一种测定不同温度下超声表面波衰减系数的方法与流程

[0001]
本发明涉及一种测定衰减系数的方法，具体涉及一种测定不同温度下超声表面波衰减系数的方法。


背景技术：

[0002]
超声表面波在工件表面与近表面缺陷的检测中因为其高效率和高灵敏度得到了广泛应用。超声表面波属于超声波的一种，在介质中传播时由于波束扩散、晶粒散射和介质吸收的原因会导致超声波能量衰减。其中波束扩散引起衰减只与波阵面的形状有关，平面波不会因扩散衰减，柱面波与球面波随扩散距离的增加而声压减小，晶粒散射和介质吸收引起的衰减在超声波传播过程中普遍存在。另外，传播介质中的位错、磁畴壁和残余应力等也会引起超声波的衰减。获得超声波的衰减系数对于掌握超声波在介质中的传播特点以及更好地利用超声波进行实际检测工作具有重要意义。
[0003]
目前，超声波衰减系数采用薄板工件和厚板或粗圆柱体工件进行测定，用于测定超声纵波的衰减系数。对于薄板的衰减系数测定，不考虑扩散衰减，利用多次底波之间的波幅差异和板厚计算得出超声纵波的衰减系数，该方法要求薄板上下表面光洁且相互平行，未考虑扩散衰减。对于厚板或粗圆柱体的衰减系数测定，利用一次底波和二次底波之间的幅值差异和板厚计算得出超声纵波的衰减系数，该方法对扩散衰减以估值的方式处理。以上两种方法对反射造成的超声波能量损失均以估值方式处理，测定准确度有待进一步提高。
[0004]
综上，对于超声波衰减系数的测定方法以纵波穿过工件到达底面的多次反射底波为主，未见关于超声表面波衰减系数的测定方法的相关报道。超声表面波只能沿固体介质表面两倍波长深度范围内传播，因而目前通过纵波穿过工件的方法不适用于超声表面波衰减系数的测定，本发明可以准确测定不同温度下超声表面波的衰减系数。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种测定不同温度下超声表面波衰减系数的方法，该方法能够准确测量超声表面波在不同工件及温度下的衰减系数。
[0006]
为达到上述目的，本发明所述的测定超声表面波衰减系数的方法包括以下步骤：
[0007]
1)制备包含n个不同长度传播路径的测定试块，其中，测定试块的一端面为平整面，测定试块的另一端面为阶梯状结构；
[0008]
2)将测定试块阶梯状结构部分的温度调节至待测温度并保持恒温；
[0009]
3)利用超声波换能器激发超声表面波，超声表面波沿垂直于测定试块上平整面一端的方向，在测定试块上表面传播l
i
，到达阶梯状结构端面后反射回来被超声波换能器接收，通过调节超声仪器的增益，使得回波波幅为80％满屏，记录此时增益值b
i
；
[0010]
4)计算超声表面波衰减系数
[0011]
超声表面波换能器的数量为1个，超声表面波换能器的频率为0.5～5mhz。
[0012]
测定的超声表面波回波波幅为回波在波峰位置的波幅。
[0013]
测定试块的长度为800-1200mm，各阶梯的宽度为10-30mm，各阶梯的厚度为5-20mm。
[0014]
本发明具有以下有益效果：
[0015]
本发明所述的测定超声表面波衰减系数的方法在具体操作时，选用一侧平整、另一侧为阶梯状结构的测定试块，在测试时，将阶梯状结构的温度调节至待测温度并保持恒温，然后在测定试块上平整的一侧的上表面利用超声表面波换能器激发超声表面波，并调节回波波幅至80％满屏，记录此时增益值，然后以此计算超声表面波衰减系数，继而准确测量超声表面波在不同工件及温度下的衰减系数，操作方便、简单。
附图说明
[0016]
图1为本发明中测定方法的结构示意图。
具体实施方式
[0017]
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0018]
参考图1，本发明所述的测定超声表面波衰减系数的方法包括以下步骤：
[0019]
1)制备包含n个不同长度传播路径的测定试块，其中，测定试块的一端面为平整面，测定试块的另一端面为阶梯状结构；
[0020]
2)将测定试块阶梯状结构部分的温度调节至待测温度并保持恒温；
[0021]
3)利用超声波换能器激发超声表面波，超声表面波沿垂直于测定试块上平整面一端的方向，在测定试块上表面传播l
i
，到达阶梯状结构端面后反射回来被超声波换能器接收，通过调节超声仪器的增益，使得回波波幅为80％满屏，记录此时增益值b
i
；
[0022]
4)计算超声表面波衰减系数
[0023]
所述超声表面波传播距离l
i
已知或其差值l
i-l
i+1
已知。
[0024]
超声表面波换能器的数量为1个，超声表面波换能器的频率为0.5～5mhz。
[0025]
测定的超声表面波回波波幅为回波在波峰位置的波幅。
[0026]
测定试块的长度为800-1200mm，各阶梯的宽度为10-30mm，各阶梯的厚度为5-20mm。