一種新型抗干擾超聲試塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種新型抗干擾超聲試塊。涉及其中超聲試塊的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。結(jié)構(gòu)精巧、使用效果好且抗干擾效果好，使用時(shí)可有效克服試塊兩端面的反射對(duì)人工缺陷回波識(shí)別。包括本體，所述本體上對(duì)稱的開(kāi)設(shè)有兩圓弧槽，所述圓弧槽的槽底開(kāi)設(shè)有若干短橫孔，所述本體的同一側(cè)端面上對(duì)稱設(shè)有兩對(duì)稱設(shè)置的弧形凸塊，所述弧形凸塊呈四分之一圓弧狀、且與本體連為一體，兩所述弧形凸塊相對(duì)設(shè)置且相接觸。結(jié)構(gòu)精巧、使用效果好且抗干擾效果好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種新型抗干擾超聲試塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及超聲波檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及其中超聲試塊的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲檢測(cè)應(yīng)用非常廣泛，尤其是機(jī)械制造、電力行業(yè)、國(guó)防工業(yè)。對(duì)比試塊(超聲試 塊)在超聲檢測(cè)中是不可缺少的。其中CSK-mA試塊具有非常重要的地位。為了克服試塊側(cè) 面和端面反射的影響，CSK-mA試塊在側(cè)面短橫孔處加工了兩個(gè)R10圓弧槽，但是端面反射 的影響仍然很大，嚴(yán)重的情況下無(wú)法區(qū)分人工缺陷信號(hào)與端面反射信號(hào)。
[0003] 具體的說(shuō)，CSK-mA試塊是超聲檢測(cè)一種長(zhǎng)240mm、寬150mm的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)試塊，在中 華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T4730-2005(NB/T47013)《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》有詳細(xì)介紹。具體 的結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，其在使用時(shí)的干擾大多為以下兩種情況：
[0004] 情況一、如圖3所示，斜探頭橫波A1入射到端面產(chǎn)生變異縱波A2,變異縱波經(jīng)A2底 面反射后產(chǎn)生反射縱波A3被探頭接收從而產(chǎn)生干擾，下文把這種情況的干擾簡(jiǎn)稱為縱波入 射縱波反射干擾；圖中a表示A1與試塊上表面所成夾角、b表示A2的反射角、c表示A2的入射 角、d表示A3的反射角、Xw表示探頭入射點(diǎn)到端面的距離（即探頭位置）、Hw表示A1在人工缺 陷的垂直軸線(假想線）上可探測(cè)的深程、Hx表示探頭接收到反射波檢測(cè)設(shè)備顯示的深程。 根據(jù)聲波反射規(guī)律及相應(yīng)位置關(guān)系，可列出相應(yīng)關(guān)系式：
[0011 ] 從而可根據(jù)K值計(jì)算出Xw、Hw、Hx，如表1所示，
[0012]表1
[0015]由于實(shí)際使用時(shí)，Hw與Hx之差越大，縱波入射縱波反射干擾就越?。?0mm之內(nèi)對(duì)檢 測(cè)人員干擾非常大，檢測(cè)人員無(wú)法區(qū)分;Hw與Hx;20mm之內(nèi)對(duì)檢測(cè)人員干擾很大，檢測(cè)人員 區(qū)分Hw與Hx需要非常豐富的操作經(jīng)驗(yàn);30mm以上區(qū)分Hw與Hx非常容易。因此，根據(jù)上表1可 知除K = 1.0~1.7的探頭外，其余探頭均有各自干擾區(qū)，尤其是K值大于2.0的探頭。K值為 2.2至3.0探頭已很難區(qū)分試塊上60mm、70mm、80mm的人工缺陷回波與干擾回波，K值為2.3或 2.4的探頭已無(wú)法區(qū)分試塊上70mm的人工缺陷回波與干擾回波。也就是說(shuō)CSK-HIA不適合K 值大于2.2以上探頭使用。
