[发明专利]一种无需测厚的晶粒尺寸超声无损评价方法

摘要

本发明公开了一种无需测厚的晶粒尺寸超声无损评价方法，所述方法通过对参考试块进行数据采集，并用信号平均技术进行前处理，构造并计算衰减速率系数及平均衰减速率系数，建立不含厚度测量值的晶粒尺寸超声评价模型，对晶粒尺寸未知的试块进行晶粒尺寸评价。该方法无需对厚度进行测量，规避了被测对象厚度测量不便和测量不准对后续平均晶粒尺寸的影响，且通过前处理的手段，有效提高了本发明方法的抗干扰能力，对金相法测得平均晶粒尺寸为87.7μm和103.5μm的两个测试试块，评价的结果分别为84.9μm和98.9μm，误差控制在±5％内。可见，本发明的方法提供了一种不受厚度影响并可有效评价金属材料晶粒尺寸的手段。

主权项

一种无需测厚的晶粒尺寸超声无损评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、制备并采集各个参考试块的S个经过前处理的超声A波信号，测量每个所述参考试块的平均晶粒尺寸；S2、构造如下的超声衰减速率系数u=α·cL=-2fanFW-nBW2ln(|z‾(nBW2)||y‾(nBW1)|+|y‾(nBW1)||x‾(nFW)|)---(1)]]>式中，α为超声衰减系数，cL为超声纵波声速，u＝α·cL为所构造的超声衰减速率，fa为数据采集卡的采样频率，nFW是表面一次回波的峰值点位置，nBW1是底面一次回波的峰值点位置，nBW2是底面二次回波的峰值点位置，在利用步骤S1得到的超声A波信号的表面一次回波、底面一次回波和底面二次回波，计算第k个参考试块第j个经前处理的超声A波信号中的超声衰减速率，以及第k个参考试块的S个超声A波信号的平均衰减速率之后，通过得到的平均衰减速率和步骤S1得到的平均晶粒尺寸进行最小二乘法线性拟合，拟合直线为D~(uk‾)=d0+d1·uk‾---(2)]]>式中，拟合值的单位为μm，第k个参考模块的平均衰减速率为且拟合系数{d0，d1}的求法为解上述的法方程组即可得到拟合系数{d0，d1}，式中运算符(，)表示求两向量内积，具体为式中，Dk为第k个参考模块的实测晶粒尺寸，K为试块总数，将式(4)的结果代入式(3)，解得拟合系数{d0，d1}，此时式(2)即本发明所建立的不含厚度测量值的晶粒尺寸超声评价模型；S3、利用所述步骤S2得到的不含厚度测量值的晶粒尺寸超声评价模型，对晶粒尺寸未知的测试试块进行晶粒尺寸无损评价及验证。