[发明专利]一种超声小角度探头K值、前沿快速测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试方法，特别是一种超声小角度探头K值、前 沿快速测试方法。

背景技术

铁路车辆车轴定期超声波探伤是保证行车安全的重要手段，纵波 小角度探头作为对车轴轴颈根部进行探伤的主要探头之一。其两个重 要参数K值和前沿的准确性直接决定了缺陷的定位和定量。

目前测量6-8°纵波小角度探头K值、前沿主要依据《铁路货车 轮轴组装检修及管理规则》和《铁路客车轮轴组装检修及管理规则》 两个标准，先测量棱角波的一次回波最高时探头至棱角的距离X₁、棱 角波的二次回波最高时探头至棱角的距离X₂，根据实测值计算前沿， 再根据前沿值计算K值。

现有技术的前沿测试方法：将探头置于TZS-R试块的B面上(如 图3所示)，前后移动探头，并注意保持探头声束与试块侧面平行， 使A面上棱角回波达到最高点，记下此时探头前沿至试块前端(A端) 的距离X_l。然后用二次反射波探测试块A面下棱角，同样前后移动探 头，使A面下棱角回波达到最高点，记下此时探头前沿至试块端面的 距离X₂。则探头前沿至入射点的距离为α＝X₂-2X_l。

现有技术的K值测试方法：将探头置于TZS-R试块的C面上(如 图4)，当找到端面(A面)上棱角的最大反射波高时，则K＝(X+ α)/200；β＝arctgK。

这种测试步骤多、测量数据多，而且第一次前沿结果的准确性影 响第二次K值的精度，造成二次误差。现有技术存在以下缺点：1. 现有测试方法操作需要3个步骤，步骤多，需要先测量两个数据后计 算前沿，再测量一个数据后计算K值。2.数据测量时依赖操作人员 熟练程度，存在人为误差，测量数据越多误差越大；检测结果一致性 差；3.现有测试方法测量时，探头位置不在试块同一侧，操作麻烦， 检测效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超声小角度探头K值、 前沿快速测试方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的方案是：

一种超声小角度探头K值、前沿快速测试方法，其特征在于包含 以下步骤：

步骤一：将纵波小角度探头放置在TZS-R试块侧面，并移动纵波 小角度探头找到人工刻槽最高反射回波，此时探头前端至试块上端面 距离为L₁,得到公式

(L₂+L₀)/200＝tanβ＝K (1)

其中，L₀为探头前沿，β为探头折射角，K为探头K值；

步骤二：将纵波小角度探头向下移动，找到水平刻度200mm处棱 角的最高反射回波，此时探头前端至试块上端面距离为L₂,得到公式

(L₁+L₀)/175＝(L₂+L₀)/200 (2)

步骤三：连列公式(1)和公式(2)得到

(L₁+L₀)/175＝(L₂+L₀)/200 (3)

求得前沿L₀＝7L₂-8L₁；

步骤四：将L₀＝7L₂-8L₁代入公式(1)求得

K＝(L₂-L₁)/25

β＝tan^-1(L₂-L₁)/25。

进一步地，所述测试方法采用脉冲式超声波探伤仪进行测试。

进一步地，所述步骤纵波小角度探头与测试块之间设置有耦合剂。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、只需两个步骤，节约测试时间，提高测试效率。

2、只需测量两个数据：

①200mm处棱角波最高时，探头前端到棱角的距离L₂；

②175mm处人工刻槽波最高时，探头前端到棱角的距离L₁

根据L₁和L₂可同时计算K值和前沿。避免测试数据多带来的人为 误差，同时避免前沿计算误差影响K值的计算结果，使计算结果精度 提高。