[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

说明书

本发明涉及一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法，包括如下步骤：在棱柱体试件上作出定位标志线，并画出等间距测量标志线，固定超声波检测仪，依次读取每个测距上的首波声时，沿测量标志线逐步切割棱柱体试件，在超声波检测仪上依次读取每个测距上的首波声时，按最小二乘法对对测声时的测距数据求线性回归方程，求出附加测距d0，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，最后采用公式V=(S+d0)/t根据平测法测得的声时计算等效对测波速。超声P波平测—对测波速精确转换，操作简单，能够有效地提高平测—对测波速测量与换算的精度和稳定性。

技术领域

本发明属于超声P波测量领域，尤其是涉及一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法。

背景技术

超声P波具有可控性好、测量方便、波速与材料性质相关性好等特点，在无损检测领域得到了广泛应用。在进行原位测试时，由于测点布置位置受到客观条件的限制，往往不能够采用对测法(direct transmission)布置测点，这时就需要采用其它方式来布置测点和测量波速然后进行等效转换，常见的替代测量方式有平测法(indirect transmission)等。

另一方面，目前的超声P波平测—对测波速转换计算方式较为粗略，尚不能很好地考虑换能器在制造过程中可能产生的尺寸误差以及换能器与接触面耦合情况对声时测量结果的影响，即缺少平测时换能器之间实际测量距离的标定方法，在一些应用中有可能导致较大换算误差。

发明内容

本发明针对超声P波平测—对测波速精确转换的需求，提供一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法，采用换能器空间对位固定，测量距离标定并计算转换。

本发明的具体技术方案为：一种将超声P波平测波速转换为对测波速的测量方法，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）对侧声时测定

（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；