專利名稱：超聲波弧面斜探頭參數(shù)測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波探傷技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
常規(guī)超聲波探傷中廣泛使用的對平面超聲波斜探頭，可借助現(xiàn)有的CSK-IA等多種標(biāo)準(zhǔn)試塊用常規(guī)方法對探頭的入射點(diǎn)及K值等參數(shù)進(jìn)行測量。但在中、小直徑管道或彎頭內(nèi)壁縱向裂紋進(jìn)行超聲波探傷時，超聲波斜探頭接觸面需修磨為弧面，而對弧面斜探頭的入射點(diǎn)、前沿尺寸、折射角和K值等參數(shù)的測量用常規(guī)方法難以實現(xiàn)，從而無法實現(xiàn)對中小徑管道彎頭內(nèi)外壁縱向裂紋的超聲波探傷，因此超聲波弧面斜探頭得參數(shù)的準(zhǔn)確測量成為急需解決的一個難題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供超聲波弧面斜探頭參數(shù)測量方法，借助設(shè)計的專用試塊，可實現(xiàn)對超聲波弧面斜探頭參數(shù)的較準(zhǔn)確測量，從而可實現(xiàn)對中小徑管道彎頭內(nèi)外壁縱向裂紋的超聲波探傷。
本本發(fā)明的主要技術(shù)方案是超聲波弧面斜探頭參數(shù)測量方法，其特征在于借助雙弧形專用試塊，測量接觸面為弧形的斜探頭入射點(diǎn)、前沿尺寸、折射角和K值及斜探頭與儀器組合的分辨力；所述的雙弧形專用試塊的結(jié)構(gòu)為其形狀為柱狀體，其橫截面是由兩個等直徑的雙半圓二弧面相對重疊而構(gòu)成的雙弧形，柱狀體上設(shè)有由大、小兩個同軸孔形成的標(biāo)準(zhǔn)反射體，同軸孔形成的標(biāo)準(zhǔn)反射體的中心通過雙弧形的公共弦線，且通過端面雙弧形中以二圓心連線為斜邊的直角三角形的直角頂點(diǎn)。
所述的具體測量方法為 (1)、弧形斜探頭入射點(diǎn)、前沿尺寸測量方法 將斜探頭置于試塊的上弧面圓心O點(diǎn)附近，前后移動探頭，找到試塊左側(cè)下弧面的最大反射波，此時與試塊上圓心O點(diǎn)標(biāo)記線對應(yīng)的探頭位置即為探頭入射點(diǎn)，該點(diǎn)與探頭前端的距離即為探頭的前沿尺寸L； (2)、弧形斜探頭折射角和K值測量方法 將探頭置于試塊上弧面右半邊，前后移動探頭，找到試塊右側(cè)小同軸孔的最大反射波，測量探頭入射點(diǎn)A與小同軸孔反射體圓心B的距離，并記錄為S；在ΔCAB中，AC＝R，CB＝Rsin45°； 由余弦定理可知CB2＝AB2+AC2-2CB×ABcos β——(式1) 代入數(shù)據(jù)后等到 cosβ＝(S2+R2-(Rsin45°)2)/2SRsin45°——(式2) 式2中β——探頭折射角 R——試塊上兩圓弧半徑 S——實測探頭入射點(diǎn)與小同軸孔反射體圓心B的距離 由于R、S已知即可由式2計算出探頭折射角β的數(shù)值； 而探頭K值可由下式得到 K＝tgβ——(式3) 至此，實現(xiàn)了對弧形斜探頭折射角和K值測量； (3)、斜探頭與儀器組合分辨力參數(shù)的測量方法 將探頭置于上弧面，前后移動探頭，首先找到試塊右側(cè)小同軸孔的最大反射波，然后向圖2示試塊中心平移探頭，使大小同軸孔反射波在儀器示波屏上同呈且等高時，測量兩反射波的相關(guān)數(shù)據(jù)，即可得到斜探頭與儀器組合分辨力參數(shù)。
本發(fā)明的積極效果是與已有技術(shù)對比，借助設(shè)計的專用試塊，可實現(xiàn)對超聲波弧面斜探頭參數(shù)的較準(zhǔn)確測量，較好地解決了接觸面為弧面的斜探頭入射點(diǎn)、前沿尺寸、折射角和K值以及斜探頭與儀器組合后分辨力參數(shù)的測量難題，從而可實現(xiàn)對中小徑管道彎頭內(nèi)外壁縱向裂紋的超聲波探傷。
以下結(jié)合實施例及附圖作詳述，但不作為對本發(fā)明的限定。



圖1是本發(fā)明測量方法中用的專用試塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的右視圖。
圖3是本發(fā)明測量方法中的超聲波弧面斜探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施例方式 本發(fā)明接觸面為弧面的超聲波斜探頭測量方法實施例 參見圖1、圖2、圖3。使用的雙凸形專用試塊的結(jié)構(gòu)為其形狀為柱狀體，其橫截面是由兩個等直徑的雙半圓二弧面相對重疊而構(gòu)成的雙弧形，柱狀體上設(shè)有由兩個同軸孔形成的標(biāo)準(zhǔn)反射體，同軸孔形成的標(biāo)準(zhǔn)反射體的中心通過雙弧形的公共弦線，且通過端面雙弧形中以二圓心連線為斜邊的直角三角形的直角頂點(diǎn)。
具體測量方法為 1、弧形斜探頭入射點(diǎn)、前沿尺寸測量方法 如圖1示，將斜探頭置于試塊的上弧面圓心O點(diǎn)附近，前后移動探頭，找到試塊左側(cè)下弧面的最大反射波，此時與試塊上圓心O點(diǎn)標(biāo)記線對應(yīng)的探頭位置即為探頭入射點(diǎn)，該點(diǎn)與探頭前端的距離即為探頭的前沿尺寸L(如圖3示)。
