一种利用等效试块进行小角度纵波检测的方法

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种利用等效试块进行小角度纵波检测的方法。

背景技术

超声检测是常规无损检测的主要方法之一，由于其具有灵敏度高、设备轻巧、操作方便、检测效率高等优点，已广泛应用于机械、电力、石化等行业。超声检测根据利用的波型不同，可分为横波、纵波、表面波、板波等，纵波根据折射角的大小又分为0°纵波、小角度纵波和大角度纵波。

小角度纵指折射角为4°～12°的纵波，常用于检测高温紧固件、大厚壁窄间隙焊缝以及其它特殊结构工件，目前小角度纵波检测系统的扫描基线校准、基准灵敏度确定以及曲线制作等工作，至少需要两块试块才能完成测试，测试效率低，增加了经济成本，且不便于携带；测试过程中步骤多、数据多，且数据测量时依赖测试人员的熟练程度，普遍存在较大的人为误差。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用等效试块进行小角度纵波检测的方法，操作便捷、便于携带，能够精确完成小角度纵波检测系统的扫描基线校准、基准灵敏度确定以及曲线制作，且测试效率高、成本低、结果精确。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种利用等效试块进行小角度纵波检测的方法，所用等效试块包括试块本体，试块本体的中轴线两侧分别设有第一横通孔组和第二横通孔组，第一横通孔组和第二横通孔组包含若干条设在试块本体不同竖直高度处且贯通试块本体前后方向的横通孔；试块本体的上端面和下端面均沿水平方向设有刻度；

利用所述等效试块进行小角度纵波检测的方法，包括：

将小角度纵波换能器、超声检测装置和示波器进行连接；

扫描基线校准：根据待测工件的规格，在第一横通孔组或第二横通孔组中选择匹配的横通孔；将小角度纵波换能器置于上端面或下端面，对准所述横通孔，移动小角度纵波换能器，直至示波器显示所述横通孔的最高回波，读取小角度纵波换能器所在上端面或下端面刻度的零刻线与小角度纵波换能器入射端的距离L

基准灵敏度校准：根据待测工件的规格，在第一横通孔组或第二横通孔组中选择匹配的横通孔；将小角度纵波换能器置于上端面或下端面，对准所述横通孔，移动小角度纵波换能器，直至找到所述横通孔的最高波回波，利用闸门锁定；然后调节增益，将所述回波的幅度调整至80％，再依次锁定并确定，完成所述横通孔的基准灵敏度校准；

曲线制作：在第一横通孔组或第二横通孔组中选择至少两个横通孔，进行基准灵敏度校准，逐点测试采样，采样结束后，在示波器上显示一条平滑的曲线，完成曲线制作。

优选地，前沿L

优选地，计算前沿L

优选地，上端面上设有第一刻度，下端面上设有第二刻度；第一刻度的零刻度线、第二刻度的零刻度线和试块本体的中轴线位于同一平面内。

进一步优选地，第一刻度和第二刻度中相邻刻度线之间的距离为1mm。

进一步优选地，第一刻度和第二刻度单侧的最大量程为70mm。

进一步优选地，试块本体的长度为160mm，宽度为40mm，高度为150mm。

进一步优选地，第一横通孔组包括第一横通孔、第二横通孔、第三横通孔和第四横通孔，第二横通孔组包括第五横通孔、第六横通孔和第七横通孔；第一横通孔、第二横通孔、第三横通孔、第四横通孔、第五横通孔、第六横通孔和第七横通孔与上端面的垂直距离依次分别为20mm、60mm、100mm、140mm、40mm、80mm和120mm；第一横通孔、第二横通孔、第三横通孔和第四横通孔与第一刻度零刻线的水平距离分别为60mm、50mm、40mm和30mm；第五横通孔、第六横通孔和第七横通孔与第二刻度零刻线的水平距离分别为60mm、50mm和40mm。

进一步优选地，第一横通孔、第二横通孔、第三横通孔、第四横通孔、第五横通孔、第六横通孔和第七横通孔的孔径均为2mm，长度均为40mm。

进一步优选地，上端面和下端面的粗糙度均小于等于1.6um，试块本体上其余面的粗糙度小于等于3.2um。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的利用等效试块进行小角度纵波检测的方法，在同一个试块本体的两侧分别设置第一横通孔组和第二横通孔组，并在上端面和下端面均沿水平方向设有刻度，只需要一个试块，就能完成扫描基线校准、基准灵敏度确定以及曲线制作，方便操作、便于携带。第一横通孔组和第二横通孔组中的若干横通孔，分别位于试块本体的不同竖直高度，当从上端面或下端面进行检测时，能够进行多个深度的检测，从而最大程度地满足多种尺寸规格工件的检测要求，适应范围广。该方法的步骤简便、数据处理量小，不依赖操作者的经验和技能水平，具有良好的应用前景。

