[發(fā)明專利]用于無損檢查的超聲靶

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110761620.7
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113916991A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗朗索瓦·巴克
• 申請（專利權(quán)）人: 原子能和替代能源委員會
• 主分類號: G01N29/22
• 分類號: G01N29/22;G01N29/04;G01S7/521;G01S15/88
• 代理公司: 北京柏杉松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 侯麗英;謝攀

本發(fā)明的第一主題是一種超聲靶，其包括主反射器，該主反射器：?包括從一個主頂點(diǎn)延伸的三個主面，這些主面形成一個主三角形三面體；?限定面向該主頂點(diǎn)的一個主基平面，并形成該主三角形三面體的基底；靶的特征在于，其包括固定到主反射器的至少一個輔助反射器，該輔助反射器或每個輔助反射器：?包括從一個輔助頂點(diǎn)延伸的三個輔助面，這些輔助面形成一個輔助三角形三面體；?限定面向該輔助頂點(diǎn)的一個輔助基平面，并形成該輔助三角形三面體的基底。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及利用超聲波的無損檢查，并且特別地涉及對位于惡劣環(huán)境中的設(shè)備部件的檢查。

背景技術(shù)

某些工業(yè)裝置要接受定期檢查，以便檢驗(yàn)設(shè)備或結(jié)構(gòu)的完整性。執(zhí)行這些檢查是為了滿足監(jiān)管要求和/或滿足安全規(guī)定。這是有關(guān)于檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)或組件的完整性，或?qū)嵤┢涠ㄎ坏臋z查或尺寸檢查的問題。

然而，某些環(huán)境不適于基于常規(guī)圖像傳感器的視覺檢查技術(shù)。例如，這是一個溫度或輻射水平非常高的安裝問題。這也可以是有關(guān)于浸沒在不透明液體中或被不透明屏幕(例如金屬屏幕)掩蓋的環(huán)境的問題。在核工業(yè)中可能會遇到這種類型的條件，即例如在由液態(tài)鈉或液態(tài)鉛冷卻的快中子反應(yīng)堆中，或者甚至在與包括可能包含從外部不可見的設(shè)備內(nèi)部部件的儲罐的核燃料循環(huán)相關(guān)的裝置中的條件。

在這種類型的裝置中，超聲檢查技術(shù)允許克服這種類型的困難。它們允許在操作期間或周期性檢查期間或在維護(hù)或拆卸操作之前對裝置進(jìn)行監(jiān)控。然后利用了超聲波通過各種介質(zhì)(無論是液體還是固體)的傳播。

這種測量的原理是眾所周知的：發(fā)射器在待檢查的設(shè)備部件或結(jié)構(gòu)部件的方向上發(fā)射入射聲波。該設(shè)備部件或結(jié)構(gòu)部件反射入射波。然后由檢測器來檢測反射波的一部分。為了執(zhí)行這種類型的測量，通常使用同時扮演發(fā)射器和接收器角色的超聲換能器。入射波通常是脈沖的，或者采用短波列的形式。反射波，即傳播回到檢測器的波，通常被稱為“回波”。由于儀器的成熟并且由于相關(guān)聯(lián)成像軟件的高性能，聲學(xué)測量的實(shí)現(xiàn)方式是有利的。通常，利用反射聲波的幅度及其飛行時間。飛行時間對應(yīng)于入射聲波的發(fā)射與反射聲波(回波)的檢測之間的時間間隔。

然而，所發(fā)射或所反射的聲波通常在發(fā)射/接收換能器與作為檢查對象的設(shè)備之間經(jīng)歷衰減。當(dāng)將屏幕(例如一定厚度的金屬)插入在換能器與待檢查設(shè)備之間時，則情況尤其如此。為了增加朝向換能器傳播的反射波的強(qiáng)度，可以在被檢查設(shè)備上放置稱為三角形角反射器的靶。

三角形角反射器的操作原理是眾所周知的，尤其是在光學(xué)領(lǐng)域，因?yàn)槠涫怯嘘P(guān)于反射折射光學(xué)基本原理的問題。這樣的靶1_AA由3個正交平面組成，如圖1所示。當(dāng)暴露于平行于入射軸線Δ_i來傳播的入射聲波時，這樣的三角形角反射器(通常稱為“立方角”，cubecorner)擁有沿著平行于入射波軸線的傳播軸線Δr來反射超聲波的特性。這是由于聲波從靶的各個正交面進(jìn)行了三次連續(xù)反射。當(dāng)將入射角限制為相對于靶主基平面的法線成約25°至30°時，可以觀察到這種特性。反射波的強(qiáng)度隨著靶的面積并隨著入射軸線Δ_i相對于靶的中心度而增加。因此，靶為有合格回波的，因?yàn)槠渖傻幕夭ū绕矫姹诘溺R面反射所產(chǎn)生的回波更強(qiáng)烈。

例如在EP2192593中已經(jīng)描述了使用靶來反射聲波。在該文獻(xiàn)中，靶被放置在設(shè)備部件上，在本例中為核反應(yīng)堆的泵上。靶要么是平面的，要么是由兩個正交平面形成的。其用作超聲反射器以用于檢查設(shè)備的振動，無論其是有關(guān)于檢查振動幅度還是檢查振動頻率的問題。文獻(xiàn)JP56004006描述了使用三角形角反射器來反射聲波。

EP2937711中描述了使用放置在設(shè)備的同一部件上但位于多個不同定位的三角形形狀的各種反射靶。這是為了檢查振動而反射電磁波的問題。

應(yīng)當(dāng)注意，上述文獻(xiàn)中都沒有描述使用固定到設(shè)備部件并且旨在單獨(dú)用作聲學(xué)反射器以允許對設(shè)備部件的運(yùn)動進(jìn)行定量估計(jì)的三角形角反射器。下文描述的本發(fā)明解決了這個問題。其允許對用作超聲反射器的靶已經(jīng)固定到其上的設(shè)備部件的運(yùn)動(尤其是二維或三維運(yùn)動)進(jìn)行定量估計(jì)。可以利用單個靶來估計(jì)該運(yùn)動。

發(fā)明內(nèi)容