[发明专利]超声波探伤探头性能检定试块及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测领域，尤其是有关金属产品超声波探伤用横波探头的性能检定试块。

背景技术

长期以来，国内探伤工作者对金属产品超声波探伤用探头进行性能测试时，通常采用CSK-ⅠA、DB-H1及DB-H2（其中：CSK-ⅠA试块是GB 11345标准规定的，DB-H1及DB-H2是ZBY 231-84 和ZBY 232-84标准规定的）等标准试块进行探头入射点、前沿距离、探头K值（或折射角）的测定及DAC曲线（距离-波幅曲线）的制作，操作所采用的标准试块多，测试时间长，准确性不好；此外，每次进行超声波探伤时，测试探头的上述性能指标需要同时使用CSK-ⅠA、DB-H1及DB-H2等多个标准试块，携带极不方便。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种能够快速、准确地测试出探头入射点、前沿距离、K值（或折射角）及绘制DAC曲线（距离-波幅曲线）且携带方便的超声波探伤探头性能检定试块。

本发明的第二目的在于提供一种快速、准确的超声波探伤探头性能检定试块测试方法。

为了达到上述第一目的，本发明的技术方案是：一种超声波探伤探头性能检定试块，包括立方体和半圆形扇体，所述立方体和半圆形扇体连成一体，立方体具有正面、顶面、左端面、右端面、背面和底面，所述半圆形扇体由半径较小的第一扇体和半径较大的第二扇体同心同向叠置而成，第二扇体叠在立方体的正面上，第一扇体具有第一弧形反射面，第二扇体具有第二弧形反射面，第一扇体的扇体顶面、第二扇体的扇体顶面与立方体的顶面平齐，所述立方体上设有若干个横通孔，所述第一扇体正面具有通过扇体圆心处的刻线。

所述第一扇体的半径是第二扇体的半径的一半。

所述第一扇体的第一弧形反射面和第二扇体的第二弧形反射面均为凸圆弧面，且反射角为0°±1°。

所述第一弧形反射面、第二弧形反射面均与立方体的正面成90°±1°夹角，第一扇体和第二扇体的圆心与立方体顶面的长度中点位置相重叠，所述第一扇体正面的刻线与第一扇体顶面呈90°±1°角。

所述立方体上的横通孔分为两排，每排为6个，且每排横通孔中的相邻两孔之间间距相等，各横通孔距立方体的顶面的距离不同，每排横通孔的圆心连线位于与立方体的顶面相垂直的同一直线上。

所述横通孔的直径均为3±0.2 mm，所述两排横通孔与立方体相应的左端面、右端面的距离均为40±0.5 mm。

所述第一扇体和第二扇体的半径分别为30±0.5 mm和60±0.5 mm。

所述立方体的长度为240±0.5 mm、宽度为40±0.5 mm、高度为80±0.5 mm，第一扇体和第二扇体的厚度均为5±0.5 mm。

采用上述结构后，由于第一扇体正面具有通过扇体圆心处的刻线，因此，可以准确定位探头的超声波入射点；再由于采用若干个横通孔、第一扇体的第一弧形反射面和第二扇体的第二弧形反射面的反射，很容易找到最高反射波，从而准确确定探头前沿距离及绘制DAC曲线；此外，第一扇体与第二扇体的弧形反射面的反射角为0°±1°（即垂直入射，垂直反射，参见图7），因此，能够测试折射角在0°～90°范围内的探头入射点及前沿距离。

为了达到上述第二目的，本发明的第一种技术方案是：采用上述超声波探伤探头性能检定试块，将探头置于试块的第一扇体的扇体顶面或第二扇体的扇体顶面之上，移动探头，将第二扇体的第二扇体圆弧反射面最高反射波调整到荧光屏垂直高度的80％~90％，第一扇体上的刻线在探头纵向投影位置即为探头入射点；用刻度尺量取探头入射点与探头前沿的长度，即为探头前沿距离。

为了达到上述第二目的，本发明的第二种技术方案是：采用上述超声波探伤探头性能检定试块，将探头置于试块的立方体的顶面，移动探头，观察对应横通孔最高反射回波，根据下面公式计算探头K值：

探头折射角β为：

公式中：L是探头前端面至立方体相应端面的距离；a是探头前沿距离；h是所选用的横通孔距立方体顶面的垂直距离。

为了达到上述第二目的，本发明的第三种技术方案是：采用上述超声波探伤探头性能检定试块，将探头置于试块的立方体的顶面，分别使各个横通孔的最高反射回波调为荧光屏满幅的80％~90％高度，同时记录不同横通孔的dB值和深度值，以dB值为纵坐标，深度值为横坐标，将记录的各点连成平滑曲线，并延伸至整个探测范围，即可得所测探头DAC曲线。

采用上述测试方法后，能够快速、准确地分别测试出探头入射点、前沿距离、K值（或折射角）及绘制DAC曲线（距离-波幅曲线）。