一種腳跟試塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種腳跟試塊，包括半圓柱體（1）、第一平板（2）和第二平板（3），半圓柱體（1）的側(cè)面包括圓弧形面和第一平面，第一平面一側(cè)設置有第一平板（2）和第二平板（3），第一平板（2）的各部分厚度均相同，第二平板（3）的各部分厚度均相同，第一平板（2）和第二平板（3）均與第一平面平行設置，第一平板（2）和第二平板（3）分別設置在半圓柱體（1）的母線兩側(cè)，第一平板（2）的厚度小于第二平板（3）的厚度。本發(fā)明的腳試塊結構簡單，可以對周向斜探測曲面鍛件角度、聲速及零點進行標定，利用本發(fā)明的腳跟對比試塊標定的儀器比例，滿足了儀器準確校準目的，更有利于曲面鍛件的超聲波缺陷定位探傷。
【專利說明】一種腳跟試塊
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于空心類鍛件周向面方向斜入射超聲波探傷水平、垂直、聲程的精度定位領域，具體涉及一種腳跟試塊。
【背景技術】
[0002]超聲波探傷儀和探頭的標定工作，目前主要的標準試塊為Vl(IIWl)船形試塊和V2(IIW2)牛角試塊，它們的作用主要為水平線性、垂直線性、動態(tài)范圍、靈敏度余量、分辯力、盲區(qū)、探頭的入射點、折射角等，探頭的檢測面為平面。而腳跟試塊與船形試塊或牛角試塊的作用基本相同，但探頭的檢測面均為曲面。工件面的形狀通常為平面和曲面，平面作為檢測面的探傷工作，其儀器和探頭標定為船形試塊和牛角試塊；曲面作為檢測面的探傷工作，其儀器和探頭標定全世界范圍內(nèi)沒有檢測試塊。
[0003]曲面鍛件的超聲波周向斜探測缺陷精確定位，在國際上一直沒有標準試塊調(diào)試。如何確定曲面鍛件檢測的角度、掃描速度及零點，成為無損檢測領域重大難題。油氣鉆采設備零部件周向斜探測缺陷的檢測，國際上采用的探傷方法主要是內(nèi)外徑缺口上獲得的第一個反射的峰值之間連接一條線，建立振幅的基準線。但對缺陷的精度定位無法保證，現(xiàn)有的對比試塊均無法滿足角度、速度及零點標定工作。
[0004]因此，需要 一種新的對比試塊以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的對比試塊均無法滿足角度、掃描速度及零點標定的缺陷，提供一種可以對周向斜探測曲面鍛件角度、聲速及零點標定的腳跟試塊。
[0006]技術方案:為解決上述技術問題，本發(fā)明的腳跟試塊采用如下技術方案:
[0007]—種腳跟試塊，包括半圓柱體、第一平板和第二平板，所述半圓柱體的側(cè)面包括圓弧形面和第一平面，所述第一平面一側(cè)設置有所述第一平板和第二平板，所述第一平板的各部分厚度均相同，所述第二平板的各部分厚度均相同，所述第一平板和第二平板均與所述第一平面平行設置，所述第一平板和第二平板分別設置在所述半圓柱體的母線兩側(cè)，所述第一平板的厚度小于所述第二平板的厚度。
[0008]更進一步的，還包括第三平板，所述第三平板的各部分厚度均相同，所述第三平板與所述第一平板平行設置，所述第三平板與所述第一平板之間具有空隙，所述第一平板、第三平板和空隙的厚度總和等于第二平板的厚度。此設計可以保證第三平板遠離半圓柱體的平面與第一平板遠離半圓柱體的平面平齊，方便腳跟試塊的放置。
[0009]更進一步的，所述空隙的厚度為5mm±0.5mm。
[0010]更進一步的，所述第一平板的的厚度為30mm±0.1mm，所述第二平板的的厚度為60mm±0.1mm。常見斜探頭最大晶片尺寸為13X 13mm2，探頭頻率為2.5MHz，因此λ =C/f = (3230X IO3)/(2.5X IO6) = 1.29mm。由于探頭角度測量時，探頭與反射孔之間聲程須大于2倍探頭近場區(qū)距離，可以避免近場區(qū)影響而造成的測量結果誤差，所以必須N ^ d2/(4X λ) = 132/(4X 1.29) = 32.8mm。又因為圓弧形半徑R—般是大于30mm，因此，間隙的矩形槽與半圓弧的中心間距為30mm，將滿足探頭角度測量誤差最低要求。半圓弧的中心與長方體2R長度的邊相距60mm是考慮30mm的2倍關系，即滿足大于2N。
