一種超聲波探傷儀內、外圓弧探頭校準方法

2023-12-03 16:45:11

專利名稱：一種超聲波探傷儀內、外圓弧探頭校準方法
技術領域：
本發明涉及一種儀器校準方法，尤其涉及一種用於超聲波探傷儀的內、外圓弧探頭校準方法。
背景技術：
現在超聲波探傷儀使用內、外圓弧探頭探測時，只有一種『唇形試塊』用來測量探 頭的前沿b，而對探頭的K值與超聲波在探頭內部所走的距離a，卻無法做出準確的判斷，只 能根據探頭廠家所提供的K值與超聲波在探頭內部所走的距離a，進行粗略計算，但是往往 探頭實際的K值與a會與製作的值有一點偏差，再加上探頭在使用過程中的損耗，K值與a 會發生相應的變化，但是使用人員無法判斷和校準，當探頭磨損到一定程度，缺陷的定位會 出現偏差，使用人員只能更換探頭，這樣會提高使用方的成本。

發明內容
針對上述現有技術存在的問題，本發明目的在於提供一種超聲波探傷儀內、外圓 弧探頭校準方法，填補目前用於超聲波探傷儀內、外圓弧探頭校準K值，a和b值的方法、試 塊的空白，縮短試塊製作周期、成本，提高探頭的使用率和使用周期。本發明的技術方案是一種超聲波探傷儀內、外圓弧探頭校準方法，包括一超聲波 探傷儀，其通過探頭髮射超聲波進行工件探傷，本方法依次包括以下步驟1)在欲探測工件上截取一塊作為探頭校準的試塊，試塊外徑為R，內徑為r，以及 一用於超聲波探傷儀的內圓弧或外圓弧探頭，並在試塊上沿其軸線方向分別鑽2個到試塊 軸線距離為Hl和H2的孔Ii1和孔h2，兩孔直徑為Φ，且Hl興H2 ；2)使用探頭來回查找孔Ii1，直到超聲波探傷儀上面顯示孔Ill的最高反射回波，得 到探頭內超聲波發出端至孔hi的距離Si，並測量探頭最前沿到孔、法線的弧長Li，然後繼 續使用探頭來回移動，直到超聲波探傷儀上面顯示孔h2的最高反射回波，得到探頭內超聲 波發出端至孔h2的距離S2，並測量探頭最前沿到孔h2法線的弧長L2 ；3)按照下述數學模型分別得到內圓弧或外圓弧探頭其探頭內部聲程a、探頭前沿 b及探頭K值A、內圓弧探頭探頭前沿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探頭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探頭內部聲程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、外圓弧探頭探頭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))]探頭前沿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探頭內部聲程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。本發明的有益效果是第一在於試塊的製作方法簡便，快捷。探傷使用人員可以根 據不同的圓弧大小，快速的製作試塊，無需經過專業的廠家去製作試塊，縮短了試塊製作的 周期，也縮減了試塊製作的成本。第二是校準方法簡單，使用人員無需經過專業的培訓及可 使用本方法進行校準。第三是操作人員在探頭使用過一段時間之後，可以對探頭的K值，a 和b進行重新效驗，提高了查找缺陷的準確性，而不再像以前探頭使用過一段時間之後，只 能夠將探頭扔掉或作廢處理，提高了探頭的使用率和使用周期，大大削減了使用方的成本。


