一种测定不同温度下超声纵波衰减系数的方法

技术领域

本发明涉及一种测定衰减系数的方法，具体涉及一种测定不同温度下超声纵波衰减系数的方法。

背景技术

超声纵波属于超声波的一种，在介质中传播时由于波束扩散、晶粒散射和介质吸收的原因会导致超声波能量衰减。其中波束扩散引起衰减只与波阵面的形状有关，平面波不会因扩散衰减，柱面波与球面波随扩散距离的增加而声压减小，晶粒散射和介质吸收引起的衰减在超声波传播过程中普遍存在。另外，传播介质中的位错、磁畴壁和残余应力等也会引起超声波的衰减。获得超声波的衰减系数对于掌握超声波在介质中的传播特点以及更好地利用超声波进行实际检测工作具有重要意义。

目前，超声波衰减系数采用薄板工件和厚板或粗圆柱体进行测定，用于测定超声纵波的衰减系数。对于薄板的衰减系数测定，不考虑扩散衰减，利用多次底波之间的波幅差异和板厚计算得出超声纵波的衰减系数，该方法要求薄板上下表面光洁且相互平行，未考虑扩散衰减。对于厚板或粗圆柱体的衰减系数测定，利用一次底波和二次底波之间的幅值差异和板厚计算得出超声纵波的衰减系数，该方法对扩散衰减以估值的方式处理。以上两种方法对反射造成的超声波能量损失均以估值方式处理，测定准确度有待进一步提高。

另外，目前对于超声波衰减系数的测定方法以常温下纵波穿过工件到达底面的多次反射底波为主，不同温度下超声纵波的衰减不同，特别是在高温下超声波衰减增大，使用间接耦合方法时能量较难满足测量需求，使用直接耦合方法时需要专用高温超声波换能器，且因为耦合剂的存在使待测部位温度均匀性较难控制，因而目前常用的测定超声纵波衰减系数的方法不适用于高温下超声纵波衰减系数的测定。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种测定不同温度下超声纵波衰减系数的方法，该方法能够准确测定超声纵波在不同工件及温度下的衰减系数。

为达到上述目的，本发明所述的测定不同温度下超声纵波衰减系数的方法包括以下步骤：

1)制备包含n个不同长度传播路径的测定试块，其中，测定试块的上端面为平整面，测定试块的下端面为阶梯状结构；

2)将测定试块下端面的温度调节至待测温度，并保持恒温；

3)在测定试块的上端面放置超声纵波换能器，利用超声纵波换能器激发产生超声纵波，并沿垂直于测定试块上端面的方向向测定试块下端面传播，然后经测定试块的下端面反射后返回到超声纵波换能器中，通过调节超声仪器的增益，使回波波幅为80％满屏，记录此时增益值B

4)计算超声纵波衰减系数

测定试块上任一侧壁到测定主声束轴线的距离

测定试块的上端面与下端面相平行。

超声纵波换能器的数量为1个，超声纵波换能器的频率为0.5～10MHz。

超声纵波回波的波幅为回波在波峰位置的波幅。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的测定不同温度下超声纵波衰减系数的方法在具体操作时，制备包含n个不同长度传播路径的测定试块，其中，测定试块的上端面为平整面，测定试块的下端面为阶梯状结构，在测试时，将测定试下端面的温度调节至待测温度，再利用超声纵波换能器激发超声纵波，并沿垂直于测定试块上端面的方向向测定试块下端面传播，同时调节回波波幅至80％满屏，记录不同传播距离的增益值，然后以此计算超声纵波衰减系数，继而准确测量超声纵波在不同工件及温度下的衰减系数，操作方便、简单。

附图说明

图1为本发明测定方法的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的测定不同温度下超声纵波衰减系数的方法包括以下步骤：

1)制备包含n个不同长度传播路径的测定试块，其中，测定试块的上端面为平整面，测定试块的下端面为阶梯状结构；

2)将测定试块下端面的温度调节至待测温度，并保持恒温；

3)在测定试块的上端面放置超声纵波换能器，利用超声纵波换能器激发产生超声纵波，并沿垂直于测定试块上端面的方向向测定试块下端面传播，然后经测定试块的下端面反射后返回到超声纵波换能器中，通过调节超声仪器的增益，使回波波幅为80％满屏，记录此时增益值B

4)计算超声纵波衰减系数

测定试块上任一侧壁到测定主声束轴线的距离

测定试块的上端面与下端面相平行。

超声纵波换能器的数量为1个，超声纵波换能器的频率为0.5～10MHz。

超声纵波回波的波幅为回波在波峰位置的波幅。