[0011]更進一步的，所述半圓柱體的長度、所述第一平板的寬度和所述第二平板的寬度相同。確保腳跟試塊各部分的厚度相同。
[0012]更進一步的，所述半圓柱體的上表面和下表面均為平面，所述上表面和/或下表面上設置有角度刻度。設置有角度刻度可以方便檢測斜探頭的入射角度。
[0013]更進一步的，所述第一平板和第二平板均為長方體。
[0014]更進一步的，所述半圓柱體的半徑為R，所述第一平板和第二平板的長度均為R。
[0015]更進一步的，所述半圓柱體的長度、所述第一平板的寬度和所述第二平板的寬度均大于等于25mm。
[0016]有益效果:本發(fā)明的腳試塊結構簡單，可以對周向斜探測曲面鍛件角度、聲速及零點進行標定，利用本發(fā)明的腳跟對比試塊標定的儀器比例，滿足了儀器準確校準目的，更有利于曲面鍛件的超聲波缺陷定位探傷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的腳跟試塊的主視圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的腳跟試塊的后視圖；
[0019]圖3是本發(fā)明的腳跟試塊的左視圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0021]請參閱圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的腳跟試塊，包括半圓柱體1、第一平板2和第二平板3，半圓柱體I的側(cè)面包括圓弧形面和第一平面，第一平面一側(cè)設置有第一平板2和第二平板3，第一平板2的各部分厚度均相同，第二平板3的各部分厚度均相同。第一平板2和第二平板3均與第一平面平行設置，第一平板2和第二平板3分別設置在半圓柱體I的母線兩側(cè)。第一平板2的厚度小于第二平板3的厚度。
[0022]還包括第三平板4，第三平板4的各部分厚度均相同，第三平板4與第一平板2平行設置，第三平板4與第一平板2之間具有空隙，第一平板2、第三平板4和空隙的厚度總和等于第二平板3的厚度。此設計可以保證第三平板遠離半圓柱體的平面與第一平板遠離半圓柱體的平面平齊，方便腳跟試塊的放置。其中，第一平板2與第三平板4的距離為5mm。
[0023]其中，第一平板2和第二平板3均為長方體，半圓柱體I的上表面和下表面均為平面，
[0024]圓弧形面遠離第一平面的點為腳跟試塊的頂部；
[0025]第二平板3遠離半圓柱體I的平面為腳跟試塊的底部；
[0026]第二平板3遠離半圓柱體I的平面與半圓柱體I的圓弧形面遠離第一平面的點之間的距離為腳跟試塊的高度；
[0027]半圓柱體I的上表面和下表面之間的距離為腳跟試塊的厚度；
[0028]半圓柱體I的平面與圓弧形面相接的線段之間的距離為腳跟試塊的寬度，腳跟試塊的寬度為半圓柱體I的半徑的兩倍；
[0029]半圓柱體I的上表面和下表面之間的距離為半圓柱體I的高度；
[0030]第一平板2靠近第二平板3的平面與第二平板2遠離第二平板3的平面之間的距離為第二平板2的長度；
[0031]第二平板3靠近第一平板2的平面與第二平板3遠離第二平板2的平面之間的距離為第二平板3的長度；
[0032]第二平板3遠離半圓柱體I的平面與半圓柱體I的平面的距離為第二平板3的厚度；
[0033]第一平板2遠離半圓柱體I的平面與半圓柱體I的平面的距離為第一平板2的厚度；
[0034]第一平板2與半圓柱體I的上表面和下表面相對應的兩個平面之間的距離為第一平板2的寬度；
[0035]第二平板3與半圓柱體I的上表面和下表面相對應的兩個平面之間的距離為第二平板3的寬度。
[0036]半圓柱體I的長度、第一平板2的寬度和第二平板3的寬度相同。上表面和/或下表面上設置有角度刻度。設置有角度刻度可以方便檢測斜探頭的入射角度。半圓柱體I的有刻度面倒R2 = 0.5±0.Imm角，無刻度面倒Rl = 1 + 0.1mm角。第一平板2遠離半圓柱體I的表面的平面度< 0.05mm,兩相對表面的平行度< 0.05mm,第二平板3遠離半圓柱體I的表面的平面度< 0.05mm,兩相對表面的平行度< 0.05mm。
