在高溫下測量聲速將面臨超聲波換能器和耦合劑的耐受性問題，換能器在高溫環境時會大幅度降低回波的靈敏度，耦合劑則會揮發或與氧氣發生化學反應，檢測精度較差。鑒于此，需要開發一種測量高溫下表面波聲速的系統及方法，以期為實現高溫下表面波在線檢測提供參考和依據。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種用于測量高溫下表面波聲速的系統及方法，該系統及方法能夠較為準確的測量高溫下表面波的聲速。

為達到上述目的，本發明所述的用于測量高溫下表面波聲速的系統包括試塊、溫控箱、超聲波換能器、超聲模塊及示波器，試塊上開設有線槽，試塊的左側位于溫控箱內，超聲波換能器位于試塊右端的側面上，且線槽位于溫控箱內，超聲模塊與示波器及超聲波換能器相連接。

線槽與試塊的左端面之間的距離為300mm。

線槽的寬度為0.2mm，線槽的深度為10mm，線槽的長度為50mm。

線槽沿周向分布。

試塊為長方體結構，試塊的長度、長度及高度分別為100mm、1000mm及10mm。

超聲波換能器與試塊之間設置耦合劑層。

本發明所述的用于測量高溫下表面波聲速的方法包括以下步驟：

通過溫控箱將試塊的左側加熱至預設溫度下，并保持在該預設溫度下，同時使得試塊右端面上的溫度小于50℃，超聲模塊產生電信號，并將所述電信號發送至超聲波換能器中，超聲波換能器將所述電信號轉換為表面波，該表面波經線槽及試塊的左端面時均產生回波，所述回波經超聲波換能器轉換為回波信號，超聲模塊接收所述回波信號，并通過示波器顯示所述回波信號，同時通過示波器測量線槽對應的回波信號與試塊左端面對應的回波信號之間的時間差，并根據所述時間差及線槽與試塊左端面之間的距離計算在該預設溫度下表面波的聲速。

本發明具有以下有益效果：

本發明所述的用于測量高溫下表面波聲速的系統及方法在具體操作時，通過溫控箱將試塊的左側加熱至預設溫度下，并保持在該預設溫度下，表面波經線槽及試塊的左端面時均產生回波，所述回波經超聲波換能器轉換為回波信號，超聲模塊接收所述回波信號，通過示波器測量線槽對應的回波信號與試塊左端面對應的回波信號之間的時間差，并根據所述時間差及線槽與試塊左端面之間的距離計算在該預設溫度下表面波的聲速，測量結果準確，可操作性強。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中試塊2的正視圖；

圖3為本發明中試塊2的俯視圖。