2、弧形斜探頭折射角和K值測量方法 如圖1、圖2所示，將探頭置于試塊上弧面右半邊，前后移動探頭，找到試塊右側(cè)小同軸孔的最大反射波，測量圖1中探頭入射點(diǎn)A與小同軸孔反射體圓心B的距離，并記錄為S；在ΔCAB中，AC＝R，CB＝Rsin45°； 由余弦定理可知CB2＝AB2+AC2-2CB×ABcos β——(式1) 代入數(shù)據(jù)后等到 cosβ＝(S2+R2-(Rsin45°)2)/2SRsin45°——(式2) 式2中β——探頭折射角。
R——試塊上兩圓弧半徑。
S——實測探頭入射點(diǎn)與小同軸孔反射體圓心B的距離。
由于R、S已知即可由式2計算出探頭折射角β的數(shù)值。
而探頭K值可由下式得到 K＝tgβ——(式3) 至此，實現(xiàn)了對弧形斜探頭折射角和K值測量。
3、斜探頭與儀器組合分辨力參數(shù)的測量方法 探頭與儀器組合分辨力，是指探頭與儀器共同使用時，區(qū)分或發(fā)現(xiàn)相鄰缺陷的能力，是衡量探頭與儀器性能好壞的一個重要指標(biāo)。
測量方法將探頭置于圖1上弧面，前后移動探頭，首先找到試塊右側(cè)小同軸孔的最大反射波，然后向圖2示試塊中心平移探頭，使大小同軸孔反射波在儀器示波屏上同呈且等高時，測量兩反射波的相關(guān)數(shù)據(jù)，即可得到斜探頭與儀器組合分辨力參數(shù)。
權(quán)利要求
1、超聲波弧面斜探頭參數(shù)測量方法，其特征在于借助雙弧形專用試塊，測量接觸面為弧形的斜探頭入射點(diǎn)、前沿尺寸、折射角和K值及斜探頭與儀器組合的分辨力；所述的雙弧形專用試塊的結(jié)構(gòu)為其形狀為柱狀體，其橫截面是由兩個等直徑的雙半圓二弧面相對重疊而構(gòu)成的雙弧形，柱狀體上設(shè)有由大、小兩個同軸孔形成的標(biāo)準(zhǔn)反射體，同軸孔形成的標(biāo)準(zhǔn)反射體的中心通過雙弧形的公共弦線，且通過端面雙弧形中以二圓心連線為斜邊的直角三角形的直角頂點(diǎn)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波弧面斜探頭參數(shù)測量方法，其特征在于測量方法為
(1)、弧形斜探頭入射點(diǎn)、前沿尺寸測量方法
將斜探頭置于試塊的上弧面圓心O點(diǎn)附近，前后移動探頭，找到試塊左側(cè)下弧面的最大反射波，此時與試塊上圓心O點(diǎn)標(biāo)記線對應(yīng)的探頭位置即為探頭入射點(diǎn)，該點(diǎn)與探頭前端的距離即為探頭的前沿尺寸L；
(2)、弧形斜探頭折射角和K值測量方法
將探頭置于試塊上弧面右半邊，前后移動探頭，找到試塊右側(cè)小同軸孔的最大反射波，測量探頭入射點(diǎn)A與小同軸孔反射體圓心B的距離，并記錄為S；在ΔCAB中，AC＝R，CB＝Rsin45°；
由余弦定理可知CB2＝AB2+AC2-2CB×ABcos β --(式1)
代入數(shù)據(jù)后等到
cosβ＝(S2+R2-(Rsin45°)2)/2SRsin45°--(式2)
式2中β--探頭折射角
R--試塊上兩圓弧半徑
S--實測探頭入射點(diǎn)與小同軸孔反射體圓心B的距離
由于R、S已知即可由式2計算出探頭折射角β的數(shù)值；
而探頭K值可由下式得到
K＝tgβ--(式3)
至此，實現(xiàn)了對弧形斜探頭折射角和K值測量；
(3)、斜探頭與儀器組合分辨力參數(shù)的測量方法
將探頭置于上弧面，前后移動探頭，首先找到試塊右側(cè)小同軸孔的最大反射波，然后向圖2示試塊中心平移探頭，使大小同軸孔反射波在儀器示波屏上同呈且等高時，測量兩反射波的相關(guān)數(shù)據(jù)，即可得到斜探頭與儀器組合分辨力參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明為超聲波弧面斜探頭參數(shù)測量方法，涉及超聲波探傷技術(shù)領(lǐng)域。借助雙弧形專用試塊，測量接觸面為弧形的斜探頭入射點(diǎn)、前沿尺寸、折射角和K值及斜探頭與儀器組合的分辨力；所述的雙弧形專用試塊的結(jié)構(gòu)為其形狀為柱狀體，其橫截面是由兩個等直徑的雙半圓二弧面相對重疊而構(gòu)成的雙弧形，柱狀體上設(shè)有由大、小兩個同軸孔形成的標(biāo)準(zhǔn)反射體，同軸孔形成的標(biāo)準(zhǔn)反射體的中心通過雙弧形的公共弦線，且通過端面雙弧形中以二圓心連線為斜邊的直角三角形的直角頂點(diǎn)。本發(fā)明很好地解決了接觸面為弧面的斜探頭的參數(shù)測量難題，從而可實現(xiàn)對中小徑管道彎頭內(nèi)外壁縱向裂紋較準(zhǔn)確的超聲波探傷。
文檔編號G01B5/00GK101644557SQ20091007499
公開日2010年2月10日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者李樹軍, 牛曉光, 郝紅衛(wèi), 郝曉軍 申請人:河北省電力研究院