[发明专利]一种利用表面波测量材料声速的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用表面波测量材料声速的方法。

背景技术

目前国内外标准规定的材料声速测量方法原理均采用从被测工件上切割试样，精确测量试样的厚度T和超声波在试样中的传播时间t后，根据关系式                                               ，计算得出声速V。

上述常用方法进行材料声速测量的前提是可以从被测工件上割取试样或采用机械方法准确测量试件的厚度，但在工程现场对某一工件材料声速进行测量时，往往不允许对工件进行破坏性取样，甚至由于工件结构等原因不能采用机械方法测得工件壁厚，因此无法采用上述常规方法测量工件材料声速。专利号为200810054605.3中介绍了利用不同角度超声横波分别入射、接收的方法，通过二次测量超声波在工件中的传播时间，计算得出工件材料声速，可以对工程现场未知壁厚的工件进行材料声速测量，此方法解决了工程现场材料声速测量的难题。但是计算量较大，测量数据较多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用数字式超声波探伤仪利用表面波测量未知壁厚工件的材料声速新方法。

本发明采用如下技术方案：

本发明利用同一对超声表面波探头以相同间距分别对不同材质入射、接收的方法，分别测量超声表面波在已知超声表面波声速标准试块中的传播时间和未知超声表面波声速工件中的传播时间，计算出该工件材料的超声表面波声速；再根据超声纵波声速、超声横波声速分别与超声表面波声速的传播速度关系式算出超声纵波声速和超声横波声速；

其具体方法步骤如下：

（1）测量超声波在两个探头内部的总传输时间t_y：

选取一对规格、前沿、延时等参数相同的第一表面波探头(1)和第二表面波探头(2)，将第一表面波探头(1)作为发射探头、第二表面波探头（2）作为接收探头，如图1所示，将两个探头紧密贴合在一起，相互移动，使回波波幅最高，可测量出超声波在两个探头内部的总传输时间t_y，将此总传输时间t_y均分t_y！与t_y2，作为所述两个表面波探头的延时分别输入至数字式超声波探伤仪。

（2）测量超声表面波在已知超声表面波声速标准试块中的传播时间t₁：

选取所述第一表面波探头(1)和第二表面波探头(2)，将第一表面波探头(1)作为发射探头、第二表面波探头（2）作为接收探头并以一固定间距L相对置于已知超声表面波标准试块（3）的表面上，测得超声表面波在所述标准试块（3）中的传播时间t₁，则有以下关系式：

L=C_R1×t₁；         （1）

式中：C_R1：标准试块中超声表面波声速，单位：米/秒

   L：两表面波探头之间的距离，单位：米

   t₁：声束在标准试块中的传播时间，单位：秒

（3）测量超声表面波在被检工件中的传播时间t₂：

选取所述第一表面波探头(1)和第二表面波探头(2)，将第一表面波探头(1)作为发射探头、第二表面波探头（2）作为接收探头并以一固定间距L相对置于被检工件（4）的表面上，测得超声表面波在所述工件（4）中的传播时间t₂，则有以下关系式：

L=C_R2×t₂；         （2）

式中：C_R2：被检工件中超声表面波声速，单位：米/秒，为未知数

   L：两表面波探头之间的距离，单位：米

   t₂：声束在工件中的传播时间，单位：秒