[0016]情況二、如圖4所示，斜探頭橫波A1入射到端面產(chǎn)生變異縱波A2,變異縱波A2經(jīng)底 面反射后產(chǎn)生的變異橫波A4被探頭接收從而產(chǎn)生干擾，下文把這種情況的干擾簡(jiǎn)稱為縱波 入射橫波反射干擾。圖中a表示A1與試塊上表面所成夾角、b表示A2的反射角、c表示A2的入 射角、d表示A4的反射角、Xw表示探頭入射點(diǎn)到端面的距離（即探頭位置）、Hw表示A1在人工 缺陷的垂直軸線(假想線）上可探測(cè)的深程、Hx表示探頭接收到反射波檢測(cè)設(shè)備顯示的深 程。根據(jù)聲波反射規(guī)律及相應(yīng)位置關(guān)系，可列出相應(yīng)關(guān)系式：
從而可根據(jù)K值計(jì)算出Xw、Hw、Hx，如表2所示，
[0024]表 2
[0026]
[0027] 從表(2)中可知，除K = 1.0~1.7的探頭外，其余探頭均有各自干擾區(qū)，尤其是K值 大于2.2的探頭。因?yàn)镠x與Hw之差較?。?lt;30mm)，所以對(duì)于K值為2.4至3.0探頭區(qū)分這種干 擾回波與試塊上40mm、50mm的人工缺陷回波有一定難度，準(zhǔn)確區(qū)分需要操作者有豐富經(jīng)驗(yàn)。
[0028] 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的超聲試塊存在著反射干擾過(guò)大的問(wèn)題，尤其受縱波入射縱 波反射干擾以及縱波入射橫波反射干擾嚴(yán)重，給超聲實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行帶來(lái)了極大的難度，成為 了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0029]本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，提出了一種結(jié)構(gòu)精巧、使用效果好且抗干擾效果好，使用時(shí) 可有效克服試塊兩端面的反射對(duì)人工缺陷回波識(shí)別的干擾的新型抗干擾超聲試塊。
[0030]本發(fā)明的技術(shù)方案為:包括本體，所述本體上對(duì)稱的開(kāi)設(shè)有兩圓弧槽，所述圓弧槽 的槽底開(kāi)設(shè)有若干短橫孔，所述本體的同一側(cè)端面上對(duì)稱設(shè)有兩對(duì)稱設(shè)置的弧形凸塊，所 述弧形凸塊呈四分之一圓弧狀、且與本體連為一體，兩所述弧形凸塊相對(duì)設(shè)置且相接觸。 [0031 ]所述本體的兩側(cè)端面上分別設(shè)有兩弧形凸塊。
[0032]所述弧形凸塊背向與其處在本體同一側(cè)的弧形凸起的端面上開(kāi)設(shè)有切槽，所述切 槽與弧形凸塊的該端面相垂直。
[0033] 所述切槽的深度為10mm，寬度為0.5mm，所述切槽與本體的間距為60mm。
[0034] 所述弧形凸塊遠(yuǎn)離本體的一側(cè)頂角處開(kāi)設(shè)有弧形沉臺(tái)。
[0035] 所述弧形沉臺(tái)的厚度為5_，所述弧形沉臺(tái)與弧形凸塊同軸心，所述弧形沉臺(tái)呈圓 心角為52°、寬度為30mm的弧形。
[0036] 本案通過(guò)兩四分之一圓弧面代替現(xiàn)有技術(shù)的平面狀的側(cè)端面，從而有效克服了現(xiàn) 有技術(shù)中試塊兩端面的反射對(duì)人工缺陷回波識(shí)別的干擾的問(wèn)題，對(duì)縱波入射縱波反射干擾 以及縱波入射橫波反射干擾的消除效果好，具有結(jié)構(gòu)精巧、使用效果好且抗干擾效果好的 特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1是CSK-mA試塊的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0038] 圖2是圖1的俯視圖，
