[发明专利]一种超声相控阵检测螺栓用对比试块及使用方法

权利要求书

1.一种超声相控阵检测螺栓用对比试块，其特征在于：所述试块（1）形状是由长方体和沿宽度方向左右两个圆弧端面组成，在一圆弧端面Ⅰ（1-1）上水平等距离分布着4个直切槽，即直切槽a1、直切槽a2、直切槽a3、直切槽a4，在另一圆弧端面Ⅱ（1-2）上水平等距离分布着5个直切槽，即直切槽b1、直切槽b2、直切槽b3、直切槽b4、直切槽b5，在试块（1）宽度中心位置的面上设有通孔（1-3），通孔（1-3）孔心与试块（1）下端面的距离为50mm；

试块（1）的长为240mm、厚为40mm、宽为113mm，宽度尺寸为两个圆弧面端面的距离，圆弧端面Ⅰ（1-1）和圆弧端面Ⅱ（1-2）的两个圆弧端面半径均为60mm，圆心轴线重合；

直切槽a1、直切槽a2、直切槽a3和直切槽a4的槽心与试块（1）上端面的距离分别为：60mm、100mm、140mm、180mm；

直切槽b1、直切槽b2、直切槽b3、直切槽b4和直切槽b5的槽心与试块（1）上端面的距离分别为：40mm、80mm、120mm、160mm、200mm；

每个直切槽的尺寸为：深1mm、宽0.25mm、长10mm；

所述通孔（1-3）的直径为Φ3mm，通孔（1-3）孔心与试块（1）下端面距离为50mm。

2.一种采用权利要求1所述的超声相控阵检测螺栓用对比试块的使用方法，其特征在于：步骤如下：

第一步，ACG校准即角度增益修正：将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）下端面左侧位置，超声相控阵探头（2）会发射出相对于对比试块（1）表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束会出现超声波能量不同的现象，为了使不同角度的超声波束的能量具有相同的效果，左右移动超声相控阵探头（2），让这些不同角度的声束都传播到这个通孔（1-3），此时声波传到通孔（1-3）表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会发现不同角度声波反射的能量不同，针对低能量的角度声束超声相控阵仪器会补偿一些能量从而增大该声束的超声波能量，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用通孔（1-3）进行ACG校准的效果；

第二步，TCG修正：将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）上端面右侧位置，左右移动超声相控阵探头（5），超声相控阵探头（1）会发射出相对于对比试块（1）表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束反射会超声相控阵设备上显示的数值不同，用反射能量值/超声相控阵满屏值的比来定义反射波能量的高低，为了使不同角度的超声波束的能量都达到80％的效果，左右移动超声相控阵探头（2），让这些不同角度的声束都传播到这个切槽b1，此时声波传到切槽b1表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会针低能量低于80％的角度声束进行补偿一些能量从而使该角度反射波能量也达到81％，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用切槽b1进行TCG修正的效果，扫查直切槽b1，将最大反射回波调整到80%作为基准灵敏度；

将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）上端面左侧位置，左右移动超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）会发射出相对于对比试块（1）表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束反射会超声相控阵设备上显示的数值不同，用反射能量值/超声相控阵满屏值的比来定义反射波能量的高低，为了使不同角度的超声波束的能量都达到80％的效果，左右移动超声相控阵探头（2），让这些不同角度的声束都传播到这个切槽a1，此时声波传到切槽a1表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会针低能量低于80％的角度声束进行补偿一些能量从而使该角度反射波能量也达到81％，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用切槽a1进行TCG修正的效果，扫查直切槽a1，将最大反射回波调整到80%作为基准灵敏度；

将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）上端面右侧位置，左右移动超声相控阵探头（2），超声相控阵探头会发射出相对于对比试块（1）表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束反射会超声相控阵设备上显示的数值不同，用反射能量值/超声相控阵满屏值的比来定义反射波能量的高低，为了使不同角度的超声波束的能量都达到80％的效果，左右移动超声相控阵探头（2），让这些不同角度的声束都传播到这个切槽b2，此时声波传到切槽b2表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会针低能量低于80％的角度声束进行补偿一些能量从而使该角度反射波能量也达到81％，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用切槽b2进行TCG修正的效果，扫查直切槽b2，将最大反射回波调整到80%作为基准灵敏度；