[0037]半圓柱體I的半徑為R，第一平板2和第二平板3的長度均為R。半圓柱體I的半徑R的公差為±0.1_。半圓柱體I的長度、第一平板2的寬度和第二平板3的寬度均大于等于25mm。優(yōu)選的，半圓柱體I的長度、第一平板2的寬度和第二平板3的寬度均為50±0.10mnin
[0038]第一平板2的的厚度為30mm±0.1mm，第二平板3的的厚度為60mm±0.1mm。常見斜探頭最大晶片尺寸為13 X 13mm2，探頭頻率為2.5MHz,因此λ = C/f = 3230X 103/2.5 X IO6=1.29mm。由于探頭角度測量時，探頭與反射孔之間聲程須大于2倍探頭近場區(qū)距離，可以避免近場區(qū)影響而造成的測量結果誤差，所以必須N>d2/4XX) = 13V4X1.29)=32.8mm。又因為圓弧形半徑R—般是大于30mm，因此，間隙的矩形槽與半圓弧的中心間距為30mm，將滿足探頭角度測量誤差最低要求。第二平板2的厚度60mm是考慮30mm的2倍關系，即滿足大于2N。
[0039]實施例1
[0040]曲面鍛件角度、聲速及零點標定對比試塊稱為腳跟試塊，腳跟試塊厚度等于2〃 (50mm)，寬度為2R，高度為R+60。半圓柱體的上表面和/或下表面的角度長刻線位置P的計算公式:P = RXSin(P);其中 β 為 20。、30°、40°、50°、60°、70°、80°。角度短刻線位置P的計算方法同角度長刻線，短刻線分別為25°、35°、45°、55°、65°、75。，角度刻線位置P參數(shù)見下表I。
[0041]表I半圓形側(cè)面的角度刻線位置制作參數(shù)
[0042]
【權利要求】
1.一種腳跟試塊，其特征在于，包括半圓柱體(I)、第一平板(2)和第二平板(3)，所述半圓柱體(I)的側(cè)面包括圓弧形面和第一平面，所述第一平面一側(cè)設置有所述第一平板(2)和第二平板(3)，所述第一平板(2)的各部分厚度均相同，所述第二平板(3)的各部分厚度均相同，所述第一平板(2)和第二平板(3)均與所述第一平面平行設置，所述第一平板(2)和第二平板(3)分別設置在所述半圓柱體(I)的母線兩側(cè)，所述第一平板(2)的厚度小于所述第二平板(3)的厚度。
2.如權利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，還包括第三平板(4)，所述第三平板(4)的各部分厚度均相同，所述第三平板(4)與所述第一平板(2)平行設置，所述第三平板(4)與所述第一平板(2)之間具有空隙，所述第一平板(2)、第三平板(4)和空隙的厚度總和等于第二平板(3)的厚度。
3.如權利要求2所述的腳跟試塊，其特征在于，所述空隙的厚度為5mm±0.5mm。
4.如權利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，所述第一平板(2)的的厚度為30_±0.1 mm，所述第二平板(3)的的厚度為60_±0.1 mm。
5.如權利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，所述半圓柱體(I)的長度、第一平板(2)的寬度和第二平板(3)的寬度相同。
6.如權利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，所述半圓柱體(I)的上表面和下表面均為平面，所述上表面和/或下表面上設置有角度刻度。
7.如權利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，所述第一平板(2)和第二平板(3)均為長方體。
8.如權利要求7所述的腳跟試塊，其特征在于，所述半圓柱體(I)的半徑為R，所述第一平板(2)和第二平板(3)的長度均為R。
9.如權利要求7所述的腳跟試塊，其特征在于，所述半圓柱體(I)的長度、所述第一平板(2)的寬度和所述第二平板(3)的寬度均大于等于25mm。
【文檔編號】G01N29/30GK103954695SQ201410166754
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權日:2014年4月23日
【發(fā)明者】張利, 陳昌華 申請人:南京迪威爾高端制造股份有限公司