[0039]圖3是【背景技術(shù)】中情況一的示意圖，
[0040] 圖4是【背景技術(shù)】中情況二的示意圖，
[0041] 圖5是本案的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0042]圖6是圖5的俯視圖，
[0043] 圖7是本案的優(yōu)化實(shí)施方式示意圖，
[0044] 圖8是圖7的俯視圖，
[0045] 圖9是本案的改進(jìn)實(shí)施方式示意圖，
[0046] 圖10是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)一的示意圖一，
[0047] 圖11是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)一的示意圖二，
[0048] 圖12是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)二的示意圖，
[0049] 圖13是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)三的示意圖，
[0050] 圖14是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)四的示意圖一，
[0051] 圖15是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)四的示意圖二，
[0052]圖16是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)四的示意圖三，
[0053]圖17是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)四的示意圖四，
[0054]圖18是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)五的示意圖，
[0055]圖19是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)六的示意圖，
[0056]圖20是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)四的示意圖一，
[0057]圖21是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)四的示意圖二，
[0058]圖22是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)四的示意圖三，
[0059] 圖23是【具體實(shí)施方式】中反射狀態(tài)四的示意圖四；
[0060] 圖中1是本體，11是圓弧槽，12是短橫孔，13是弧形沉臺(tái)，2是弧形凸塊，20是切槽。
【具體實(shí)施方式】
[0061] 本發(fā)明如圖5-9所示，包括本體1，所述本體1上對(duì)稱的開(kāi)設(shè)有兩個(gè)截面呈圓弧狀的 圓弧槽11，所述圓弧槽11的槽底開(kāi)設(shè)有若干短橫孔12,所述本體1的同一側(cè)端面上對(duì)稱設(shè)有 兩對(duì)稱設(shè)置的弧形凸塊2,所述弧形凸塊2呈四分之一圓弧狀、且與本體1連為一體，兩所述 弧形凸塊2相對(duì)設(shè)置且相接觸。
[0062] 所述本體1的兩側(cè)端面上分別設(shè)有兩弧形凸塊2。
[0063] 本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施方式如圖7-8所示，所述弧形凸塊2背向與其處在本體1同一側(cè) 的弧形凸起的端面上開(kāi)設(shè)有切槽20,所述切槽20與弧形凸塊2的該端面相垂直。
[0064] 所述切槽的深度為10_，寬度為0.5_，所述切槽與本體的間距為60_。
