專利名稱：一種材料聲速測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種材料聲速測量方法。
技術背景目前國內外標準規(guī)定的材料聲速測量方法原理均采用從被測工件上切割試樣，精確測量試樣的厚度r和超聲波在試樣中的傳播時間t一 r后，根據(jù)關系式7 = 7，計算得出聲速K。上述常用方法進行材料聲速測量的前提是可以從被測工件上割取 試樣或采用機械方法準確測量試件的厚度，但在工程現(xiàn)場對某一工件 材料聲速進行測量時，往往不允許對工件進行破壞性取樣，甚至由于 工件結構等原因不能采用機械方法測得工件壁厚，因此無法采用上述 常規(guī)方法測量工件材料聲速。 發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種采用普通數(shù)字式超聲波探 傷儀測量未知壁厚工件的材料聲速測量方法。 本發(fā)明采用如下技術方案本發(fā)明利用不同角度超聲橫波分別入射、接收的方法，通過兩次 測量超聲橫波在工件中的傳播時間，計算出該工件材料的超聲橫波聲 速；再根據(jù)超聲縱波聲速、超聲表面波聲速分別與超聲橫波聲速的傳 播速度關系式算出超聲縱波聲速和超聲表面波聲速；其具體方法步驟 如下(1)第一次測量超聲橫波在工件中的傳播時間&a. 選取一對規(guī)格、前沿長度、K值等參數(shù)相同的第一斜探頭(l)和第 二斜探頭(2)，將第一、第二斜探頭(1、 2)放在標準試塊上測量兩個 斜探頭的延時后，將兩個斜探頭的延時平均值輸入超聲波探傷儀；b. 將第一斜探頭(l)作為發(fā)射探頭，第二斜探頭(2)作為接收探頭并相對置于工件(3)的表面上，測得所述工件(3)底面一次反射回 波后讀取超聲橫波在所述工件(3)中的傳播時間t,，則該工作中超聲橫波聲速G.由下式確定式中C、工件中超聲橫波聲速，單位米/秒 厶兩斜探頭之間的距離，單位米力。第一斜探頭的前沿長度，可在標準試塊上測得，單位米 第一斜探頭的前沿長度，可在標準試塊上測得，單位米 &聲束在工件中的傳播時間，單位秒 力工件的厚度，為未知數(shù)，單位米； (2)第二次測量超聲橫波在所述工件中的傳播時間a. 再選取一對與第一、第二斜探頭K值相差較大的規(guī)格、前沿長度、K值等參數(shù)相同的第三斜探頭(4)、第四斜探頭(5)，將第三、第 四斜探頭(4、 5)放在標準塊上測量它們的延時后，將兩個斜探頭的 延時平均值輸入超聲探傷儀；b. 將第三斜探頭(4)作為發(fā)射探頭，將第四斜探頭(5)作為接 收探頭并相對置于所述工件(3)的表面上，測得工件(3)底面一次 反射回波后讀取超聲橫波在工件(3)中的傳播時間^，則該工件中超 聲橫波聲速G由下式確定式中C、工作中超聲橫波聲速，單位米/秒 &兩斜探頭之間的距離，單位米人。第三斜探頭的前沿長度，可在標準的試塊上測得，單位米 厶。第四斜探頭的前沿長度，可在標準的試塊上測得，單位米 &聲束在工件中的傳播時間，單位秒 力工件的厚度，為未知數(shù)； (3)聯(lián)解上述公式(1)和(2)，即可得出超聲橫波聲速G;在上述公式(1)、 (2)中，超聲橫波聲速G和工件厚度力為未 知數(shù)；兩斜探頭間的距離厶、A通過測量得出；四個斜探頭的前沿長度 ,。、h、 h、人?？稍跇藴试噳K上測得；超聲橫波在工件中的傳播時間" t,通過超聲波探傷儀測得；(4)最后根據(jù)固體中超聲橫波聲速C、分別與超聲縱波聲速G、超聲表面波聲速G的傳播速度關系式(3)和(4)計算超聲縱波聲速G和超聲表面波聲速G:Cs 一 「l-2cr^7="《) (3)Cfi — 0.87 + 1.12ct式中"為介質泊松比。 本發(fā)明的有益效果是可以對工程現(xiàn)場未知壁厚的工件進行材料聲 速測量，方便實用，解決了工程現(xiàn)場材料聲速測量的難題。


圖1為本發(fā)明第一次測量超聲橫波在工件中的傳播時間示意圖。圖2為第二次測量超聲橫波在工件中的傳播時間示意圖。
具體實施方式
當工程現(xiàn)場不允許對工件進行破壞性取樣時，或者由于工件結構方 面的原因不能采用機械方法測得工件壁厚時，采用上述發(fā)明內容部分 中所述的技術方案，即可對工件材料聲速進行測量。
權利要求
1、一種材料聲速測量方法，其特征在于利用不同角度超聲橫波分別入射、接收的方法，通過兩次測量超聲橫波在工件中的傳播時間，計算出該工件材料的超聲橫波聲速；再根據(jù)超聲縱波聲速、超聲表面波聲速分別與超聲橫波聲速的傳播速度關系式算出超聲縱波聲速和超聲表面波聲速；其具體方法步驟如下(1)第一次測量超聲橫波在工件中的傳播時間t1a.選取一對規(guī)格、前沿長度、K值等參數(shù)相同的第一斜探頭(1)和第二斜探頭(2)，將第一、第二斜探頭(1、2)放在標準試塊上測量兩個斜探頭的延時后，將兩個斜探頭的延時平均值輸入超聲波探傷儀；b.將第一斜探頭(1)作為發(fā)射探頭，第二斜探頭(2)作為接收探頭并相對置于工件(3)的表面上，測得所述工件(3)底面一次反射回波后讀取超聲橫波在所述工件(3)中的傳播時間t1，則該工作中超聲橫波聲速Cs由下式確定
全文摘要
本發(fā)明涉及一種材料聲速測量方法，本發(fā)明是利用不同角度超聲橫波分別入射、接收的方法，通過兩次測量超聲橫波在工件中的傳播時間，計算出該工件材料的超聲橫波聲速；再根據(jù)超聲縱波聲速、超聲表面波聲速分別與超聲橫波聲速的傳播速度關系式算出超聲縱波聲速和超聲表面波聲速。本發(fā)明的有益效果是可以對工程現(xiàn)場未知壁厚度的工件進行材料聲速測量，方便實用，解決了工程現(xiàn)場材料聲速測量的難題。
文檔編號G01H5/00GK101266228SQ20081005460
公開日2008年9月17日 申請日期2008年3月10日 優(yōu)先權日2008年3月10日
發(fā)明者劉長福, 張彥新, 李中偉, 牛曉光, 王志永, 董國振, 郝曉軍 申請人:河北省電力研究院