[发明专利]一种超声爬波探头缺陷回波定位装置及方法

权利要求书

1.一种超声爬波探头缺陷回波定位方法，其特征在于，包括分块A（1），所述分块A（1）包括右端的分块C（3），所述分块A（1）的前侧面设置有刻度线A（4），所述分块C（3）位于所述刻度线A（4）右侧，所述分块A（1）左侧焊接有分块B（2），所述分块B（2）上侧面设置有人工刻槽（6），所述分块B（2）前侧面设置有刻度线B（5），所述刻度线B（5）位于所述人工刻槽（6）右方，所述分块A（1）和所述分块B（2）上方均设置有超声爬波探头（9），所述超声爬波探头（9）内部设置有楔块（8），所述楔块（8）上设置有压电晶片（7），所述超声爬波探头（9）通过信号线连接有超声波探伤仪（10），所述分块A（1）和所述分块C（3）的材质均为有机玻璃，所述分块B（2）的材质为20钢，所述分块C（3）的形状为1/4圆形；

包括如下步骤：

S1：将标定声程以及超声波在有机玻璃中的声速输入到超声波探伤仪中；

S2：前后移动超声爬波探头，当超声波探伤仪上第一个纵波回波获得最高反射波时，保持超声爬波探头在检测面中心位置前后移动，使分块C的曲底面回波达到最高，找出超声爬波探头的入射点，并量出超声爬波探头前端至分块C圆弧边缘的距离；

S3：在超声波探伤仪上对超声爬波探头的探头延时进行标定，得到探头延时；

S4：将超声爬波探头的入射点、超声爬波探头入射点距探头前端距离、超声爬波探头的探头延时以及超声波在钢中的声速输入到超声波探伤仪中；

S5：将超声爬波探头的入射点与分块B前侧面的刻度线B重合，使超声波爬波沿分块B上端面传播；

S6：超声爬波探头依次接收两次回波，超声波探伤仪上显示两次回波的波形，利用超声波探伤仪的闸门读出两个波形的距离，得到超声爬波探头前端分别至人工刻槽、分块B上的仪器显示位置；

S7：根据步骤S6得到的数据，计算回波波幅最高时超声爬波探头的探头前端距人工刻槽的距离，记为计算值；

S8：用钢板尺手动测量回波波幅最高时超声爬波探头的探头前端距人工刻槽的距离，记为测量值；

S9：比较计算值与测量值，当二者数据相对误差的范围在5%内时，数据可接受。

2.根据权利要求1所述的一种超声爬波探头缺陷回波定位方法，其特征在于，所述分块A（1）最高点与最低点之间的距离、所述分块B（2）最高点与最低点之间的距离均为100mm，所述分块A（1）最左端与最右端之间的距离、所述分块B（2）最左端与最右端之间的距离均为400mm，所述分块A（1）最前端与最后端之间的距离、所述分块B（2）最前端与最后端之间的距离均为25mm。

3.根据权利要求1所述的一种超声爬波探头缺陷回波定位方法，其特征在于，所述刻度线B（5）与所述分块B（2）最左端之间的距离为100mm。

4.根据权利要求1所述的一种超声爬波探头缺陷回波定位方法，其特征在于，所述人工刻槽（6）最高点与最低点之间的距离为2mm，所述人工刻槽（6）最左端与最右端之间的距离为0.5mm，所述人工刻槽（6）最前端与最后端之间的距离为15mm。

5.根据权利要求1所述的一种超声爬波探头缺陷回波定位方法，其特征在于，在步骤S3中，调节超声波探伤仪显示声程为100mm时，对探头延时进行标定。

6.根据权利要求1所述的一种超声爬波探头缺陷回波定位方法，其特征在于，在步骤S1-S3中，根据超声波的传播声程与声速的关系，超声波在分块A和分块C中，存在如下关系式：

t₀=t_总1-（L₀+L₁）/2730，即，t₀=t_总1-（L₀+L₁）/2730，

其中，L₀为超声波爬波探头入射点距探头前端距离；L₁为回波波幅最高时探头前端距圆弧端面的距离；t₀为超声波在超声爬波探头内的传播时间；t_总1为本次超声波在超声爬波探头和分块C中总的传播时间，超声波在有机玻璃中的声速2730m/s。

7.根据权利要求6所述的一种超声爬波探头缺陷回波定位方法，其特征在于，在步骤S4-S7中，根据超声波的传播声程与声速的关系，超声波在分块B中，存在如下关系式：

（L₀+L_2计算）/5900+t₀=t_总2，即，L_2计算=（t_总2-t₀）×5900-L₀，

其中，L_2计算为超声爬波探头前端距人工刻槽的距离的计算值，t_总2为本次超声波在超声爬波探头和分块B中总的传播时间，超声波在钢中的声速5900m/s。