專利名稱：自調(diào)式超聲波探傷儀及其調(diào)節(jié)方法
自調(diào)式超聲波探傷儀及其調(diào)節(jié)方法，它屬于金屬超聲波檢驗(yàn)的儀器和方法。
現(xiàn)有技術(shù)中，超聲波探傷儀都是由附

圖1的幾部分構(gòu)成，它包括同步電路(1)、脈沖電路(2)、接收電路(3)、掃描電路(4)、距離刻度電路(5)、顯示系統(tǒng)(6)、工作探頭(7)。其調(diào)節(jié)方法是用工作探頭在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試塊上產(chǎn)生反射脈沖，并用顯示在超聲波探傷儀的螢光屏上的脈沖對(duì)儀器進(jìn)行聲程比例調(diào)節(jié)、靈敏度調(diào)節(jié)、水平距離調(diào)節(jié)、深度距離調(diào)節(jié)以及制作距離波幅曲線，這些調(diào)節(jié)操作，有下述的缺點(diǎn)1.要依賴于較多的標(biāo)準(zhǔn)試塊，離開了標(biāo)準(zhǔn)試塊，無法調(diào)節(jié);2.調(diào)節(jié)操作比較麻煩，不利于現(xiàn)場調(diào)節(jié);3.調(diào)節(jié)操作時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)試塊和工作探頭之間的耦合靠人手來完成，因人而異，因此影響調(diào)節(jié)的精度。對(duì)上述缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)尚無法克服。
本發(fā)明的目的是提供一種自調(diào)式超聲波探傷儀，它能用儀器自身的裝置產(chǎn)生供調(diào)節(jié)用的脈沖，并配合以相適應(yīng)的調(diào)節(jié)方法。從而使調(diào)節(jié)操作不必依賴于標(biāo)準(zhǔn)試塊，簡化操作，并能為超聲波探傷的自動(dòng)化提供條件。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種自調(diào)式超聲波探傷儀，它包括已有技術(shù)中上述探傷儀的各個(gè)組成部分，本發(fā)明的特殊之外在于在接頭的線路中，增加了一個(gè)由一個(gè)聲電換能器粘合在一塊長度，材料為已知的標(biāo)準(zhǔn)塊上構(gòu)成的反射脈沖發(fā)生裝置，以一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)使工作探頭和反射脈沖發(fā)生裝置分別接入超聲波探傷儀。上述的反射脈沖發(fā)生裝置，現(xiàn)有技術(shù)中的BH-50標(biāo)準(zhǔn)回波探頭可以做為其中的一種。這種自調(diào)式超聲波探傷儀的調(diào)節(jié)方法是通過儀器的掃描量程，深度微調(diào)、脈沖移位及衰減器調(diào)節(jié)儀器螢光屏上的脈沖的距離和波高來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明的特殊處在于這些供調(diào)節(jié)用的脈沖是取之于反射脈沖發(fā)生裝置發(fā)生多個(gè)脈沖，通過調(diào)節(jié)多個(gè)脈沖之間的距離和波高來完成調(diào)節(jié)。脈沖之間的距離依據(jù)所使用的工作探頭是縱波探頭還是橫波探頭的不同，以及所要調(diào)節(jié)比例的不同而確定。具體確定方法是由于縱波和橫波在同一介質(zhì)中的聲速不同，用此比例“橫波聲速∶縱波聲速＝橫波時(shí)螢光屏上脈沖間的距離∶標(biāo)準(zhǔn)塊的長度”經(jīng)換算得出。如用BH-50標(biāo)準(zhǔn)回波探頭做反射脈沖發(fā)生裝置，橫波探傷時(shí)，其脈沖間距計(jì)算如下3230∶5900＝x∶50，x＝27.4mm。對(duì)調(diào)節(jié)不同的聲程比例時(shí)，螢光屏上脈沖間的距離依據(jù)比例式予調(diào)節(jié)比例＝螢光屏上脈沖間距離∶標(biāo)準(zhǔn)塊的長度。
圖2是本發(fā)明超聲波探傷儀的原理框圖。它包括現(xiàn)有技術(shù)中的同步電路(1)、脈沖電路(2)、接收電路(3)、掃描電路(4)、距離刻度電路(5)、顯示系統(tǒng)(6)、工作探頭(7)和本發(fā)明增加的反射脈沖發(fā)生裝置(8)。