[0065] 如圖9所示，所述弧形凸塊2遠(yuǎn)離本體的一側(cè)頂角處開(kāi)設(shè)有弧形沉臺(tái)13。
[0066] 所述弧形沉臺(tái)的厚度(深度)為5mm，所述弧形沉臺(tái)與弧形凸塊同軸心，所述弧形沉 臺(tái)呈圓心角為52°、寬度為30mm的弧形。
[0067] 本案通過(guò)兩四分之一圓弧面代替現(xiàn)有技術(shù)的平面狀的側(cè)端面，從而有效克服了現(xiàn) 有技術(shù)中試塊兩端面的反射對(duì)人工缺陷回波識(shí)別的干擾的問(wèn)題，對(duì)縱波入射縱波反射干擾 以及縱波入射橫波反射干擾的消除效果好，具有結(jié)構(gòu)精巧、使用效果好且抗干擾效果好的 特點(diǎn)。
[0068] 操作人員在實(shí)際工作中還發(fā)現(xiàn)以下特點(diǎn)：由于每次界面反射后不但界面上有損 耗，而且伴隨著變異波產(chǎn)生(垂直入射界面不產(chǎn)生變異波，除外），探頭接收到的回波其波幅 會(huì)有明顯降低，所以經(jīng)過(guò)三次以上界面反射(垂直入射界面除外）后探頭接收到的回波其波 幅與人工缺陷的反射波幅相差很大不易產(chǎn)生干擾，因此可不考慮三次及以上界面反射情況 (垂直入射界面除外）。
[0069] 下面針對(duì)不同的反射狀態(tài)做具體分析(在此需解釋的是，本案全文中記載的一次 反射波/聲波/橫波/縱波依次為一次反射后產(chǎn)生的波/聲波/橫波/縱波的簡(jiǎn)稱，同理二次反 射波/聲波/橫波/縱波依次為二次反射后產(chǎn)生的波/聲波/橫波/縱波的簡(jiǎn)稱，同時(shí)下述所有 的初始位置入射波/聲波均為橫波）：
[0070] -、一次反射聲波斜入射到上表面，如圖10-11所不：其中B1為入射聲波，a為B1與 上表面的夾角，B2為一次反射聲波，B3為二次反射聲波，這樣，當(dāng)一次反射聲波入射到上表 面時(shí)，二次反射聲波無(wú)法被探頭接收到，需三次以上才可；因此，此類(lèi)情況下Hx和Hw易于區(qū) 分。
[0071]二、一次反射橫波垂直入射到上表面，如圖12所示:其中B1為入射聲波，a為B1與上 表面的夾角，b為B1的入射角，B2為一次反射聲波，B3為二次反射聲波與B2重合，B4為三次反 射橫波與B1重合，最后被探頭接收;根據(jù)聲波反射規(guī)律及相應(yīng)位置關(guān)系，可列出相應(yīng)關(guān)系 式：
[0076] 從而可根據(jù)K值計(jì)算出)(《、咖、版，如表3所示，
[0077] 表 3
[0080]實(shí)際該種情況下的干擾也經(jīng)過(guò)了三次界面反射，會(huì)有明顯損耗，其波幅較小;再結(jié) 合表3中可知此類(lèi)情況下Hx和Hw之差都在30mm之上，易于區(qū)分。
[0081]三、一次反射縱波垂直入射到上表面，如圖13所示:其中B1為入射聲波，a為B1與上 表面的夾角，b為B1的入射角，B2為一次反射縱波，B3為二次反射縱波與B2重合，B4為三次反 射橫波與B1重合，最后被探頭接收;根據(jù)聲波反射規(guī)律及相應(yīng)位置關(guān)系，可列出相應(yīng)關(guān)系 式：
[0087] 從而可根據(jù)K值計(jì)算出Xw、Hw、Hx，如表4所示，

[0091] 實(shí)際該種情況下的干擾也經(jīng)過(guò)了三次界面反射，會(huì)有明顯損耗，其波幅較小;再結(jié) 合表4中可知此類(lèi)情況下Hx和Hw之差都在30mm之上，易于區(qū)分。
[0092] 四、一次反射波斜入射到下端面，一次反射波斜入射到底面有四種情況：
[0093] (4.1)、一次反射橫波斜入射到下端面后再橫波反射至上端面，如圖14所示，其中 B1為入射聲波，a為B1與上表面的夾角，b為B1的入射角，B2為一次反射橫波，B3為二次反射 橫波，為計(jì)算方便，圖中還標(biāo)示出了〇、A、B、C、D、E、F、GAfA:
[0094]圖中a為AC(聲波1)與試塊上、下端面的夾角;b也為B1在試塊下曲面的入射角;m為 0C(聲波1在試塊下曲面的法線）與0D的夾角；d為AD與0D的夾角；c為B2與試塊下端面的夾 角;n為AD與AC的夾角；
