一种光滑表面材料的声速现场测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统无损检测技术领域，特别是一种光滑表面材料的声速现场测 量方法。
【背景技术】
[0002] 目前国内外标准规定的材料声速测量方法均采用从被测工件上切割取样，精确测 量试样厚度T和超声波在试样中的传播时间t后，根据关系式V = T/t，计算得出声速V。采 用该方法进行材料声速测量的前提是可以采用机械方法准确测量工件的厚度或从其上割 取试样，但在现场对工件材料声速进行测量时，往往不允许对工件进行破坏性取样，而且由 于工件结构等原因也不能采用机械方法测得工件壁厚，因此无法采用上述常规方法测量工 件材料声速。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种光滑表面材料的声速现场测量 方法。
[0004] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0005] -种光滑表面材料的声速现场测量方法，包括步骤如下：
[0006] (1)测量设备的选取，设备包括通用数字式超声波探伤仪及两个相同参数的表面 波探头，两个表面波探头分别和通用数字式超声波探伤仪连接；
[0007] (2)调整通用数字式超声波探伤仪，消除探头内表面波的传播影响；
[0008] ①首先将两个相同参数的表面波探头在光滑的被测工件表面上相对排列放置，两 个表面波探头间距为0,同时，保持声束在同一轴线上；
[0009] ②调整超声波探伤仪的显示范围及衰减后，屏幕上显示出表面波回波，再调整超 声波探伤仪闸门，套住该回波，此时超声波探伤仪显示的声程为两个探头入射点之间的距 离，调整超声波探伤仪延时，使此声程显示为0,即消除了表面波探头内表面波的传播影 响；
[0010] (3)调整两个表面波探头，使之在一条直线上且之间的距离为L，调整超声波探伤 仪输入的超声波声速值，使该声程显示为L，此时输入的声速即为表面波在被测工件中的声 速；
[0011] (4)根据固体材料中的超声纵波声速Q、横波声速Cs、表面波声速Cr的传播速度关 系公式：
[0012]
[0013]
[0014] 式中：〇为介质泊松比，测得心后，通过上式计算得出工件超声纵波及横波声速。
[0015] 而且，所述步骤（2)的①步中光滑的被测工件表面为：经机加工后除去氧化皮的 光滑表面。
[0016] 本发明的优点和积极效果是：
[0017] 本发明提出了一种在无需破坏工件及无需采用机械方法测量工件壁厚的基础上， 利用普通数字式超声波探伤仪，采用表面波法现场测量表面光滑材料声速的方法，经试验 及现场应用表明，其可以较为准确地测量材料声速。
【具体实施方式】
[0018] 以下对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说明 性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域 技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。
[0019] 一种光滑表面材料的声速现场测量方法，该方法包括步骤如下：
[0020] (1)实验设备的选取，设备包括：通用数字式超声波探伤仪及两个相同参数的表 面波探头，两个表面波探头分别和通用数字式超声波探伤仪连接；
[0021] (2)调整通用数字式超声波探伤仪，消除探头内表面波的传播影响；
[0022] ①首先将两个相同参数的表面波探头在光滑的被测工件表面上相对排列放置，两 个表面波探头间距为0,同时，保持声束在同一轴线上；
[0023] ②调整超声波探伤仪的显示范围及衰减后，屏幕上显示出表面波回波，再调整超 声波探伤仪闸门，套住该回波，此时超声波探伤仪显示的声程为两个探头入射点之间的距 离，调整超声波探伤仪延时，使此声程显示为0,即可消除探头内表面波的传播影响；
[0024] (3)调整两个表面波探头，使之在一条直线上且之间的距离为L，调整超声波探伤 仪输入的超声波声速值，使该声程显示为L，此时输入的声速即为表面波在被测工件中的声 速；
[0025] (4)根据固体材料中的超声纵波声速Q、横波声速Cs、表面波声速Cr的传播速度关 系公式：
[0026]
[0027]
[0028] 式中：σ为介质泊松比，测得Cr后可以通过上式计算得出工件超声纵波及横波声 速。
[0029] 在本发明的具体实施中，所述步骤（2)的①步中光滑的被测工件表面为：经机加 工后除去氧化皮的光滑表面。
[0030] 试验表明，采用该方法可以较为准确地测量材料表面波声速，但需工件表面光滑。 对于表面有氧化皮或表面较粗糙试样，测得的表面波速度明显小于经机加工的光滑表面试 样的表面波速度，其原因为试样表面粗糙增加了表面波的传播路程，延长了传播时间，从而 使计算得出的表面波的声速偏低。
【主权项】
1. 一种光滑表面材料的声速现场测量方法，其特征在于包括步骤如下： (1) 测量设备的选取，设备包括通用数字式超声波探伤仪及两个相同参数的表面波探 头，两个表面波探头分别和通用数字式超声波探伤仪连接； (2) 调整通用数字式超声波探伤仪，消除探头内表面波的传播影响； ① 首先将两个相同参数的表面波探头在光滑的被测工件表面上相对排列放置，两个表 面波探头间距为〇,同时，保持声束在同一轴线上； ② 调整超声波探伤仪的显示范围及衰减后，屏幕上显示出表面波回波，再调整超声波 探伤仪闸门，套住该回波，此时超声波探伤仪显示的声程为两个探头入射点之间的距离，调 整超声波探伤仪延时，使此声程显示为〇,即消除了表面波探头内表面波的传播影响； (3) 调整两个表面波探头，使之在一条直线上且之间的距离为L，调整超声波探伤仪输 入的超声波声速值，使该声程显示为L，此时输入的声速即为表面波在被测工件中的声速； (4) 根据固体材料中的超声纵波声速Q、横波声速Cs、表面波声速Cr的传播速度关系公 式：式中：σ为介质泊松比，测得(^后，通过上式计算得出工件超声纵波及横波声速。2. 根据权利要求1所述的光滑表面材料的声速现场测量方法，其特征在于：所述步骤 (2)的①步中光滑的被测工件表面为：经机加工后除去氧化皮的光滑表面。
【专利摘要】本发明涉及一种光滑表面材料的声速现场测量方法，包括步骤：(1)测量设备的选取；(2)调整通用数字式超声波探伤仪，消除探头内表面波的传播影响；(3)调整两个表面波探头，使之在一条直线上且之间的距离为L，调整超声波探伤仪输入的超声波声速值，使该声程显示为L，此时输入的声速即为表面波在被测工件中的声速；(4)根据表面波声速传播速度公式，通过计算得出工件超声纵波及横波声速。本发明利用普通数字式超声波探伤仪，采用表面波法现场测量表面光滑材料声速的方法，经试验及现场应用表明，其可以较为准确地测量材料声速。
【IPC分类】G01N29/07
【公开号】CN105158338
【申请号】CN201510403787
【发明人】程明, 陈韶瑜, 马崇, 仇志永, 文黎, 曹建伟, 温力, 李庆钊, 刘超, 安戈
【申请人】国网天津市电力公司, 国家电网公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月10日