[实用新型]一种材料横波速度的空气耦合超声测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料横波速度检测技术领域，尤其是一种材料横波速度的空气耦合超声测量装置。

背景技术

目前，可用材料横波速度检测的主要方法有：接触式斜入射声波透射法、水耦式反射临界角法、空耦透射频谱分析法。其中接触式斜入射声波透射法由于其采用液体或者半固态耦合剂进行耦合，导致污染被测材料的表面；水耦式反射临界角法其只能用于检测可以浸泡在水中的材料，且检测设备较大、操作困难、误差较大；空耦透射频谱分析法是利用空耦探头测得的时域信号，通过FFT转换成频域信号，通过分析频域信号得到横波的速度。由于空耦探头发射的超声信号的频带窄，可用于分析的频域宽度很窄。当材料的厚度超过10mm时才可以用此方法。因此目前缺少一种实用性强的材料横波速度检测技术。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种结构新颖、使用方便、测量精度高的材料横波速度的空气耦合超声测量装置。

为解决上述技术问题本实用新型的技术方案为：一种材料横波速度的空气耦合超声测量装置，其特征在于：包括滑块、滑块固定螺栓、滑块导向台、悬臂梁、发射探头固定块、发射探头、接收探头、接收探头固定块、导槽、滑动导套、支架、底座、超声反射接收仪、信号放大器、PC机、滚轮，所述底座底部设置有滚轮，顶部设置有支架，所述支架上部设置有悬臂梁，所述悬臂梁包括上悬臂和下悬臂，所述上悬臂顶部设置有滑块导向台，下悬臂上设置有导槽；所述滑块导向台内部设置有滑块，侧壁上设置有滑块固定螺栓，所述滑块底部设置有发射探头固定块，所述发射探头固定块底部设置有发射探头；所述导槽上部设置有滑动导套，所述滑动导套顶部设置有接收探头固定块，所述接收探头固定块顶部设置有接收探头；所述超声反射接收仪顶部端口一通过导线与PC机相连，底部端口二通过导线与发射探头相连，底部端口三通过导线与信号放大器一端相连，所述信号放大器另一端通过导线与接收探头相连。

所述发射探头和接收探头为聚焦探头，探头焦距为40mm。

本实用新型装置采用超声发射接收仪发射超声脉冲信号，通过空耦超声波发射探头发出，经过被测材料，在空耦超声接收探头接收，再将所接收到的信号传到信号放大器，经过放大后的信号传回超声发射接收仪，再由超声发射接收仪将信号传输至PC机，可以观测到接收信号幅值的变化。通过本装置可以求出超声横波在通过材料后主声轴的变化，最后利用超声传播的特性，可以计算材料的横波速度。该装置使用方便，测量精度高，并且不会损坏材料本体机构，因此具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本实用新型空气耦合超声测量装置的结构示意图。

具体实施例

下面结合附图1和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

一种材料横波速度的空气耦合超声测量装置，包括滑块1、滑块固定螺栓2、滑块导向台3、悬臂梁4、发射探头固定块5、发射探头6、接收探头7、接收探头固定块8、导槽9、滑动导套10、支架11、底座12、超声反射接收仪13、信号放大器14、PC机15、滚轮17，所述底座12底部通过螺栓固定有4个滚轮17，顶部通过螺栓固定有支架11，所述支架11上部通过螺栓固定有悬臂梁4，所述悬臂梁4上部为上悬臂，下部为下悬臂，所述上悬臂顶部通过螺栓固定有滑块导向台3，下悬臂上通过螺栓固定有导槽9；所述滑块导向台3内部插有圆柱型滑块1，侧壁中部的孔洞内插有滑块固定螺栓2，所述滑块1底部通过螺钉固定有发射探头固定块5，所述发射探头固定块5底部通过螺钉固定有发射探头6；所述导槽9上部套接有滑动导套10，所述滑动导套10顶部通过螺钉固定有接收探头固定块8，所述接收探头固定块8顶部通过螺钉固定有接收探头7；所述超声反射接收仪13顶部端口一通过导线与PC机15相连，底部端口二通过导线与发射探头6相连，底部端口三通过导线与信号放大器14一端相连，所述信号放大器14另一端通过导线与接收探头7相连。

所述发射探头6和接收探头7为聚焦探头，探头焦距为40mm。

本实用新型空气耦合超声测量装置的使用原理分如下步骤：

第一步：在已知材料的超声纵波速度情况下，通过斯奈尔定律求出材料的第一临界角；

第二步：将被测材料装夹在可旋转夹上，通过调节可旋转夹的角度使被测材料与水平面之间的夹角稍大于第一临界角；

第三步：通过移动空气耦合超声测量装置，使被测材料处于两超声探头中间，且通过调节发射探头的上下位置使发射探头的聚焦点处于被测材料的中心平面上；