[0095] B2、B3都為同類(lèi)型橫波，根據(jù)反射原理:B3與試塊下端面的夾角也為c。當(dāng)c恒大于d 時(shí)，則聲波3永遠(yuǎn)不會(huì)被探頭接收到。
[0096] A0DC的外接園的直徑 D = 0C/sin(c)。因?yàn)?0C = 75mm、c = b+m>b = a+m>a，所以 75/ sin(a)>A0DC的外接園的直徑D。
[0097] 在 AABG 中，AB=GB/sin(a)，因?yàn)?GB 恒大于 75mm，所以永遠(yuǎn)有 AB>75/sin(a)。
[0098] 因?yàn)镃A = CB+AB>AB，所以總有CA>75/sin(a)>A0DC的外接園的直徑D，因此A0DC 的外接園與AC(B1)在A、C兩點(diǎn)之間（不含A、C) 一定存在交點(diǎn)。
[0099] F為A0DC的外接園與AC(B1)的交點(diǎn)，據(jù)幾何4點(diǎn)共圓定理可知：ZC0D=ZDFC=m; 據(jù)幾何定理有:m>n。
[0100] 因?yàn)閐 = a+n、c = b+m>b = a+m，又有m>n，所以總有c>d。另因 B3與試塊下端面的夾角 為c，因此B3永遠(yuǎn)都不會(huì)被在A處的探頭接收到，即一次反射橫波斜入射到下端面后再橫波 反射至上端面的干擾情況在本案的試塊中不會(huì)出現(xiàn)。
[0101] (4.2)、一次反射縱波斜入射到下端面后再縱波反射至上端面，如圖15所示，其中 B1為入射聲波，a為B1與上表面的夾角，b為B1的入射角，B2為一次反射縱波，B3為二次反射 縱波：
[0102]探頭發(fā)出的橫波B1入射到下曲面，據(jù)超聲波反射原理其反射縱波B2的反射角一定 大于入射角b，因此結(jié)合上述(4.1 )，一次反射縱波斜入射到底面后產(chǎn)生反射縱波也不可能 被探頭接收到，即一次反射縱波斜入射到下端面后再縱波反射至上端面的干擾情況在本案 的試塊中不會(huì)出現(xiàn)。
[0103] (4.3)、一次反射縱波斜入射到下端面后再橫波反射至上端面，如圖16所示，其中 B1為入射聲波，a為B1與上表面的夾角，b為B1的入射角，B2為一次反射縱波，B3為二次反射 橫波：
[0104] 反射縱波斜入射到底面后除反射縱波，還會(huì)反射變異橫波，據(jù)超聲波反射原理反 射橫波的反射角要小于反射縱波的反射角，所以B3與下端面的夾角也一定大于其B2與下端 面的夾角。因此結(jié)合(4.1 )、（4.2)，一次反射縱波斜入射到下端面后產(chǎn)生反射橫波不可能被 探頭接收到，即一次反射縱波斜入射到下端面后再橫波反射至上端面的干擾情況在本案的 試塊中不會(huì)出現(xiàn)。
[0105] (4.4)、一次反射橫波斜入射到下端面后再縱波反射至上端面，如圖17所示，其中 B1為入射聲波，a為B1與上表面的夾角，b為B1的入射角，B2為一次反射橫波，c為B2與試塊下 端面的夾角，B3為二次反射橫波，d為B3與試塊下端面的夾角；：
[0106] 當(dāng)試塊不開(kāi)切槽時(shí)，B1為探頭發(fā)出的橫波;B2為在下曲面的一次反射橫波，B3為聲 波斜射到下端面的反射縱波并被探頭接收。Hx為顯示深程，根據(jù)反射定律及相關(guān)定理可知：
[0114] 根據(jù)探頭的k值，可計(jì)算出Xw、Hw、Hx。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。
[0115]表5
[0118] 從表(5)可知：當(dāng)K=1.6~3.0,顯示深程(Hx)、位置深程(Hw)之差從30左右減小至 3左右，即此種情況下產(chǎn)生的干擾回波由可分辨逐漸變得無(wú)法分辨。為了避免此種情況產(chǎn) 生，可在試塊上開(kāi)4個(gè)深度為10mm、寬度為0.5mm、與本體間距60mm的切槽，具體分析如下：
