[發(fā)明專利]一種螺栓應(yīng)力的超聲波雙波高可靠性檢測(cè)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111416534.9
• 申請(qǐng)日: 2021-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114184313A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金怡勝;楊龍;周新宗;謝明明;李坤;趙陽(yáng);朱緒祥;沈宇平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州博昇科技有限公司
• 主分類號(hào): G01L5/24
• 分類號(hào): G01L5/24
• 代理公司: 蘇州博格華瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32558
• 代理人: 丁浩秋

本發(fā)明公開(kāi)了一種螺栓應(yīng)力的超聲波雙波的可靠性檢測(cè)方法，包括：將第一、第二超聲波雙波換能器設(shè)置在被測(cè)螺栓的兩端，第一超聲波雙波換能器用于發(fā)射和接收超聲波橫波或縱波，所述第二超聲波雙波換能器用于接收超聲波橫波或縱波，所述第一、第二超聲波雙波換能器之間具備發(fā)射或者接收的觸發(fā)同步通訊功能；將第一超聲波雙波換能器產(chǎn)生的橫波或縱波在被測(cè)螺栓內(nèi)傳播；對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，若第一超聲波雙波換能器收到的飛行時(shí)間與第二超聲波雙波換能器收到的相同模式的飛行時(shí)間的2倍相差不超過(guò)四分之一個(gè)發(fā)射周期T時(shí)，則測(cè)量的飛行時(shí)間通過(guò)驗(yàn)證，否則，不通過(guò)驗(yàn)證。可以校驗(yàn)得到的超聲波飛行時(shí)間數(shù)據(jù)的可靠性，避免多種測(cè)量誤差，測(cè)量精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲波雙波測(cè)量螺栓應(yīng)力的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種螺栓應(yīng)力的超聲波雙波高可靠性檢測(cè)方法及裝置，尤其適用于螺栓應(yīng)力可靠性和精度要求非常高的場(chǎng)景。

背景技術(shù)

超聲波雙波檢測(cè)螺栓應(yīng)力/拉力的原理以及方法已經(jīng)有不少公開(kāi)的文獻(xiàn)，并且形成了一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，比如ASTM1685-20，GB/T38952-2020等等。這些文獻(xiàn)主要規(guī)定了超聲波探頭放置在螺栓兩個(gè)端面中的一個(gè)端面，利用脈沖反射法獲取的超聲波縱波和橫波聲時(shí)(飛行時(shí)間)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算螺栓的拉力和應(yīng)力。但是這些公開(kāi)的文獻(xiàn)中沒(méi)有對(duì)獲取的聲時(shí)(飛行時(shí)間)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，或者對(duì)數(shù)據(jù)可靠性做進(jìn)一步的說(shuō)明，只是通過(guò)對(duì)一些檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行規(guī)范性來(lái)保證獲得的聲時(shí)(飛行時(shí)間)數(shù)據(jù)的有效性。

螺栓應(yīng)力的超聲波雙波檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明了螺栓應(yīng)力與超聲波的飛行時(shí)間成線性關(guān)系，但是不同的設(shè)備廠商在拉力機(jī)上校準(zhǔn)的線性關(guān)系中的初值和斜率有可能不相同，這是由于各個(gè)設(shè)備廠商硬件軟件相關(guān)的固有系統(tǒng)誤差帶來(lái)的，比如說(shuō)設(shè)備的零點(diǎn)校準(zhǔn)有錯(cuò)誤，又比如在進(jìn)行拉力機(jī)校準(zhǔn)時(shí)一直錯(cuò)誤地選擇了一個(gè)錯(cuò)誤的閘門內(nèi)峰值。雖然如此，不同的超聲波設(shè)備生產(chǎn)廠商一般都可以通過(guò)自己設(shè)備在拉力機(jī)上校準(zhǔn)的螺栓拉力與飛行時(shí)間的線性關(guān)系，利用這些有可能不正確的校準(zhǔn)參數(shù)測(cè)量出同批次其它螺栓正確的拉力值，不管校準(zhǔn)時(shí)的線性關(guān)系中的斜率與初值是否為正確的數(shù)值；而這是符合螺栓拉力檢測(cè)的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的。但是一旦用這些帶有設(shè)備系統(tǒng)誤差的錯(cuò)誤校準(zhǔn)參數(shù)去測(cè)量在役狀態(tài)的螺栓，有非常高的概率會(huì)造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，得出錯(cuò)誤的螺栓應(yīng)力值。

對(duì)于有些高字體螺栓或者一些其中一個(gè)端面有凹面的螺栓，現(xiàn)有的超聲波雙波國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有具體的測(cè)量規(guī)范流程，這時(shí)候如果確實(shí)有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的應(yīng)用需求，超聲波雙波測(cè)量所用的參數(shù)是否可靠以及校驗(yàn)方法就變得尤為重要。

通常在役螺栓的種類非常繁多，不可能每種類型的螺栓都經(jīng)過(guò)繁復(fù)的拉力機(jī)校準(zhǔn)過(guò)程來(lái)得到超聲波檢測(cè)參數(shù)。這樣，精確的螺栓拉力超聲波檢測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)就非常重要，而建設(shè)這些精確的螺栓應(yīng)力超聲波檢測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)采用以往的方法并不能夠保證其可靠性和應(yīng)用精度。本發(fā)明因此而來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明目的是：提供了一種螺栓應(yīng)力的超聲波雙波高可靠性檢測(cè)方法，在超聲波雙波檢測(cè)螺栓應(yīng)力的同時(shí)校驗(yàn)得到的超聲波飛行時(shí)間數(shù)據(jù)的可靠性，極大地提高了超聲波飛行時(shí)間測(cè)量的可靠性，從而可以得到可靠性高的螺栓應(yīng)力，該方法可以一次性獲得大量有效的數(shù)據(jù)，計(jì)算方法簡(jiǎn)單，效率高，可以避免多種測(cè)量誤差，測(cè)量精度高。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種螺栓應(yīng)力的超聲波雙波的可靠性檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S01：將第一超聲波雙波換能器設(shè)置在被測(cè)螺栓的一端，所述被測(cè)螺栓的另一端設(shè)置第二超聲波雙波換能器，所述第一超聲波雙波換能器用于發(fā)射和接收超聲波橫波或縱波，所述第二超聲波雙波換能器用于接收超聲波橫波或縱波，所述第一、第二超聲波雙波換能器之間具備發(fā)射或者接收的觸發(fā)同步通訊功能；

S02：將第一超聲波雙波換能器產(chǎn)生的橫波或縱波在被測(cè)螺栓內(nèi)傳播；分別測(cè)量第一超聲波雙波換能器和第二超聲波雙波換能器收到回波信號(hào)的飛行時(shí)間；