本發(fā)明的技術(shù)思想是用聲電換能器來產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖，用這些脈沖來進(jìn)行調(diào)節(jié)操作。
本發(fā)明的積極效果在于它使超聲波探傷儀的調(diào)節(jié)和探傷一體化;不再需要傳統(tǒng)的那些標(biāo)準(zhǔn)試塊。使調(diào)節(jié)操作更加方便、準(zhǔn)確，同時(shí)也為超聲波探傷的自動(dòng)化和半自動(dòng)化提供前提條件。
圖3給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。它是以BH-50標(biāo)準(zhǔn)回波探頭為反射脈沖發(fā)生裝置的接線圖。下面結(jié)合圖3對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)做以下描述將現(xiàn)有的超聲波探傷儀接工作探頭的波段開關(guān)換成一個(gè)比現(xiàn)有的波段開關(guān)多一檔的波段開關(guān)。如圖3中虛線框起的部分，是一個(gè)五檔位的波段開關(guān)。BH-50標(biāo)準(zhǔn)回波探頭(BH)接在第五檔。其它檔的接線法同原來儀器的相同。圖3中，CZ是工作探頭的接口，K1至K4是電阻，F(xiàn)點(diǎn)接儀器的發(fā)射電路，G點(diǎn)接儀器的接收電路。其調(diào)節(jié)的方法如下將波段開關(guān)接通BH-50標(biāo)準(zhǔn)回波探頭，儀器螢光屏上出現(xiàn)多個(gè)反射脈沖，調(diào)節(jié)儀器的掃描量程、深度微調(diào)、脈沖移位、衰減器旋鈕，調(diào)節(jié)這些脈沖的間距和波高，進(jìn)行下述各項(xiàng)調(diào)節(jié)
1.聲程比例調(diào)節(jié)對(duì)縱波調(diào)節(jié)時(shí)，將螢光屏上的多個(gè)脈沖中的第一個(gè)脈沖調(diào)到螢光屏刻度標(biāo)尺的50mm處，第二個(gè)脈沖調(diào)到100mm處，即完成1∶1聲程調(diào)節(jié)。若進(jìn)行1∶2聲程比例調(diào)節(jié)，只要進(jìn)行一下簡單的換算1∶2＝x∶50，則x＝25mm，即將螢光屏上第一個(gè)脈沖調(diào)到螢光屏刻度標(biāo)尺的25mm處，第二個(gè)脈沖調(diào)到50mm處，第三個(gè)脈沖調(diào)到75mm處，第四個(gè)脈沖調(diào)到100mm處。其它任何比例的調(diào)節(jié)，都可依此法進(jìn)行。對(duì)橫波調(diào)節(jié)時(shí)，將縱波的聲速換算成橫波的聲速后再調(diào)節(jié)。換算如下縱波在鋼中的聲速是5900m/s，橫波在鋼中的聲速是3230m/s，則3230∶5900＝x∶50，x＝27.4mm，調(diào)節(jié)時(shí)將螢光屏上的第一個(gè)脈沖調(diào)到27.4mm處，第二個(gè)脈沖調(diào)到54.8mm處，第三個(gè)脈沖調(diào)到82.2mm處，即完成橫波1∶1調(diào)節(jié)，橫波1∶2及其它任何比例的換算方法同縱波的相同。
2.水平距離或深度距離調(diào)節(jié)依據(jù)聲程、水平距離、深度距離以及橫波探頭的折射角組成的直角三角形的三角函數(shù)關(guān)系，做相應(yīng)的換算。橫波探頭的折射角為頂角，聲程為斜邊，頂角所對(duì)的邊為水平距離，另一直角邊是深度距離取64°橫波探頭為例，折射角為64°，聲程為27.4mm則水平距離等于sim64°×27.4＝24.6mm，深度距離等于sin64°×27.4＝12mm，然后去掉探頭本身晶片至入射點(diǎn)的聲程距離和因此而產(chǎn)生的水平和深度距離。調(diào)節(jié)時(shí)，先將螢光屏上的第一個(gè)脈沖調(diào)到24.6mm(或12mm)處，第二個(gè)脈沖調(diào)到49.2mm(或24mm)處，第三個(gè)脈沖調(diào)到73.8mm(或36mm)處……，然后再把掃描線向左移掉探頭本身的水平或深度距離。
