专利名称：一种超声波探伤探头性能检定试块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无损检测领域，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- I A、DB-Hl及DB-H2 (其中CSK- I A试块是GB 11345标准规定的，DB-Hl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- I A、DB-Hl及DB-H2等多个标准试块，携带极不方便。
发明内容本实用新型的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。为了达到上述目的，本实用新型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、闻度为80±0. 5 mm,第一扇体和第二扇体的厚度均为5±0. 5 mm。[0012]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。

图I为本实用新型的超声波探伤探头性能检定试块的主视图；图2为图I的俯视图；图3为图I的仰视图； 图4为图I的后视图；图5为图I的左视图；图6为图I的右视图；图I为本实用新型的第一种使用状态的示意图；图8为本实用新型的第二种使用状态的示意图；图9为本实用新型的第三种使用状态的示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。如图I飞所示，一种超声波探伤探头性能检定试块，包括立方体I和半圆形扇体2，所述立方体I和半圆形扇体2连成一体,立方体I具有正面1-1、顶面1-2、左端面1-3、右端面1-4、背面1-5和底面1-6，所述半圆形扇体2由半径较小的第一扇体2-1和半径较大的第二扇体2-2同心同向叠置而成，第二扇体2-2叠在立方体I的正面1-1上，第一扇体2-1具有第一弧形反射面2-1-1，第二扇体2-2具有第二弧形反射面2-2-1，第一扇体2-1的扇体顶面2-1-2、第二扇体2-2的扇体顶面2-2-2与立方体I的顶面1_2平齐，所述立方体I上设有若干个横通孔3，所述第一扇体2-1正面具有通过扇体圆心处的刻线4。如图I所示，所述第一扇体2-1的半径是第二扇体2-2的半径的一半。这样，调节仪器最方便。两者半径也可以是其它比例关系。如图1、7所示，所述第一扇体2-1的第一弧形反射面2-1-1和第二扇体2-2的第二弧形反射面2-2-1均为凸圆弧面，且反射角为0° ±1°。反射角是指探头置于试块顶面的刻线处时，入射超声波在圆弧面反射，因为是垂直入射，所以为垂直反射，故反射角为0°如图5、6所示，所述第一弧形反射面2-1-1、第二弧形反射面2-2-1均与立方体I的正面1-1成90° ±1°夹角，第一扇体2-1和第二扇体2-2的圆心与立方体I顶面1-2的长度中点位置相重叠，所述第一扇体2-1正面的刻线4与第一扇体顶面2-1-2呈90° ±1°角。如图1、4、5、6所示，所述立方体I上的横通孔3分为两排，每排为6个，且每排横通孔3中的相邻两孔之间间距相等，各横通孔3距立方体I的顶面1-2的距离不同，每排横通孔3的圆心连线位于与立方体I的顶面1-2相垂直的同一直线上。横通孔3也可以是一排，但一排可制作的横通孔3的数量有限，最优两排；根据待检测工件的厚度的需要，也可以采用每排I飞个横通孔。如图1、4、5、6所示，所述横通孔3的直径均为3±0. 2 mm，所述两排横通孔3与立方体I相应的左端面1-3、右端面1-4的距离均为40±0. 5 mm。该40±0. 5 mm距离能够有效避免侧壁干扰，一般大于或等于40 mm。如图I所示，所述第一扇体2-1和第二扇体2-2的半径分别为30±0. 5 mm和60 + 0. 5 mnin如图I 6所示，所述立方体I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2_1和第二扇体2_2的厚度均为5±0. 5 mm。所述立方体I和半圆形扇体2可以采用铝合金或镁合金或铝镁合金制作，也可以采用钢铁材质制作，最好选择试块材质与被测物的材质相同或接近，以消除声速的差异所导致的探头所测性能指标的差异。 本实用新型使用方法如下(一)探头入射点及前沿距离的测试测试时，将探头5置于试块的第一扇体2-1的扇体顶面2-1-2或第二扇体2-2的扇体顶面2-2-2之上,如图7所不，移动探头5,将第二扇体2-2的第二扇体圆弧反射面2_2_1(R60 mm)最高反射波调整到荧光屏垂直高度的80% 90%，第一扇体2_1上的刻线4在探头5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a，即为探头前沿距离。