一种超声波法快速测量球铁球化率的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于铸造技术领域，具体涉及一种超声波法快速测量球铁球化率的装 置。
【背景技术】
[0002] 球铁具有比灰铸铁强度高、伸长率好和耐热性能好等优点，近几年已在机械行业 中得到广泛应用。评价球铁质量的重要考核指标之一就是其球化率。目前，测量球化率的方 法主要有金相法、音频法、热分析法等。其中，金相法是最为常用的测量方法，其过程包括： 从试棒或铸件本体切取试样、试样抛磨、腐蚀、显微镜观察等。由于测量过程繁琐，只能进行 抽样检测，不适合用于大批量生产进行的快速检测。因此，该方法对实时快速测量球铁的球 化率带来很大的局限性。此外，在金相法中，制造试棒过程中浇注速度很大程度上取决于操 作者的经验，浇注条件很难保持相同。对于铸件本身检测时需要破坏铸件，无法达到无损检 测的条件。
【发明内容】
[0003] 本实用新型目的是为了解决采用金相法测量球铁球化率存在无法100%检测、无 法快速无损检测的问题，提供了一种超声波法快速测量球铁球化率的装置。
[0004] -种超声波法快速测量球铁球化率的装置，它包括计算机、数字示波器、任意波形 发生器、发射超声波压电传感器、被测试件、接收超声波压电传感器、直线位移传感器；所述 被测试件的相对的两侧分别设置发射超声波压电传感器和接收超声波压电传感器，在被测 试件设置接收超声波压电传感器的一侧夹持设置直线位移传感器；计算机的信号输出控制 端与任意波形发生器的信号输入始能端相连；任意波形发生器的任意波形信号输出端与发 射超声波压电传感器的任意波形信号输入端相连；发射超声波压电传感器的超声波输出端 通过待测球铁零件与接收超声波压电传感器的超声波输入端相连；接收超声波压电传感器 的电压信号输出端与数字示波器的一个电压信号输入端相连；发射超声波压电传感器的电 压信号输出端与数字示波器的另一个电压信号输入端相连；数字示波器的信号输出端与计 算机的超声信号输入端相连；直线位移传感器的位移信号输出端与计算机的位移信号输入 端相连。
[0005] 优选的：所述发射超声波压电传感器上产生频率为5MHz的超声纵波。如此选择， 更适合检测球铁件的球化率。
[0006] 优选的：所述数字示波器的采样速率不低于2. 5GS/s。如此选择，更适合对数据的 快速采集。
[0007] 优选的：所述发射超声波压电传感器、接收超声波压电传感器与被测试件之间填 充超声波凝胶。如此选择，可构成紧密接触，更适合超声波的传播。
[0008] 本实用新型与现有技术相比具有以下效果：
[0009] 本实用新型采用"测量超声波在球铁内部传播速度"的方法实时测量球铁的球化 率，该方法比原先的金相测试方法具有明显的优越性。该方法所产生的效果是能够实时快 速100%对被测零件进行检测，并且对被测零件没有损坏保证了无损检测。
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型所述的一种超声波法快速测量球铁球化率的装置的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0011] 下面根据附图详细阐述本发明优选的实施方式。
【具体实施方式】 [0012] ：参见附图，一种超声波法快速测量球铁球化率的装置，它包括计算 机1、数字示波器2、任意波形发生器3、发射超声波压电传感器4、被测试件5、接收超声波压 电传感器6、直线位移传感器7 ;所述被测试件5的相对的两侧分别设置发射超声波压电传 感器4和接收超声波压电传感器6,在被测试件5设置接收超声波压电传感器6的一侧夹 持设置直线位移传感器7 ;计算机1的信号输出控制端与任意波形发生器3的信号输入始 能端相连；任意波形发生器3的任意波形信号输出端与发射超声波压电传感器4的任意波 形信号输入端相连；发射超声波压电传感器4的超声波输出端通过待测球铁零件5与接收 超声波压电传感器3的超声波输入端相连，发射超声波压电传感器4上产生频率为5MHz的 超声纵波；接收超声波压电传感器6的电压信号输出端与数字不波器2的一个电压信号输 入端相连；发射超声波压电传感器4的电压信号输出端与数字示波器2的另一个电压信号 输入端相连；数字示波器2的信号输出端与计算机1的超声信号输入端相连，数字示波器2 的采样速率不低于2. 5GS/s ;直线位移传感器7的位移信号输出端与计算机1的位移信号 输入端相连；发射超声波压电传感器4、接收超声波压电传感器6与被测试件5之间填充超 声波凝胶，构成紧密接触。
