专利名称:一种超声波探伤仪内、外圆弧探头校准方法
技术领域:
本发明涉及一种仪器校准方法,尤其涉及一种用于超声波探伤仪的内、外圆弧探头校准方法。
背景技术:
现在超声波探伤仪使用内、外圆弧探头探测时,只有一种‘唇形试块’用来测量探 头的前沿b,而对探头的K值与超声波在探头内部所走的距离a,却无法做出准确的判断,只 能根据探头厂家所提供的K值与超声波在探头内部所走的距离a,进行粗略计算,但是往往 探头实际的K值与a会与制作的值有一点偏差,再加上探头在使用过程中的损耗,K值与a 会发生相应的变化,但是使用人员无法判断和校准,当探头磨损到一定程度,缺陷的定位会 出现偏差,使用人员只能更换探头,这样会提高使用方的成本。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明目的在于提供一种超声波探伤仪内、外圆 弧探头校准方法,填补目前用于超声波探伤仪内、外圆弧探头校准K值,a和b值的方法、试 块的空白,缩短试块制作周期、成本,提高探头的使用率和使用周期。本发明的技术方案是一种超声波探伤仪内、外圆弧探头校准方法,包括一超声波 探伤仪,其通过探头发射超声波进行工件探伤,本方法依次包括以下步骤1)在欲探测工件上截取一块作为探头校准的试块,试块外径为R,内径为r,以及 一用于超声波探伤仪的内圆弧或外圆弧探头,并在试块上沿其轴线方向分别钻2个到试块 轴线距离为Hl和H2的孔Ii1和孔h2,两孔直径为Φ,且Hl兴H2 ;2)使用探头来回查找孔Ii1,直到超声波探伤仪上面显示孔Ill的最高反射回波,得 到探头内超声波发出端至孔hi的距离Si,并测量探头最前沿到孔、法线的弧长Li,然后继 续使用探头来回移动,直到超声波探伤仪上面显示孔h2的最高反射回波,得到探头内超声 波发出端至孔h2的距离S2,并测量探头最前沿到孔h2法线的弧长L2 ;3)按照下述数学模型分别得到内圆弧或外圆弧探头其探头内部声程a、探头前沿 b及探头K值A、内圆弧探头探头前沿b b = β -Sin-1 (hl+r) *Sin ((L2-L1) /r) /sqrt ((hl+r)2+ (h2+r) 2~2* (hl+r) * (h2+r) * cos(L2-Ll)/r)*r_L2探头K值β = SirT1 ((h2+r) * (Sin (SirT1 (hl+r) *Sin (L2-L1) /r/sqrt ((hl+r)2 (h2+r) 2_2* (h 1+r) * (h2+r) *cos ((L2-L1) /r)) /r), tg β =K探头内部声程a:a= (a+S2) +0/2-r*sin {p+sin-1 [ (hl+r) *sin ((L2-L1) /r) /sqrt ((hl+r)2
+ (h2+r)2 - 2* (hl+r) * (h2+r) *cos ((L2-L1) /r) ]} /sin (sin1 [ (hl+r) *sin ((L2-L1)/r)/sqrt ((hl+r)2 + (h2+r)2 - 2*(hl+r)*(h2+r)*cos(L2-LI)/r)])其中hl= Hl-r, h2 = H2_r ;B、外圆弧探头探头K值K = tg [Sin-1 (R-hl) /R*Sin (Sin-1 (Sin (12-1,) /R (R_h2) / (R-h^ 2+ (R_h2) 2_2* (R-h》 *(R-h2)*cos((L2-L1)/R))]探头前沿b:b = (180-tg-1K- (180-SirT1 (Sin (12-1,) /R (R_h2) / (R-h》2+ (R_h2) 2_2* (R-h^ * (R_h2 )*cos ((U-Q /R))) *R/57. 3-Li探头内部声程a:a = S- (R-hl) *sin (Sin-1 (Sin ((“-“)/R) * (R_h2) / ((R-h》2+ (R_h2) 2_2* (R-h》* (R -h2) *cos ((U-Q /R)))) *sin (tg_1K) + 小 /2其中:hl= R-Hl, h2 = R_H2。本发明的有益效果是第一在于试块的制作方法简便,快捷。探伤使用人员可以根 据不同的圆弧大小,快速的制作试块,无需经过专业的厂家去制作试块,缩短了试块制作的 周期,也缩减了试块制作的成本。第二是校准方法简单,使用人员无需经过专业的培训及可 使用本方法进行校准。第三是操作人员在探头使用过一段时间之后,可以对探头的K值,a 和b进行重新效验,提高了查找缺陷的准确性,而不再像以前探头使用过一段时间之后,只 能够将探头扔掉或作废处理,提高了探头的使用率和使用周期,大大削减了使用方的成本。
图1为本发明实施例的内圆弧探头校准操作示意图;图2为本发明实施例的外圆弧探头校准操作示意图。