[0119] 表5中，H60高表示聲波在切槽所在位置上（即與本體間距60mm處B2與下端面的直 線距離)所截得的高。當(dāng)H60高小于等于切槽高度，即10mm時(shí)，切槽會(huì)阻止B2斜射到下端面或 者B3射向探頭，結(jié)合H60在表5的計(jì)算結(jié)果，表5中所有H60均小于10mm，因此由于開(kāi)了切槽， 橫波斜入射到下端面后再縱波反射至上端面產(chǎn)生的干擾就不存在了。即本案進(jìn)一步的通過(guò) 增加切槽的方式使得一次反射橫波斜入射到下端面后再縱波反射至上端面的干擾情況在 本案的試塊中不會(huì)出現(xiàn)。
[0120]五、一次反射橫波垂直入射到底面，如圖18所示:其中B1為入射聲波，a為B1與上表 面的夾角，b為B1的入射角，B2為一次反射聲波，B3為二次反射聲波與B2重合，B4為三次反射 橫波與B1重合，最后被探頭接收;根據(jù)聲波反射規(guī)律及相應(yīng)位置關(guān)系，可列出相應(yīng)關(guān)系式：
[0126] 從而可根據(jù)K值計(jì)算出\￥、咖、1^，如表6所示，
[0127]表6
L〇13〇」實(shí)際該種情況下的干擾也經(jīng)過(guò)了三次界面反射，會(huì)有明顯損耗，其波幅較小；再結(jié) 合表5中可知此類(lèi)情況下Hx和Hw之差都在30mm之上，易于區(qū)分。
[0131]六、一次反射縱波垂直入射到底面，如圖19所示:其中B1為入射聲波，a為B1與上表 面的夾角，b為B1的入射角，B2為一次反射縱波，B3為二次反射縱波與B2重合，B4位三次反射 橫波與B1重合，最后被探頭接收;根據(jù)聲波反射規(guī)律及相應(yīng)位置關(guān)系，可列出相應(yīng)關(guān)系式：
[0137] 從而可根據(jù)K值計(jì)算出)(《、咖、版，如表7所示，
[0138] 表7
[0141]實(shí)際該種情況下的干擾也經(jīng)過(guò)了三次界面反射，會(huì)有明顯損耗，其波幅較小;再結(jié) 合表6中可知此類(lèi)情況下Hx和Hw之差都在30mm之上，易于區(qū)分。
[0142]七、考慮到新增切槽后，切槽設(shè)置在弧形凸塊的端面上的"端角"也將產(chǎn)生反射波， 因此對(duì)各情況作出以下分析：
[0143] 切槽底部端角反射，切槽底部端角反射可分為2大類(lèi):第一類(lèi)，聲波直射到切槽底 部端角;第二類(lèi)，聲波經(jīng)曲面反射到切槽底部端角。
[0144] 在第一類(lèi)中，在儀器上顯示深程永遠(yuǎn)都等于試塊的高（150mm)，超過(guò)了試塊中人工 缺陷的最大深程(140_)，所以不會(huì)影響對(duì)人工缺陷的分辨，因此不予討論這類(lèi)情況。
[0145] 第二類(lèi)又可分為以下四種情況：
[0146] (7.1)、一次反射橫波入射到上端面(與探頭同側(cè))切槽的端角，如圖20所示：
[0147] B1為探頭發(fā)出的橫波，a為B1與上表面的夾角，b為B1的入射角，B2為在上曲面的一 次反射橫波，B3為B2斜射到上端面切槽底部端角的反射橫波，B4為B3斜射到上曲面的反射 橫波并被探頭接收。Hx為顯示深程。根據(jù)反射定律及相關(guān)定理可知：
[0153 ] 根據(jù)探頭的k值，可計(jì)算出Xw、Hw、Hx。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表8。
[0154]表8

[0157] 從表8可知:Hx與Hw之差都在30mm之上，因此該該種情況下的干擾對(duì)人工缺陷回波 識(shí)別不會(huì)產(chǎn)生影響。
[0158] (7.2)、一次反射縱波入射到上端面(與探頭同側(cè))切槽的端角，如圖21所示：
[0159] B1為探頭發(fā)出的橫波，a為B1與上表面的夾角，b為B1的入射角，B2為在上曲面的一 次反射縱波，c為B2的反射角，B3為B2斜射到上端面切槽底部端角的反射縱波，B4為B3斜射 到上曲面的反射橫波并被探頭接收;Hx為顯示深程，根據(jù)反射定律及相關(guān)定理可知：

[0166] 根據(jù)探頭的k值，可計(jì)算出Xw、Hw、Hx。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表9。
[0167]表9