[0013] 工作过程如下：
[0014] 计算机1发出控制信号，开启任意波形发生器3和数字示波器2,波形发生器3产 生激励电压信号，并施加在发射超声波压电传感器4上产生频率为5MHz的超声纵波，超声 纵波经被测试件5传播至接收超声波压电传感器6上，并转换为相应的微伏级电压信号，该 电压信号由数字示波器2监测、记录，然后送至计算机1 ;同时，发射超声波压电传感器4上 产生的电压信号也经数字示波器2记录后送至计算机1。直线位移传感器7将超声波传播 方向的被测试件5的长度尺寸转换为电压信号，并送至计算机1。
[0015] 计算机1接收三种信号，分别为发射超声波压电传感器4的电压信号、接 收超声波压电传感器6的电压信号、直线位移传感器7的电压信号，计算机1根 据接收到的发射超声波压电传感器4上的电压信号和接收超声波压电传感器6 上的电压信号计算超声波在被测试件5内部的传播时间?，根据直线位移传感 器7送来的电压信号计算超声波传播方向上被测试件5的长度尺寸Λ然后根据 V = 自动计算超声波在被测试件5内的传播速度，并根据表1所示由实验建立的球铁球 化率与超声波传播速度的关系，经查表法自动求得被测试件5的球化率。
[0016] 表1球铁球化率与超声波传播速度关系表
[0017]
[0018] 本实施方式只是对本专利的示例性说明\并不限定它的保护范围，本领域技术人 员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
【主权项】
1. 一种超声波法快速测量球铁球化率的装置，它包括计算机（1)、数字示波器（2)、任 意波形发生器（3)、发射超声波压电传感器（4)、被测试件（5)、接收超声波压电传感器（6)、 直线位移传感器（7);所述被测试件（5)的相对的两侧分别设置发射超声波压电传感器（4) 和接收超声波压电传感器（6)，在被测试件（5)设置接收超声波压电传感器（6)的一侧夹持 设置直线位移传感器（7);计算机（1)的信号输出控制端与任意波形发生器（3)的信号输入 始能端相连；任意波形发生器（3)的任意波形信号输出端与发射超声波压电传感器（4)的 任意波形信号输入端相连；发射超声波压电传感器（4)的超声波输出端通过待测球铁零件 (5)与接收超声波压电传感器（3)的超声波输入端相连；接收超声波压电传感器（6)的电压 信号输出端与数字不波器（2)的一个电压信号输入端相连；发射超声波压电传感器（4)的 电压信号输出端与数字示波器（2)的另一个电压信号输入端相连；数字示波器（2)的信号 输出端与计算机（1)的超声信号输入端相连；直线位移传感器（7)的位移信号输出端与计 算机（1)的位移信号输入端相连；发射超声波压电传感器（4)、接收超声波压电传感器（6) 与被测试件（5)之间填充超声波凝胶，构成紧密接触。2. 根据权利要求1所述的一种超声波法快速测量球铁球化率的装置，其特征在于，所 述发射超声波压电传感器（4)上产生频率为5MHz的超声纵波。3. 根据权利要求1所述的一种超声波法快速测量球铁球化率的装置，其特征在于，所 述数字示波器（2)的采样速率不低于2. 5GS/s。4. 根据权利要求1所述的一种超声波法快速测量球铁球化率的装置，其特征在于，所 述的发射超声波压电传感器（4)、接收超声波压电传感器（6)与被测试件（5)之间填充超声 波凝胶，构成紧密接触。
【专利摘要】一种超声波法快速测量球铁球化率的装置，属于铸造检测技术领域。本实用新型为了解决现有的金相观察法无法实现球铁球化率的全局检测，无法实现球化率从快速检测的问题。被测试件的相对的两侧分别设置发射超声波压电传感器和接收超声波压电传感器，在被测试件一侧夹持设置直线位移传感器；计算机的信号输出控制端与任意波形发生器的信号输入始能端相连；任意波形发生器的信号输出端与发射超声波压电传感器的信号输入端相连；接收超声波压电传感器的信号输出端与数字示波器的一个电压信号输入端相连；发射超声波压电传感器的电压信号输出端与数字示波器的另一个电压信号输入端相连；数字示波器的信号输出端与计算机的超声信号输入端相连；直线位移传感器的位移信号输出端与计算机的位移信号输入端相连。本实用新型用于检测球铁球化率。
【IPC分类】G01N29/07
【公开号】CN204758544
【申请号】CN201520474153
【发明人】石德全, 高桂丽, 马旭梁, 赵磊, 张雷
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月3日