[发明专利]一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法

权利要求书

1.一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)标定准备

(1.1)制作各向同性材料棱柱体试件，棱柱体试件的截面最小边长l_min大于超声波波长λ，并制作出可固定平面换能器的光滑平面；

(1.2)超声波检测仪的发射与接收换能器外表面作出用于对比空间位置的定位标志线；

(2)平测声时测定

(2.1)在棱柱体试件上选择一个光滑平整的测试面，在上面画出n条用于固定换能器的等间距测量标志线，测量标志线间距为d，其中n≥3；

(2.2)固定换能器，换能器内边距在两条测量标志线之间，换能器与测试面之间的压力p≥30kPa，并保持不变，记录和保持此时的换能器标志线对位关系为RP1，然后依次改变测距并测量声时；

(2.3)在超声波检测仪上依次读取每个测距上的首波声时，并按测距从小到大记平测得到的声时，测距二维数组为{(t₁,d),(t₂,2d),…}；

(3)对测 声时测定

(3.1)沿步骤(2.1)画出的测量标志线逐步切割棱柱体试件，每步切割完成后，在每个测距的切割截面形心上对位固定换能器，换能器与测试面之间的压力p与平测时一致，记录和保持此时的换能器标志线空间对位关系为RP2，

(3.2)在超声波检测仪上依次读取每个测距上的首波声时，并按测距从小大记对测得到的声时，测距二维数组为{(t'₁,d),(t'₂,2d),…}

(4)换能器测距标定

(4.1)按最小二乘法对对测声时的测距数据求线性回归方程，设数据拟合为y＝y₁+c₁x形式，其中c₁为对测波速，y₁为拟合直线在y轴上的截距；

(4.2)按如下公式求出附加测距d₀：

其中n为测量标志线总数，ti为第i个测距上的平测声时；

(4.3)取d₀为平测-对测波速转换标定附加测距，其物理意义为平测条件下换能器以内边缘间距S按空间对位关系RP1方式固定所测得的声时，相当于对测条件下换能器以底面中心间距S+d₀按空间对位关系RP2方式固定所测得的声时；

(5)计算

采用公式V＝(S+d₀)/t根据平测法测得的声时计算等效对测波速，其中t为平测声时，S为换能器内边缘距离。

2.根据权利要求1所述的一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法，其特征在于，棱柱体试件采用水泥:砂1:3，且水:灰为0.5:1配合比的国标水泥胶砂制作并养护28天，以保证宏观各向同性。

3.根据权利要求2所述的一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法，其特征在于，棱柱体试件采用100mm-150mm的方形截面，长度采用1000mm-1500mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法，其特征在于，标志线间距d取50mm-100mm，并取测距数量n-1≥5。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法，其特征在于，换能器固定时采用表面有用于空间对位固定的刻度、能在30kPa到100kPa之间调节固定压力的夹具；固定换能器时用凡士林作为耦合剂。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法，其特征在于，在超声波检测仪的示波器中根据波形读取声时，采用最大倍数或固定幅值读数法中的一种完成所有测量，每个测距都进行16次读数，去掉最大和最小的3个数据后求出波速平均值作为该测距上的波速。