[发明专利]一种水浸聚焦探头性能测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管无损探伤技术领域，具体地，本发明涉及一种水浸聚焦探头性能测试装置及其测试方法。 

背景技术

目前，国内各钢管厂生产各类钢管数百余万吨，其中有80％以上钢管如：油井管、高压锅炉管需经过超声波探伤。作为钢管厂生产线用于无缝钢管超声波探伤的机组的探伤机组主要采用探头旋转、钢管直线输送的方式。其中在超声波探伤中，超声波的发射和接收是通过探头来实现的。超声波探头又称超声波换能器，它是实现电能和声能相互转换的一种器件，它主要是利用材料的压电效应来进行换能。 

为实现超声强衰减材料、多层结构件、重要焊接结构件中缺陷高灵敏度的超声检测和评价，并对自然缺陷形状、性质和大小进行分析和判别，实现对缺陷的精确定性、定量和定位，通常使用水浸超声扫查成像系统。 

所述水浸超声扫查成像系统通常包括5个部分：超声波发射和接收系统，包括超声探伤仪(USIP12)和水浸聚焦探头；数据采集和图像处理系统，包括工控机和数据采集卡；五轴水浸超声扫查系统装置，包括精密三维扫描工作台、水平转台、探头摆动架、专用夹具、水槽、步进电机驱动卡和驱动电源；软件系统，由文件管理、参数设置、数据和图像处理等控制窗口组成。 

为应选用适用于管材探伤的、性能稳定的单通道或多通道超声波探伤仪。探伤仪应满足以下技术要求： 

a)至少具有5～10MHz的工作频率； 

b)带有记录或声光报警装置； 

c)自动探伤时，单通道的重复频率应不低于2KHz，能与自动扫查系统相匹配。 

d)探伤仪的其他技术指标应符合JB/T10061的规定。 

为此，通常采用使用频率为5MHz～15MHz的线聚焦或点聚焦水浸探头。及单晶片和多晶片探头。另外，仪器和探头的组合灵敏度，当调节人工标准缺陷反射波高达到萤光屏满刻度的80％时，剩余灵敏度应不低于10dB。 

为应选用适用于管材探伤的、性能稳定的单通道或多通道超声波探伤仪。通常采用使用频率为5MHz～15MHz的线聚焦或点聚焦水浸探头。及单晶片和多晶片探头。 

水浸聚焦超声波探头是实现钢管超声波探伤的关键部件，探头性能的好坏直接关系到探伤结果的准确程度。由于钢管超声波探伤时，探头是在1200转/分钟旋转的情况下工作，因此探头又是一种极易损坏的部件，钢管生产企业每年需外购大量超声波探头，来维持探伤机组的正常工作，而以往企业对外购的探头缺乏验收手段，往往只看厂家提供的质保书上探头各项性能指标。 

然而在实际的操作过程中存在很多问题：例如，探头在现场使用过程中，各项性能差异较大，与厂方提供的探头质保书上的性能指标存在较大差异；其次，缺乏对探头制造方的监督，无法保证其供应探头在使用时100％的性能合格。一旦不合格探头安装在探伤机组上，则拆装时间长，不仅浪费大量的时间，且影响探伤产能。 

另一方面，性能差异的探头，在使用中可能造成探伤质量事故，由于大量钢管产品主要是油井管、锅炉管等高端产品，这无疑加大了探伤的质量风险。为确保探头性能满足探伤机组探伤需求，对外购的超声波探头进行性能测试很有必要。 

现有技术对超声波探头性能的测试，主要有探头制造厂或研究院进行，要对超声波探头的性能进行测试，需借助实验室专用设备(声场测试仪器和装置)来实现，测试过程对硬件要求很高，这种测试设备及方法对于探头使用方钢铁生产性企业来说，很难做到。 

发明内容

为解决所述问题，提供一种无须在探头制造厂或研究院进行及借助实验室专用设备(声场测试仪器和装置)来在使用方钢铁生产性企业既可进行的超声波探头的性能测试，本发明的目的在于：提供一种新颖的探头性能测试装置。 

解决所述问题，提供一种无须在探头制造厂或研究院进行及借助实验室专用设备(声场测试仪器和装置)来在使用方钢铁生产性企业既可进行的超声波探头的性能测试，本发明的目的还在于：提供一种水浸聚焦探头性能测试方法。 

根据本发明的水浸聚焦探头性能测试装置，所述测试装置包括置于水箱中的测试装置框架本体及超声波探伤仪，其特征在于，所述测试装置还包括： 

可移动设置于所述测试装置框架本体上、设有探头固定座、用于固定探头的探头夹持装置， 

可移动设置于所述测试装置框架本体上、可使探头作X轴、Y轴、Z轴三维移动的三维导向调整装置， 

分别安装在其X轴、Y轴、Z轴向上、对应于探头作X轴、Y轴、Z轴三维移动，用于实时测量确定超声波探头的位置和位置变化量的游标卡尺，