[0169] 從表9可知:Hx與Hw之差都在30mm之上，因此該該種情況下的干擾對(duì)人工缺陷回波 識(shí)別不會(huì)產(chǎn)生影響。
[0170] (7.3)、一次反射橫波入射到下端面(與探頭不同側(cè))切槽的端角，如圖22所示： [0171] B1為探頭發(fā)出的橫波，a為B1與上表面的夾角，b為B1的入射角，B2為B1在下曲面的 一次反射橫波，B3為B2斜射到下端面切槽底部端角的反射橫波，B4為B3斜射到下曲面的反 射橫波并被探頭接收。Hx為顯示深程。根據(jù)反射定律及相關(guān)定理可知：
[0177] 根據(jù)探頭的k值，可計(jì)算出乂￥、咖、1^。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表10(當(dāng)1(<1.8時(shí)，上述方程組無(wú) 解)。
[0178]表1〇
[0180] 從表10可知:Hx與Hw之差都在30mm之上，因此該該種情況下的干擾對(duì)人工缺陷回 波識(shí)別不會(huì)產(chǎn)生影響。
[0181] (7.4)、一次反射縱波入射到上端面(與探頭不同側(cè))切槽的端角，如圖23所示：
[0182] 圖中CH為切槽，0B為經(jīng)過(guò)H點(diǎn)的線段;G為CH延長(zhǎng)線與下曲面的交點(diǎn);A為探頭發(fā)出 的聲波(橫波)在下曲面上入射點(diǎn)；a為探頭發(fā)出的聲波與上、下端面的夾角；Z0BC = n;Z 0BF=m；Z0GC = t〇
[0183] 根據(jù)各線段長(zhǎng)度（0G = 75;0C = 60;CH=10)可知：m = 9.4623° ;n = 31.9499° ;t = 53.1301°。根據(jù)《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》(NB/T47013)推薦:焊縫檢測(cè)時(shí)K最大為3.0,此時(shí)對(duì)應(yīng) 的a最小值為18.4349°。
[0184] 當(dāng)聲波（橫波）在下曲面上入射點(diǎn)A在弧DB段上時(shí)，最小的入射角為27.8972° (m+ a)，對(duì)應(yīng)27.8972°的最小橫波入射角，產(chǎn)生的縱波最小反射角為59.6172°，而整個(gè)圓弧DEI 點(diǎn)對(duì)0C的最大張角為t = 53.1301° (小于縱波最小反射角為59.6172° )，因此入射點(diǎn)A在弧DB 段時(shí)，產(chǎn)生反射縱波不可能掃到切槽端角C。
[0185] 當(dāng)聲波(橫波)在下曲面上入射點(diǎn)A在弧BE段上時(shí)，最小的入射角為18.4349° (a)， 對(duì)應(yīng)18.4349°的最小橫波入射角，產(chǎn)生的縱波最小反射角為35.6649°，而弧BE上點(diǎn)對(duì)0C的 最大張角為n = 31.9499° (小于縱波最小反射角為35.6649° )，因此入射點(diǎn)A在弧BE段時(shí)，產(chǎn) 生反射縱波也不可能掃到切槽端角C。
[0186] 綜上所述，探頭發(fā)出橫波聲波在下曲面反射產(chǎn)生的縱波聲波不可能掃到切槽端角 C，所以下曲面反射縱波切槽底部端角反射產(chǎn)生的干擾不存在。
[0187] 結(jié)合上述七種不同情況的具體分析可得，無(wú)論入射聲波怎樣入射，由兩四分之一 圓弧構(gòu)成的側(cè)端面均不會(huì)干擾超聲實(shí)驗(yàn)，可有效克服了因試塊兩端面的反射而對(duì)人工缺陷 回波識(shí)別造成干擾的問(wèn)題。
[0188] 綜上所述，本發(fā)明的新試塊沒(méi)有改變CSK-HIA試塊人工缺陷的大小及其形狀，也沒(méi) 有改變CSK-HIA試塊人工缺陷與上面、底面的位置關(guān)系，所以完全繼承了CSK-mA試塊的功 能，但改變CSK-mA試塊兩端面的形狀，所以克服了上文描述的干擾，所有情況下Hw與Hx都 相差30mm以上，檢測(cè)人員能清晰區(qū)分。
