[实用新型]提升超声探头声场有效覆盖范围的超声检测楔块

说明书

本实用新型提供一种提升超声探头声场有效覆盖范围的超声检测楔块，包括位于正反两侧的工作面和连接面，所述超声检测楔块的工作面形状包括一个或多个锯齿状的阶梯，每个阶梯的上升面为聚焦面或平面，下降面为平面；阶梯的上升面倾斜设置，能够改变超声探头发射声束的方向，对工件实现超声波倾斜入射；所述多个锯齿状的阶梯能够将超声探头发射的单声束分割成若干个声束。本实用新型还提出一种提升超声探头声场有效覆盖范围的方法，将超声检测楔块贴合在超声探头上方；利用超声检测楔块对超声探头发射的超声波进行声束的分割，形成多个声束，同时对工件进行检测。本实用新型可增大超声探头声场有效覆盖范围，提高检测信号的一致性。

技术领域

本实用新型涉及超声探伤领域，具体涉及一种提升超声探头声场有效覆盖范围的方法和超声检测楔块。

背景技术

超声无损检测中，检测信号的一致性是检测设备最重要的指标之一。自动化检测时，各超声探头对同一缺陷的检测能力，因空间位置、探头性能等原因而存在差异，导致检测信号的能量不一致，而检测信号的能量直接反映了缺陷的尺寸信息，检测信号的不一致将直接影响对缺陷的评估。因此，提高检测设备的信号一致性非常重要，可以将设备性能提高一个档次，在自动化超声检测中，一般需要将检测信号一致性控制在2dB以内。

提高设备检测信号一致性的重要措施是增大探头的声场有效覆盖范围。探头的声场有效覆盖范围与压电晶片的形状、尺寸等因素有关，对于一个固定参数的超声探头，很难增大其声场有效覆盖范围。

另外现有的超声探伤设备中，通常需要将超声直探头倾斜放置来完成超声波斜入射，就需要设计辅助其倾斜的辅助结构，机械结构复杂，检测工艺繁琐。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种提升超声探头声场有效覆盖范围的方法，以及采用的超声检测楔块，对于一个固定参数的超声探头，可有效增大其声场有效覆盖范围，尤其适用于管、板类部件超声自动化检测中简化机械结构和检测工艺，提高检测信号的一致性。本实用新型采用的技术方案是：

一种提升超声探头声场有效覆盖范围的方法，包括：

步骤S1，将超声检测楔块贴合在超声探头上方；

步骤S2，利用超声检测楔块对超声探头发射的超声波进行声束的分割，形成多个声束，同时对工件进行检测；

步骤S3，超声探头和超声检测楔块相对于工件横向运动，超声探头接收回波信号，以检测工件内部的缺陷。

进一步地，分割形成的多个声束被改变方向，倾斜入射至工件。

进一步地，分割形成的多个声束能量相同。

进一步地，超声检测楔块的参数包括：整体尺寸、阶梯个数、楔块材料、工作面坡度角α及工作面是否聚焦；超声检测楔块的整体尺寸根据超声探头尺寸确定；超声检测楔块的阶梯个数根据超声波声束能量和接收信号信噪比决定，在满足接收信号信噪比前提下，尽可能多的分割超声探头发射的超声波；所述楔块材料通过耦合剂类型选取；所述工作面坡度角α根据耦合剂、楔块材料以及超声波入射工件的入射角决定；所述工作面是否聚焦根据超声探头的聚焦情况决定，若超声探头不聚焦则工作面上设有聚焦面。

进一步地，多个声束对缺陷的检测过程如下：

(1)在超声探头的移动过程中，由靠近缺陷的第一个声束先对缺陷进行检测，得到一个缺陷信号；

(2)超声探头继续移动，多个声束同时对缺陷进行检测，得到与多个声束相应的多个缺陷信号；多个声束逐次起主导作用，各声束对应的缺陷信号依次达到最大幅值；

(3)超声探头继续移动，直至最后一个声束对缺陷进行检测，得到一个缺陷信号。

一种超声检测楔块，包括位于正反两侧的工作面和连接面，