3.靈敏度調(diào)節(jié)把BH-50標(biāo)準(zhǔn)回波探頭產(chǎn)生的脈沖的第一個(gè)脈沖的高度調(diào)到80%波高，(如果距離波幅曲線已有，也可直接調(diào)到曲線在15mm深處的實(shí)際高度)記好此時(shí)衰減器的讀數(shù)，然后接通工作探頭，將工作探頭置IIW試塊上，找出15mm深，φ1.5mm橫孔最高反射脈沖，調(diào)此脈沖至80%波高(或距離波幅曲線15mm深處的實(shí)際高度)再看衰減器讀數(shù)，記下此時(shí)dB數(shù)，看其與原有的dB數(shù)的差值并記住這個(gè)差值。用時(shí)，將BH-50標(biāo)準(zhǔn)回波探頭產(chǎn)生的第一個(gè)脈沖調(diào)到80%波高或相應(yīng)的波高，由此時(shí)衰減器的dB數(shù)減掉上述的記住的差值，即表示該工作探頭的φ1.5mm橫孔靈敏度。其它尺寸的橫孔的靈敏度，通過公式或缺陷當(dāng)量計(jì)算尺換算后即可得到，如φ1.5mm橫孔比φ1.2mm橫孔波高1dB等。
4.距離波幅曲線制作用計(jì)算方式或當(dāng)量計(jì)算尺算出所需要的數(shù)據(jù)，如用橫波64探頭，2.5MHZ晶片13×13、橫孔、計(jì)算結(jié)果如下
選擇BH-50標(biāo)準(zhǔn)回波探頭產(chǎn)生的第五個(gè)脈沖(其它脈沖也可以，因第五個(gè)脈沖左右可調(diào)距離大)將第五個(gè)脈沖按上表的參數(shù)，分別調(diào)到相應(yīng)的深度位置，第一個(gè)位置的波高取80%或其它高度，然后移到相應(yīng)的深度位置加上相應(yīng)的dB差值，對(duì)各深度位置處的脈沖頂點(diǎn)做標(biāo)記，連接各標(biāo)記點(diǎn)成的曲線就是64°，2.5MHZ的橫孔距離波幅曲線。
權(quán)利要求
1.一種自調(diào)式超聲波探傷儀，它包括已有技術(shù)中超聲波探傷儀的同步電路、脈沖電路、接收電路、掃描電路、距離刻度電路、顯示系統(tǒng)、工作探頭等組成部分，其特征在于工作探頭的線路中，增加了一個(gè)由一個(gè)聲電換能器粘合在一塊長度、材料為已知的標(biāo)準(zhǔn)塊上構(gòu)成的反射脈沖發(fā)生裝置，并以一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)使工作探頭和反射脈沖發(fā)生裝置分別接入儀器線路。
2.由權(quán)利要求1所說的自調(diào)式超聲波探傷儀，其特征在于所說的反射脈沖發(fā)生裝置可以是一個(gè)BH-50標(biāo)準(zhǔn)回波探頭。
3.自調(diào)式超聲波探傷儀的調(diào)節(jié)方法，是調(diào)節(jié)螢光屏上的脈沖位置和波高，其特征在于所說的調(diào)節(jié)方法是調(diào)節(jié)由反射脈沖發(fā)生裝置產(chǎn)生的多個(gè)脈沖之間的距離和脈沖的波高。
4.由權(quán)利要求3所說的調(diào)節(jié)方法，其特征在于所說的調(diào)節(jié)多個(gè)脈沖之間的距離是依據(jù)所使用的工作探頭是縱波探頭還是槽波探頭的不同，依據(jù)需要調(diào)節(jié)比例的不同而確定不同的螢光屏上脈沖之間的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自調(diào)式超聲波探傷儀及其調(diào)節(jié)方法，它是一種儀器本身裝有反射脈沖發(fā)生裝置的新型探傷儀，用該儀器進(jìn)行探傷前的靈敏度調(diào)節(jié)、聲程比例調(diào)節(jié)，水平、深度距離調(diào)節(jié)及制作距離波幅曲線時(shí)，不需要傳統(tǒng)的用工作探頭在標(biāo)準(zhǔn)試塊上產(chǎn)生脈沖的方法來調(diào)節(jié)而是用儀器自身裝有的反射脈沖發(fā)生裝置產(chǎn)生的脈沖來調(diào)節(jié)。其方法簡便、準(zhǔn)確，并可為超聲波探傷的自動(dòng)和半自動(dòng)化提供前提條件。
文檔編號(hào)G01N29/04GK1035895SQ88105040
公開日1989年9月27日 申請(qǐng)日期1988年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月16日
發(fā)明者曲世發(fā) 申請(qǐng)人:大連造船廠