圖1為本發明實施例的內圓弧探頭校準操作示意圖；圖2為本發明實施例的外圓弧探頭校準操作示意圖。
具體實施例方式作為本發明的一種實施方式，一種超聲波探傷儀內、外圓弧探頭校準方法，包括一 超聲波探傷儀，其通過探頭髮射超聲波進行工件探傷，其特徵在於，本方法依次包括以下步 驟1)在欲探測工件上截取一塊作為探頭校準的試塊1，試塊1外徑為R，內徑為r，以 及一用於超聲波探傷儀的內圓弧或外圓弧探頭2、3，並在試塊1上沿其軸線方向分別鑽2個 到試塊軸線距離為HI和H2的孔M和孔h25，兩孔4、5直徑為小，且HI乒H2 ；2)如圖1、2所示，分別使用內圓弧或外圓弧探頭2、3在試塊1內壁或外壁上來回 查找孔、4，直到超聲波探傷儀上面顯示孔hd的最高反射回波，得到探頭2、3內超聲波發 出端至孔hd的距離S1，並測量探頭2、3最前沿到孔hd法線的弧長L1，然後繼續使用探頭 2、3來回移動，直到超聲波探傷儀上面顯示孔h25的最高反射回波，得到探頭2、3內超聲波
4發出端至孔h25的距離S2，並測量探頭2、3最前沿到孔h25法線的弧長L2 ；3)按照下述數學模型分別得到內圓弧或外圓弧探頭2、3其探頭內部聲程a、探頭 前沿b及探頭K值A、內圓弧探頭探頭前沿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探頭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探頭內部聲程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、外圓弧探頭探頭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))]探頭前沿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探頭內部聲程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。以上對本發明所提供的一種超聲波探傷儀內、外圓弧探頭校準方法進行了詳盡介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只 是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發 明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理 解為對本發明的限制。
權利要求
一種超聲波探傷儀內、外圓弧探頭校準方法，包括一超聲波探傷儀，其通過探頭髮射超聲波進行工件探傷，其特徵在於，本方法依次包括以下步驟1)在欲探測工件上截取一塊作為探頭校準的試塊，試塊外徑為R，內徑為r，以及一用於超聲波探傷儀的內圓弧或外圓弧探頭，並在試塊上沿其軸線方向分別鑽2個到試塊軸線距離為H1和H2的孔h1和孔h2，兩孔直徑為φ，且H1≠H2；2)使用探頭來回查找孔h1，直到超聲波探傷儀上面顯示孔h1的最高反射回波，得到探頭內超聲波發出端至孔h1的距離S1，並測量探頭最前沿到孔h1法線的弧長L1，然後繼續使用探頭來回移動，直到超聲波探傷儀上面顯示孔h2的最高反射回波，得到探頭內超聲波發出端至孔h2的距離S2，並測量探頭最前沿到孔h2法線的弧長L2；3)按照下述數學模型分別得到內圓弧或外圓弧探頭其探頭內部聲程a、探頭前沿b及探頭K值A、內圓弧探頭探頭前沿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探頭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探頭內部聲程a (h2+r) 2-2* ( h 1 + r )* ( h 2 + r )*cos ( (L2-L1) / r )]}/sin ( sin - 1 [ (h1+r) * sin ( ( L 2 - L 1 )/r)/sqrt ( ( h 1 + r )2 + ( h 2 + r )2 - 2 * (h1+r) * (h2+r) * cos (L2-L1) / r )]) 其中h1＝H1-r，h2＝H2-r；B、外圓弧探頭探頭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))]探頭前沿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探頭內部聲程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
本發明公開了一種超聲波探傷儀內、外圓弧探頭校準方法，涉及一種儀器校準方法，包括一超聲波探傷儀，在欲探測工件上截取一塊作為探頭校準的試塊，以及一用於超聲波探傷儀的內圓弧或外圓弧探頭，並在試塊上分別鑽2個距離不等的孔；使用內圓弧探頭來回查找兩孔，直到超聲波探傷儀上面顯示兩孔的最高反射回波，分別得到探頭內超聲波發出端至兩孔的距離，並測量探頭最前沿到兩孔法線的弧長；按照數學模型分別得到內圓弧或外圓弧探頭其探頭內部聲程a、探頭前沿b及探頭K值本發明填補了目前用於超聲波探傷儀內、外圓弧探頭校準K值，a和b值的方法、試塊的空白，縮短試塊製作周期、成本，提高探頭的使用率和使用周期。
文檔編號G01N29/30GK101832975SQ201010163768
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月6日 優先權日2010年5月6日
發明者符豐 申請人:符豐