具体实施例方式作为本发明的一种实施方式,一种超声波探伤仪内、外圆弧探头校准方法,包括一 超声波探伤仪,其通过探头发射超声波进行工件探伤,其特征在于,本方法依次包括以下步 骤1)在欲探测工件上截取一块作为探头校准的试块1,试块1外径为R,内径为r,以 及一用于超声波探伤仪的内圆弧或外圆弧探头2、3,并在试块1上沿其轴线方向分别钻2个 到试块轴线距离为HI和H2的孔M和孔h25,两孔4、5直径为小,且HI乒H2 ;2)如图1、2所示,分别使用内圆弧或外圆弧探头2、3在试块1内壁或外壁上来回 查找孔、4,直到超声波探伤仪上面显示孔hd的最高反射回波,得到探头2、3内超声波发 出端至孔hd的距离S1,并测量探头2、3最前沿到孔hd法线的弧长L1,然后继续使用探头 2、3来回移动,直到超声波探伤仪上面显示孔h25的最高反射回波,得到探头2、3内超声波
4发出端至孔h25的距离S2,并测量探头2、3最前沿到孔h25法线的弧长L2 ;3)按照下述数学模型分别得到内圆弧或外圆弧探头2、3其探头内部声程a、探头 前沿b及探头K值A、内圆弧探头探头前沿b b = β -SirT1 (hl+r) *Sin ((L2-L1) /r) /sqrt ((hl+r)2+ (h2+r) 2_2* (hl+r) * (h2+r) * cos(L2-Ll)/r)*r_L2探头K值β = SirT1 ((h2+r) * (Sin (SirT1 (hl+r) *Sin (L2-L1) /r/sqrt ((hl+r)2 (h2+r) 2_2* (h 1+r) * (h2+r) *cos ((L2-L1) /r)) /r), tg β =K探头内部声程a:
a二(a+S2)+0/2-r*sin{β+sin1 [ (hl+r)*sin((L2-L1)/r)/sqrt((hl+r)2
+ (h2+r)2 - 2*(hl+r)*(h2+r) *cos ((L2-Li) /r) ]}/sin (sin-1 [ (hl+r) *sin((L2-L1 )/r)/sqrt ((hl+r)2 + (h2+r)2 - 2*(hl+r)*(h2+r)*cos(L2-L1)/r)])其中:hl= Hl-r, h2 = H2_r ;B、外圆弧探头探头K值K = tg [SirT1 (R-hl) /R*Sin (SirT1 (Sin (L2-L1) /R (R_h2) / (R-Ii1)2+ (R_h2) 2_2* (R^1) * OHi2Rcos((L2-L1)ZR))]探头前沿b b = (180-tg-1K- (180-SirT1 (Sin (L2-L1) /R (R_h2) / (R^1)2+ (R_h2) 2_2* (R-Ii1) * (R_h2 )*cos ((L2-L1) /R))) *R/57. S-L1探头内部声程a:a = S- (R-hl) *sin (SirT1 (Sin ((L2-L1) /R) * (R_h2) / ((R^1)2+ (R_h2) 2_2* (R^1) * (R -h2) *cos ((L2-L1) /R)))) *sin (tg_1K) + Φ /2其中:hl= R-Hl, h2 = R_H2。以上对本发明所提供的一种超声波探伤仪内、外圆弧探头校准方法进行了详尽介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只 是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发 明的思想,在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理 解为对本发明的限制。
权利要求
一种超声波探伤仪内、外圆弧探头校准方法,包括一超声波探伤仪,其通过探头发射超声波进行工件探伤,其特征在于,本方法依次包括以下步骤1)在欲探测工件上截取一块作为探头校准的试块,试块外径为R,内径为r,以及一用于超声波探伤仪的内圆弧或外圆弧探头,并在试块上沿其轴线方向分别钻2个到试块轴线距离为H1和H2的孔h1和孔h2,两孔直径为φ,且H1≠H2;2)使用探头来回查找孔h1,直到超声波探伤仪上面显示孔h1的最高反射回波,得到探头内超声波发出端至孔h1的距离S1,并测量探头最前沿到孔h1法线的弧长L1,然后继续使用探头来回移动,直到超声波探伤仪上面显示孔h2的最高反射回波,得到探头内超声波发出端至孔h2的距离S2,并测量探头最前沿到孔h2法线的弧长L2;3)按照下述数学模型分别得到内圆弧或外圆弧探头其探头内部声程a、探头前沿b及探头K值A、内圆弧探头探头前沿bb=β-Sin-1(h1+r)*Sin((L2-L1)/r)/sqrt((h1+r)2+(h2+r)2-2*(h1+r)*(h2+r)*cos(L2-L1)/r)*r-L2探头K值β=Sin-1((h2+r)*(Sin(Sin-1(h1+r)*Sin(L2-L1)/r/sqrt((h1+r)2(h2+r)2-2*(h1+r)*(h2+r)*cos((L2-L1)/r))/r),tgβ=K探头内部声程a <mrow><msup> <mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mn>2</mn><mo>+</mo><mi>r</mi><mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mn>2</mn><mo>*</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>*</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mn>2</mn> <mo>+</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>*</mo><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mn>2</mn><mo>-</mo><mi>L</mi><mn>1</mn><mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>}</mo><mo>/</mo><mi>sin</mi><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>sin</mi><mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn></mrow> </msup> <mo>[</mo> <mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>r</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>*</mo> <mi>sin</mi> <mrow><mo>(</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>L</mi> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mi>L</mi> <mn>1</mn></mrow> </mrow></mrow> </mrow> <mrow><mo>)</mo><mo>/</mo><mi>r</mi><mo>)</mo><mo>/</mo><mi>sqrt</mi><mrow> <mo>(</mo> <msup><mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup><mrow> <mo>(</mo> <mi>h</mi> <mn>2</mn> <mo>+</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mo>*</mo> <mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>r</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>*</mo> <mrow><mo>(</mo><mi>h</mi><mn>2</mn><mo>+</mo><mi>r</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>*</mo> <mi>cos</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mn>2</mn><mo>-</mo><mi>L</mi><mn>1</mn><mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>)</mo> </mrow>其中h1=H1-r,h2=H2-r;B、外圆弧探头探头K值K=tg[Sin-1(R-h1)/R*Sin(Sin-1(Sin(L2-L1)/R(R-h2)/(R-h1)2+(R-h2)2-2*(R-h1)*(R-h2)*cos((L2-L1)/R))]探头前沿bb=(180-tg-1K-(180-Sin-1(Sin(L2-L1)/R(R-h2)/(R-h1)2+(R-h2)2-2*(R-h1)*(R-h2)*cos((L2-L1)/R)))*R/57.3-L1探头内部声程aa=S-(R-h1)*sin(Sin-1(Sin((L2-L1)/R)*(R-h2)/((R-h1)2+(R-h2)2-2*(R-h1)*(R-h2)*cos((L2-L1)/R))))*sin(tg-1K)+φ/2其中h1=R-H1,h2=R-H2。FSA00000109452100011.tif
全文摘要
本发明公开了一种超声波探伤仪内、外圆弧探头校准方法,涉及一种仪器校准方法,包括一超声波探伤仪,在欲探测工件上截取一块作为探头校准的试块,以及一用于超声波探伤仪的内圆弧或外圆弧探头,并在试块上分别钻2个距离不等的孔;使用内圆弧探头来回查找两孔,直到超声波探伤仪上面显示两孔的最高反射回波,分别得到探头内超声波发出端至两孔的距离,并测量探头最前沿到两孔法线的弧长;按照数学模型分别得到内圆弧或外圆弧探头其探头内部声程a、探头前沿b及探头K值本发明填补了目前用于超声波探伤仪内、外圆弧探头校准K值,a和b值的方法、试块的空白,缩短试块制作周期、成本,提高探头的使用率和使用周期。
文档编号G01N29/30GK101832975SQ201010163768
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者符丰 申请人:符丰