[发明专利]测量横波斜探头与数字超声波探伤仪组合水平线性的专用试块及方法

说明书

本发明涉及一种测量横波斜探头与数字超声波探伤仪组合水平线性的专用试块及方法，专用试块包括试块基体以及检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ和检测块Ⅳ；检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ和检测块Ⅳ均呈底面为直角三角形的直三棱柱状，并且四者镶嵌在试块基体中，检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ、检测块Ⅳ和试块基体镶嵌在一起形成一个横截面为正方形的立方体形状；检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ和检测块Ⅳ四个直三棱柱中的底面三角形的斜边所在的侧面分别位于由检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ、检测块Ⅳ和试块基体所形成的立方体的四个侧面上且齐平。本发明提供的专用试块结构紧凑小巧，轻便易携带，可同时适用于焊缝探伤常见四种K值横波斜探头的测量。

技术领域

本发明涉及超声波探伤技术领域，具体地讲，涉及一种测量横波斜探头与数字超声波探伤仪组合水平线性的专用试块及方法。

背景技术

组合水平线性指的是超声波探头与超声探伤仪相连后，探头发出的超声波在试块(或工件)某一反射面上得到的多次反射回波的实际时间间隔与超声波探伤仪测量出的时间间隔的数值偏差及成正比的程度。组合水平线性直接影响探伤过程中对缺陷的定位准确性，因此各类探伤技术规程中对组合水平线性都有严格的规定，例如NBT47013.3规定水平线性的最大偏差不得超过1％。

现有对组合水平线性的测量方法是：使用纵波直探头在CSK-Ⅰ试块厚度为25mm的大平底上获得多次反射回波，测定这些回波的测量声程与实际声程的差值，进而得到水平线性值。这种技术测出的水平线性只能反映纵波直探头与探伤仪的组合性能，不能反映横波斜探头与探伤仪的组合性能。例如公开号为CN107514966A的专利申请中公开了一种超声波横波斜探头声轴偏斜角的测量装置及方法，它是用来实现对超声波横波探头的声轴偏斜角大小精准测量，不适用于对超声波探头与超声探伤仪的组合水平线性的测量。

考虑到管道焊缝的检测经常使用横波斜探头，因此，现有方法存在根本性不足。此外，现有组合水平线性的测量公式是按照模拟电路式超声波探伤仪给出的，而目前基本都使用数字超声波探伤仪，也需要对原有的测量公式进行一定的修正。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的用于测量横波斜探头与数字超声波探伤仪组合水平线性的专用试块，并提供测量方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种测量横波斜探头与数字超声波探伤仪组合水平线性的专用试块，包括由塑料或树脂材料制成的试块基体，其特征在于：还包括由碳素钢材质制成的检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ和检测块Ⅳ；所述检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ和检测块Ⅳ均呈底面为直角三角形的直三棱柱状，并且四者镶嵌在试块基体中，检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ、检测块Ⅳ和试块基体镶嵌在一起形成一个横截面为正方形的立方体形状；所述检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ和检测块Ⅳ四个直三棱柱中的底面三角形的斜边所在的侧面分别位于由检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ、检测块Ⅳ和试块基体所形成的立方体的四个侧面上且齐平；所述检测块Ι的底面三角形的其中一个锐角是45°±1°，所述检测块Ⅱ的底面三角形的其中一个锐角是56°±1°，所述检测块Ⅲ的底面三角形的其中一个锐角是63°±1°，所述检测块Ⅳ的底面三角形的其中一个锐角是68°±1°，所述检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ和检测块Ⅳ四个直三棱柱中的底面三角形的斜边长度相等，均为35mm～45mm。

优选的，所述检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ和检测块Ⅳ四个直三棱柱的棱边高度相等。

优选的，由检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ、检测块Ⅳ和试块基体所形成的立方体的高为20mm～40mm，其正方形横截面的边长为60mm～100mm。

本发明还提供了采用上述的专用试块对横波斜探头与数字超声波探伤仪组合水平线性进行测量的方法，具体方法步骤为：

设定：检测块Ι、检测块Ⅱ、检测块Ⅲ、检测块Ⅳ四个直三棱柱中的底面三角形的斜边所在的侧面为检测面，该检测面用于与横波斜探头接触；