[发明专利]一种利用表面波测量材料声速的方法

摘要

本发明涉及一种利用表面波测量材料声速的方法，其是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。本发明不用对被测工件进行破坏性取样且不用测工件壁厚即可对工件的材料声速进行测量，测量方法简便实用，测量数据较少，计算量较小。

主权项

1.一种利用表面波测量材料声速的方法，其特征在于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，将两个探头紧密贴合在一起，相互移动，使回波波幅最高，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均分为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声速的标准试块（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：秒联解上述公式（1）和（2），即可得出超声表面波声速C_R2；在上述公式（1）、（2）中，标准试块中超声表面波声速C_R1为已知数；被检工件中超声表面波声速C_R2为未知数；超声表面波在标准试块和工件中的传播时间t₁、t₂通过超声波探伤仪测得；（4）最后根据固体中超声横波声速C_S分别与超声纵波声速C_L、超声表面波声速C_R的传播速度关系式（3）和（4）计算超声纵波声速C_L和超声横波声速C_S：（3）（4）式中：为介质泊松比。