[发明专利]一种超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置及其使用方法

权利要求书

1.一种超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置，其特征在于超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置是由恒温浸液槽(1)、超声波接收探头(2)、超声波发射探头(4)、超声波信号采集器(5)、计算机(6)、高频信号发生器(7)、超声波耦合液(8)、温度传感器(9)、温度控制器(10)、超声波耦合液加热元件(11)和多孔板(12)组成；

所述的恒温浸液槽(1)内壁相对的两个面上分别设置一个超声波接收探头(2)和一个超声波发射探头(4)，超声波接收探头(2)和超声波发射探头(4)的轴心线重合并且超声波接收探头(2)和超声波发射探头(4)的轴心线在多孔板(12)的上方，超声波接收探头(2)和超声波发射探头(4)的水平距离为L₀，恒温浸液槽(1)内的底部设置有超声波耦合液加热元件(11)和温度传感器(9)，超声波耦合液加热元件(11)和温度传感器(9)分别与温度控制器(10)连接，在恒温浸液槽(1)内超声波耦合液加热元件(11)和温度传感器(9)的上方设置有一个多孔板(12)，多孔板(12)是一个有多个通孔的板材，恒温浸液槽(1)内填充超声波耦合液(8)，计算机(6)的信号输出控制端与高频信号发生器(7)的信号输入端电气相连，高频信号发生器(7)的高频正弦波电压信号输出端与超声波发射探头(4)的高频正弦波电压信号输入端电气相连，超声波发射探头(4)的电压信号输出端与超声波信号采集器(5)的一个超声波电压信号输入端电气相连，超声波接收探头(2)的电压信号输出端与超声波信号采集器(5)的另一个超声波电压信号输入端电气相连，超声波信号采集器(5)的两路电压信号输出端与计算机(6)的两路电压信号输入端电气相连。

2.根据权利要求1所述的一种超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置，其特征在于所述的超声波耦合液8为去离子水。

3.根据权利要求1所述的一种超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置，其特征在于所述的超声波接收探头2是5P20Z直探头。

4.根据权利要求1所述的一种超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置，其特征在于所述的超声波发射探头4是5P20Z直探头。

5.根据权利要求1所述的一种超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置，其特征在于所述的超声波信号采集器5的型号是DPO5104。

6.根据权利要求1所述的一种超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置，其特征在于所述的高频信号发生器7的型号是Fluke294。

7.如权利要求1所述的一种超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置的使用方法，其特征在于超声波检测任意尺寸蠕墨铸铁蠕化率的装置的使用方法按以下步骤进行：

一、打开温度控制器(10)，通过超声波耦合液加热元件(11)和温度传感器(9)将超声波耦合液(8)的温度控制在为25℃±0.5℃；

二、通过计算机(6)控制高频信号发生器(7)发出高频正弦波，作为超声波发射探头(4)的激励电压信号；

三、用超声波信号采集器(5)采集步骤二所述的超声波发射探头(4)上的激励电压信号并发送给计算机(6)作为初始参考信号，同时超声波发射探头(4)产生3MHz的超声波纵波，超声波纵波穿过超声波耦合液(8)后，由超声波接收探头(2)接收；

四、超声波接收压探头(2)将接收到的超声波纵波转换为电压信号，该电压信号被超声波信号采集器(5)采集并发送给计算机(6)作为传播后信号；

五、计算机(6)根据步骤三获取的初始参考信号和步骤四获取的传播后信号计算超声波纵波在未放入待测蠕墨铸铁件(3)时在超声波耦合液(8)中的传播时间t₀；

六、将待测蠕墨铸铁件(3)放在恒温浸液槽(1)的多孔板(12)上并且在超声波接收探头(2)和超声波发射探头(4)之间，并全部浸在超声波耦合液(8)中；

七、重复步骤二至步骤四，超声波纵波穿过超声波耦合液(8)和待测蠕墨铸铁件(3)的一次声波信号以及穿过超声波耦合液(8)和被待测蠕墨铸铁件(3)往复反射两次的二次声波信号都由超声波接收探头(2)接收；

八、计算机(6)根据步骤七获取的初始参考信号和一次声波传播后信号以及步骤七获取的初始参考信号和二次声波传播后信号，分别计算步骤七中超声波纵波在放入蠕墨铸铁件(3)后的传播时间t₁和t₂；

九、计算机(6)根据超声波接收探头(2)和超声波发射探头(4)之间的水平距离L₀，传播时间t₀、t₁、t₂，由公式算出超声波纵波在待测蠕墨铸铁件(3)内的传播速度v；

十、根据步骤九获取的传播速度v，由下列公式求得待测蠕墨铸铁件(3)的蠕化率VR：

VR=-v1.53+58001.53v∈(5700,5800]VR=0.6·exp(26800v)v∈[5200,5700].]]>