将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）上端面左侧位置，左右移动超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）会发射出相对于对比试块（1）表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束反射会超声相控阵设备上显示的数值不同，用反射能量值/超声相控阵满屏值的比来定义反射波能量的高低，为了使不同角度的超声波束的能量都达到80％的效果，左右移动超声相控阵探头（2），让这些不同角度的声束都传播到这个切槽a2，此时声波传到切槽a2表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会针低能量低于80％的角度声束进行补偿一些能量从而使该角度反射波能量也达到81％，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用切槽a2进行TCG修正的效果，扫查直切槽a2，将最大反射回波调整到80%作为基准灵敏度；

将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）上端面右侧位置，左右移动超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）会发射出相对于对比试块（1）表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束反射会超声相控阵设备上显示的数值不同，用反射能量值/超声相控阵满屏值的比来定义反射波能量的高低，为了使不同角度的超声波束的能量都达到80％的效果，左右移动超声相控阵探头（2），让这些不同角度的声束都传播到这个切槽b3，此时声波传到切槽b3表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会针低能量低于80％的角度声束进行补偿一些能量从而使该角度反射波能量也达到81％，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用切槽b3进行TCG修正的效果，扫查直切槽b3，将最大反射回波调整到80%作为基准灵敏度；

将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）上端面左侧位置，左右移动超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）会发射出相对于对比试块（1）表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束反射会超声相控阵设备上显示的数值不同，用反射能量值/超声相控阵满屏值的比来定义反射波能量的高低，为了使不同角度的超声波束的能量都达到80％的效果，左右移动超声相控阵探头（2），让这些不同角度的声束都传播到这个切槽a3，此时声波传到切槽a3表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会针低能量低于80％的角度声束进行补偿一些能量从而使该角度反射波能量也达到81％，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用切槽b1进行TCG修正的效果；扫查直切槽a3，将最大反射回波调整到80%作为基准灵敏度，将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）上端面右侧位置，左右移动超声相控阵探头（2），超声相控阵探头会发射出相对于对比试块（1）表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束反射会超声相控阵设备上显示的数值不同，用反射能量值/超声相控阵满屏值的比来定义反射波能量的高低，为了使不同角度的超声波束的能量都达到80％的效果，左右移动超声相控阵探头2，让这些不同角度的声束都传播到这个切槽b4，此时声波传到切槽b4表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会针低能量低于80％的角度声束进行补偿一些能量从而使该角度反射波能量也达到81％，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用切槽b4进行TCG修正的效果，扫查直切槽b4，将最大反射回波调整到80%作为基准灵敏度；将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）上端面左侧位置，左右移动超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）会发射出相对于对比试块表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束反射会超声相控阵设备上显示的数值不同，用反射能量值/超声相控阵满屏值的比来定义反射波能量的高低，为了使不同角度的超声波束的能量都达到80％的效果，左右移动超声相控阵探头（2），让这些不同角度的声束都传播到这个切槽a4，此时声波传到切槽a4表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会针低能量低于80％的角度声束进行补偿一些能量从而使该角度反射波能量也达到81％，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用切槽a4进行TCG修正的效果，扫查直切槽a4，将最大反射回波调整到80%作为基准灵敏度；

将超声相控阵探头（2）置于对比试块（1）上端面右侧位置，左右移动超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）会发射出相对于对比试块（1）表面的不同角度超声波束，不同角度的超声波束反射会超声相控阵设备上显示的数值不同，用反射能量值/超声相控阵满屏值的比来定义反射波能量的高低，为了使不同角度的超声波束的能量都达到80％的效果，左右移动超声相控阵探头（2），让这些不同角度的声束都传播到这个切槽b5，此时声波传到切槽b5表面时，会出现反射声波，反射声波回传至超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将声波能量值回传至超声相控阵仪器上面，超声相控阵仪器会针低能量低于80％的角度声束进行补偿一些能量从而使该角度反射波能量也达到81％，相反减小该声束的超声波能量，从而达到所有角度的能量都一样的效果，从而实现利用切槽b5进行TCG修正的效果；扫查直切槽b5，将最大反射回波调整到80%作为基准灵敏度；

第三步，螺栓检测：以螺栓螺纹尺寸为40mm为例，ACG校准和灵敏度校准，仪器调节完毕后，将超声相控阵探头（2）放置在待检螺栓端面上进行扫查，超声相控阵探头（2）会发射超声波，当超声波遇到缺陷时会将超声波反射回超声相控阵探头（2），超声相控阵探头（2）再将反射能量回馈给超声相控阵仪器，在仪器上显示超声波遇到缺陷反射回的能量值，当这个值大于80％时，就把这个缺陷定义为不允许缺陷，凡缺陷最大反射波幅大于等于基准灵敏度，且指示长度大于等于10mm，应判定为裂纹，指示长度小于10mm，应判定为合格产品。