[发明专利]一种非破坏性的材料声速现场测量方法

权利要求书

1.一种非破坏性的材料声速现场测量方法，其特征在于包括步骤如下：

(1)设备选取，使用的设备包括通用数字式超声波探伤仪，两对斜探头，每对斜探头规格、前沿、折射角参数相同；

(2)在标准试块上测量第一对两个斜探头的延时，然后将两个斜探头的延时取平均值；

(3)将第一对两个斜探头延时平均值输入数字式超声波探伤仪，两个斜探头以一发一收方式相对置于被测工件表面，第一对两个斜探头设定为探头1和探头2，得到底面一次反射回波后读取超声波在工件中传播的准确时间t₁，工件中的超声横波速度计算如下；

式中：C_S为工件中的横波声速，l₁为探头间的距离，l₁₀为探头1的前沿长度，l₂₀为探头2的前沿长度，t₁为超声横波在工件中传播的时间，h为工件厚度；

(4)再选取第二对规格、前沿、折射角参数相同的斜探头重复上述步骤(2)和步骤(3)的测量，第二对两个斜探头设定为探头3和探头4，得到底面一次反射回波后读取超声波在工件中传播的准确时间t₂，则工件中的超声横波速度计算如下：

式中：l₂为探头间的距离，l₃₀为探头3的前沿长度，l₄₀为探头4的前沿长度，t₂为超声横波在工件中传播的时间，h为工件厚度；

(5)联解上述两个方程式，即可得出C_S；

(6)根据固体材料中的超声纵波声速C_L、横波声速C_S、表面波声速C_R的传播速度关系：

式中：σ为介质泊松比，得到C_S后可以通过上式计算得出工件超声纵波及表面波声速。

2.根据权利要求1所述的非破坏性的材料声速现场测量方法，其特征在于：在两对斜探头中，第一对斜探头的折射角均为45度，第二对斜探头的折射角均为63度。

3.根据权利要求1所述的非破坏性的材料声速现场测量方法，其特征在于：测量时每对斜探头同轴向对置，使声束保持在同一轴线上。