(二)探头K值(或折射角)的测定如图8所示，所述立方体I上有横通孔3，横通孔3分为两排，每排各6个，左排各横通孔3中心与立方体I的顶面1-2的距离依次分别为5mm、15 mm、25 mm、35mm、45mm、55mm,孔直径均为￠3111111,右排各横通孔3中心与立方体I的顶面1-2的距离依次分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm,横通孔3直径均为每排横通孔3的圆心连线位于与立方体I的顶面1-2相垂直的同一直线上，两排横通孔3分别距离立方体I的左端面1-3和右端面1-4为40mm。测试时，将探头5置于试块的立方体I的顶面1-2 (即图8中所示的位置)，移动探头5，观察对应横通孔3最高反射回波，根据下面公式计算探头K值
K 值=ton P = L±a二40
h探头折射角3为
/L + a 4(A P=Ian'1 -
I h J公式中L是探头5前端面至立方体I相应端面的距离；a是探头5前沿距离；h是所选用的横通孔3距立方体I顶面1-2的垂直距离。[0045](三)绘制DAC曲线(距离-波幅曲线)如图9所示，测试时，将探头5置于试块的立方体I的顶面1-2 (即图9所示的位置)，分别使12个横通孔3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3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。
权利要求1.一种超声波探伤探头性能检定试块，包括立方体(I)和半圆形扇体(2)，所述立方体(I)和半圆形扇体(2)连成一体，立方体(I)具有正面(1-1)、顶面(1-2)、左端面(1-3)、右端面(1-4)、背面(1-5)和底面(1-6)，其特征在于所述半圆形扇体(2)由半径较小的第一扇体(2-1)和半径较大的第二扇体(2-2)同心同向叠置而成,第二扇体(2-2)叠在立方体(I)的正面(1-1)上，第一扇体(2-1)具有第一弧形反射面(2-1-1 )，第二扇体(2-2)具有第二弧形反射面(2-2-1)，第一扇体(2-1)的扇体顶面(2-1-2)、第二扇体(2-2)的扇体顶面(2-2-2 )与立方体(I)的顶面(1-2 )平齐，所述立方体(I)上设有若干个横通孔(3 )，所述第一扇体(2-1)正面具有通过扇体圆心处的刻线(4)。
2.根据权利要求I所述的超声波探伤探头性能检定试块，其特征在于所述第一扇体(2-1)的半径是第二扇体(2-2)的半径的一半。
3.根据权利要求2所述的超声波探伤探头性能检定试块，其特征在于所述第一扇体(2-1)的第一弧形反射面(2-1-1)和第二扇体(2-2)的第二弧形反射面(2-2-1)均为凸圆弧面，且反射角为0° ±1°。
4.根据权利要求I所述的超声波探伤探头性能检定试块，其特征在于所述第一弧形反射面(2-1-1)、第二弧形反射面(2-2-1)均与立方体(I)的正面(1-1)成90° ±1°夹角，第一扇体(2-1)和第二扇体(2-2)的圆心与立方体(I)顶面(1-2)的长度中点位置相重叠，所述第一扇体(2-1)正面的刻线(4)与第一扇体顶面(2-1-2)呈90° ±1°角。
5.根据权利要求I所述的超声波探伤探头性能检定试块，其特征在于所述立方体(I)上的横通孔(3)分为两排，每排为6个，且每排横通孔(3)中的相邻两孔之间间距相等，各横通孔(3)距立方体(I)的顶面(1-2)的距离不同，每排横通孔(3)的圆心连线位于与立方体(I)的顶面(1-2)相垂直的同一直线上。
6.根据权利要求5所述的超声波探伤探头性能检定试块，其特征在于所述横通孔(3)的直径均为3±0.2 mm，所述两排横通孔(3)与立方体(I)相应的左端面(1-3)、右端面(1-4)的距离均为40±0· 5 mm。
7.根据权利要求2所述的超声波探伤探头性能检定试块，其特征在于所述第一扇体(2-1)和第二扇体(2-2)的半径分别为30 ±O. 5 mm和60 ±0.5 _。
8.根据权利要求I所述的超声波探伤探头性能检定试块，其特征在于所述立方体(I)的长度为240±0. 5 mm、宽度为40±0. 5 mm、高度为80±O. 5 mm,第一扇体(2_1)和第二扇体(2-2)的厚度均为5±0· 5 mm。
专利摘要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。本实用新型能够快速、准确地测试出探头入射点、前沿距离、K值及绘制DAC曲线且携带方便。
文档编号G01N29/30GK202583136SQ201220129338
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者万升云, 刘仕远, 郑小康, 章文显, 卢东磊, 任好娟, 姚荣文 申请人:南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司