[0189] 此外，在中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013-2015《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》中，CSK-mA試塊在檢測(cè)時(shí)主要用制作距離-波幅曲線，當(dāng)要調(diào)節(jié)儀器掃描速度、測(cè)量探頭前沿時(shí)則 需要使用另一試塊CSK-IA。本發(fā)明的CSK-mAZ具備與CSK-IA相類(lèi)似的兩個(gè)不同弧面(R45、 R75)，因此也具備CSK-IA相類(lèi)似的功能
[0190] a.前沿測(cè)量
[0191] 如圖9所示，探頭置于曲面圓心A處，前后移動(dòng)探頭獲得最大回波時(shí)固定探頭，測(cè)量 探頭最前邊緣至曲面邊緣(L)。探頭前沿L0 = 75-L。
[0192] b.橫波掃描速度調(diào)節(jié)
[0193] 如圖9所示，探頭置于曲面圓心A處，前后移動(dòng)探頭獲得075回波，左右移動(dòng)探頭同 時(shí)獲得?45回波，移動(dòng)探頭使075回波、045同時(shí)達(dá)到最大，調(diào)節(jié)儀器相關(guān)旋鈕回波將075 回波置于10處(或5處）、045回波置于6處(或3處）。儀器的掃描速度調(diào)節(jié)完畢。
[0194] 這樣，基于現(xiàn)有技術(shù)的CSK-MA不能直接測(cè)量探頭前沿、調(diào)節(jié)儀器的掃描速度，而 是需要借助另一試塊CSK-IA對(duì)調(diào)節(jié)儀器掃描速度、探頭前沿進(jìn)行測(cè)量的問(wèn)題。經(jīng)本案的改 進(jìn)后，使得本案中的CSK-MAZ試塊完全繼承了現(xiàn)有技術(shù)中CSK-MA功能，還具有現(xiàn)有技術(shù)中 CSK-IA功能，從而可大大方便檢測(cè)人員，給檢測(cè)人員的工作效率帶來(lái)了極大的提升。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型抗干擾超聲試塊，包括本體，所述本體上對(duì)稱的開(kāi)設(shè)有兩圓弧槽，所述圓弧 槽的槽底開(kāi)設(shè)有若干短橫孔，其特征在于，所述本體的同一側(cè)端面上對(duì)稱設(shè)有兩對(duì)稱設(shè)置 的弧形凸塊，所述弧形凸塊呈四分之一圓弧狀、且與本體連為一體，兩所述弧形凸塊相對(duì)設(shè) 置且相接觸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型抗干擾超聲試塊，其特征在于，所述本體的兩側(cè)端面 上分別設(shè)有兩弧形凸塊。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型抗干擾超聲試塊，其特征在于，所述弧形凸塊背向與 其處在本體同一側(cè)的弧形凸起的端面上開(kāi)設(shè)有切槽，所述切槽與弧形凸塊的該端面相垂 直。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型抗干擾超聲試塊，其特征在于，所述切槽的深度為 10mm，寬度為0.5mm，所述切槽與本體的間距為60mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型抗干擾超聲試塊，其特征在于，所述弧形凸塊遠(yuǎn)離本 體的一側(cè)頂角處開(kāi)設(shè)有弧形沉臺(tái)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型抗干擾超聲試塊，其特征在于，所述弧形沉臺(tái)的厚度 為5mm，所述弧形沉臺(tái)與弧形凸塊同軸心，所述弧形沉臺(tái)呈圓心角為52°、寬度為30mm的弧 形。
【文檔編號(hào)】G01N29/30GK105929028SQ201610514798
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】朱龍居
【申請(qǐng)人】朱龍居