一种超声波探伤仪大角度及小角度纵波斜探头校准方法.pdf

本发明公开了一种超声波探伤仪大角度及小角度纵波斜探头校准方法，涉及一种仪器校准方法，包括一超声波探伤仪，依次包括以下步骤：准备一用于探头校准的试块，以及一大角度或小角度纵波斜探头，试块应当为实际探伤时工件所使用的材料，并在试块的三倍近场以外，分别钻2个水平高度分别为h1≠h2的孔；使用探头在试块上来回移动，直到两孔各自分别在超声波探伤仪上显示最高反射回波，分别得到探头内超声波发出端至两孔的距离S1和S2，并测量此时两孔到探头前端的距离L1和L2；按照一数学模型得到探头内部声程a、探头前置声程b及探头K值：本发明弥补现在没有合适方法和试块校准纵波斜探头的K值，探头内部声程a和前置声程b的局限。

权利要求书
1.  一种超声波探伤仪大角度及小角度纵波斜探头校准方法，包括一超声波探伤仪，其通过探头发射超声波进行工件探伤，其特征在于，本方法依次包括以下步骤：
1)准备一用于探头校准的试块，以及一用于超声波探伤仪的大角度或小角度纵波斜探头，试块应当为实际探伤时工件所使用的材料，并在试块的三倍近场以外，分别钻2个距离试块上表面水平高度分别为h1和h2的孔，孔直径为φ，且h1≠h2；
2)使用探头在试块上表面来回移动，直到高度h1的孔在超声波探伤仪上显示最高反射回波，得到探头内超声波发出端至该孔的距离S1，并测量此时该孔到探头前端的距离L1；然后再移动探头，直到高度h2的孔在超声波探伤仪上显示最高反射回波，得到探头内超声波发出端至该孔的距离S2，并测量此时该孔到探头前端的距离L2；
3)按照下述数学模型得到探头内部声程a、探头前置声程b及探头K值：
τ1＝S1+a，τ2＝S2+a，(S2+φ/2)/(S1+φ/2)＝h2/h1＝n；
(1).探头内部声程：a＝[n(τ1+φ/2)-(τ2+φ/2)]/(n-1)；
(2).探头K值：K＝tgcos-1h1/(τ1+φ/2-a)；
(3).探头前置声程：b＝(L2-nL1)/(n-1)。

说明书一种超声波探伤仪大角度及小角度纵波斜探头校准方法
技术领域
本发明涉及一种仪器校准方法，尤其涉及一种用于超声波探伤仪的大角度及小角度纵波斜探头校准方法。
背景技术
目前在使用超声波探伤仪对工件缺陷进行大角度及小角度纵波探伤的时候，通过探头发射超声波进行工件探伤，其探测得到的工件缺陷距离为实际距离和校准距离之和，其中校准距离为超声波在探头内部所走的探头内部声程a。在探伤工作中，小角度纵波斜探头一般用来探伤再役、新制造的螺栓(母材)或轴类工件；大角度纵波斜探头一般用来探伤奥氏体等粗晶材料焊缝。在现有的条件下，用户需要校准纵波斜探头的K值数据和探头内部声程a、探头前置声程b，在现阶段没有试块校准纵波斜探头。专业的试块制作厂家，只制作几种标准的，常用的试块，而纵波斜探头校准试块在市场上没有提供，也没有专门的方法校准纵波斜探头，需要探伤人员根据自己的需要向厂家提供专业的试块图纸，提出制作要求。厂家再根据客户的要求，专门为客户开模具，制作试块。整个开模具的周期时间长，开模具的费用由客户承担，开模费用一般上万元。在没有使用本方法之前，客户往往没有一个方法去校准纵波斜探头的K值，a，b。而且试块制作工艺只有探伤高级人员才有资格编写，而许多厂和普通用户并没有探伤高级人员，只有一般的探伤人员。以上种种大大提高了探伤人员的工作量，延长了工作的周期和增加了生产中的成本。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种用于超声波探伤仪的大角度及小角度纵波斜探头校准方法，弥补现有超声波没有合适方法和试块校准纵波斜探头的K值，探头内部声程a和探头前置声程b的局限。
本发明的技术方案是：一种超声波探伤仪大角度及小角度纵波斜探头校准方法，包括一超声波探伤仪，其通过探头发射超声波进行工件探伤，本方法依次包括以下步骤：
1)准备一用于探头校准的试块，以及一用于超声波探伤仪的大角度或小角度纵波斜探头，试块应当为实际探伤时工件所使用的材料，并在试块的三倍近场以外，分别钻2个距离试块上表面水平高度分别为h1和h2的孔，孔直径为φ，且h1≠h2；
2)使用探头在试块上表面来回移动，直到高度h1的孔在超声波探伤仪上显示最高反射回波，得到探头内超声波发出端至该孔的距离S1，并测量此时该孔到探头前端的距离L1；然后再移动探头，直到高度h2的孔在超声波探伤仪上显示最高反射回波，得到探头内超声波发出端至该孔的距离S2，并测量此时该孔到探头前端的距离L2；
3)按照下述数学模型得到探头内部声程a、探头前置声程b及探头K值：
τ1＝S1+a，τ2＝S2+a，(S2+φ/2)/(S1+φ/2)＝h2/h1＝n；
(1).探头内部声程：a＝[n(τ1+φ/2)-(τ2+φ/2)]/(n-1)；
(2).探头K值：K＝tgcos-1h1/(τ1+φ/2-a)；
(3).探头前置声程：b＝(L2-nL1)/(n-1)。
本发明的有益效果是：方法简单可靠，改变了以往探伤人员只能够依靠试块厂家制作复杂的试块的情况，大大缩减了制作试块的时间和成本。
附图说明
图1为本发明实施例的操作示意图。
具体实施方式
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，一种超声波探伤仪大角度及小角度纵波斜探头校准方法，包括一超声波探伤仪，其通过大角度或小角度纵波斜探头发射超声波进行工件探伤，其探测得到的工件缺陷距离为实际距离和校准距离之和，其中校准距离为超声波在探头内部所走的探头内部声程a，超声波在工件内部传播但是被探头壳盖住的探头前置声程b方便于找到缺陷到探头最前沿的水平距离，本方法依次包括以下步骤：
1)准备一用于探头校准的试块2，以及一用于超声波探伤仪的大角度或小角度纵波斜探头1，试块2应当为实际探伤时工件所使用的材料，并在试块2的三倍近场以外，分别钻2个距离试块上表面水平高度分别为h1和h2的孔3、4，孔3、4直径为φ，且h1≠h2；
2)使用探头1在试块2上表面来回移动，直到高度h1的孔3在超声波探伤仪上显示最高反射回波，得到探头1内超声波发出端至该孔3的距离S1，并测量此时该孔3到探头1前端的距离L1；然后再移动探头1，直到高度h2的孔4在超声波探伤仪上显示最高反射回波，得到探头1内超声波发出端至该孔4的距离S2，并测量此时该孔4到探头1前端的距离L2；
3)按照下述数学模型得到探头内部声程a、探头前置声程b及探头K值，完成校准：
τ1＝S1+a，τ2＝S2+a，(S2+φ/2)/(S1+φ/2)＝h2/h1＝n；
(1).探头内部声程：a＝[n(τ1+φ/2)-(τ2+φ/2)]/(n-1)；
(2).探头K值：K＝tgcos-1h1/(τ1+φ/2-a)；
(3).探头前置声程：b＝(L2-nL1)/(n-1)。
以上对本发明所提供的一种超声波探伤仪大角度及小角度纵波斜探头校准方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。