进一步地，计算前沿和折射角时，选择同一横通孔组内的多个横通孔，分别获得每个横通孔的前沿和折射角并分别计算平均值，能够提高数据的精准性。

附图说明

图1为本发明所用等效试块的整体结构示意图；

图2为本发明所用等效试块的结构剖面示意图；

图3为本发明检测时的状态示意图。

图中，1为试块本体、2为上端面、3为下端面、4为第一刻度、5为第二刻度、6为第一横通孔组、6-1为第一横通孔、6-2为第二横通孔、6-3为第三横通孔、6-4为第四横通孔、7为第二横通孔组、7-1为第五横通孔、7-2为第六横通孔、7-3为第七横通孔、8为小角度纵波换能器、9为超声检测装置、10为示波器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明的利用等效试块进行小角度纵波检测的方法，所用等效试块如图1和图2，包括试块本体1，试块本体1的中轴线两侧分别设有第一横通孔组6和第二横通孔组7，第一横通孔组6和第二横通孔组7包含若干条设在试块本体1不同竖直高度处且贯通试块本体1前后方向的横通孔；试块本体1的上端面2和下端面3均沿水平方向设有刻度；

利用所述等效试块进行小角度纵波检测的方法，包括：

如图3，将小角度纵波换能器8、超声检测装置9和示波器10进行连接；

扫描基线校准：根据待测工件的规格，在第一横通孔组6或第二横通孔组7中选择匹配的横通孔；将小角度纵波换能器8置于上端面2或下端面3，对准所述横通孔，移动小角度纵波换能器8，直至示波器10显示所述横通孔的最高回波，读取小角度纵波换能器8所在上端面2或下端面3刻度的零刻线与小角度纵波换能器8入射端的距离L

基准灵敏度校准：根据待测工件的规格，在第一横通孔组6或第二横通孔组7中选择匹配的横通孔；将小角度纵波换能器8置于上端面2或下端面3，对准所述横通孔，移动小角度纵波换能器8，直至找到所述横通孔的最高波回波，利用闸门锁定；然后调节增益，将所述回波的幅度调整至80％，再依次锁定并确定，完成所述横通孔的基准灵敏度校准；

曲线制作：在第一横通孔组6或第二横通孔组7中选择至少两个横通孔，进行基准灵敏度校准，逐点测试采样，采样结束后，在示波器10上显示一条平滑的曲线，完成曲线制作。

在本发明的一个较优的实施例中，上端面2上设有第一刻度4，下端面3上设有第二刻度5；第一刻度4的零刻度线、第二刻度5的零刻度线和试块本体1的中轴线位于同一平面内。

在本发明的一个较优的实施例中，上端面2和下端面3的粗糙度均小于等于1.6um，试块本体1上其余面的粗糙度小于等于3.2um。

下面以一个具体实施例来对本发明进行进一步地解释说明：

本实施例中，试块本体1的长度为160mm，宽度为40mm，高度为150mm；第一刻度4和第二刻度5中相邻刻度线之间的距离为1mm；第一刻度4和第二刻度5单侧的最大量程为70mm。

第一横通孔组6包括第一横通孔6-1、第二横通孔6-2、第三横通孔6-3和第四横通孔6-4，第二横通孔组7包括第五横通孔7-1、第六横通孔7-2和第七横通孔7-3；第一横通孔6-1、第二横通孔6-2、第三横通孔6-3、第四横通孔6-4、第五横通孔7-1、第六横通孔7-2和第七横通孔7-3与上端面2的垂直距离依次分别为20mm、60mm、100mm、140mm、40mm、80mm和120mm；第一横通孔6-1、第二横通孔6-2、第三横通孔6-3和第四横通孔6-4与第一刻度4零刻线的水平距离分别为60mm、50mm、40mm和30mm；第五横通孔7-1、第六横通孔7-2和第七横通孔7-3与第二刻度5零刻线的水平距离分别为60mm、50mm和40mm。第一横通孔6-1、第二横通孔6-2、第三横通孔6-3、第四横通孔6-4、第五横通孔7-1、第六横通孔7-2和第七横通孔7-3的孔径均为2mm，长度均为40mm。

进行检测时具体操作过程为：

将小角度纵波换能器8放置于试块本体1的上端面2上，对准第一横通孔组6中的第三横通孔6-3，移动小角度纵波换能器8，使示波器10显示为第三横通孔6-3的最高波回波，读取第一刻度4的零刻度线与小角度纵波换能器8入射端的距离显示值，记录为L

在实际测试时，为更加精确校准小角度纵波换能器8的前沿值和折射角度，可多次重复上述步骤，得L

将小角度纵波换能器8放置于试块本体1的上端面2上，根据检测对象的实际情况，在示波器10上将范围调整到合适的值，并将小角度纵波换能器8对准第一横通孔组6内合适深度的横通孔，移动小角度纵波换能器8，直到找出该横通孔的最高波回波，利用闸门锁定该回波，然后调节增益，将该回波的幅度调整至80％，再依次按锁定键及确定键，完成该横通孔的测试，即可完成该横通孔的基准灵敏度校准；当需要曲线的制作，至少选择两个不同深度的横通孔，依次按照上述方法逐点测试采样，最后按确定键结束测试采样，此时在示波器10上显示一条平滑的曲线。同样的，可根据检测对象的要求，在试块本体1的下端面3上，利用第二横通孔组7及第二刻度5，采用上述方法，完成对所需深度横通孔的基准灵敏度校准或曲线制作。利用本实施例的试块，能够完成14个不同深度横通孔的扫描基线校准、基准灵敏度确定以及曲线制作。

需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式的一部分，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。