超声波探头性能高集成检测试块制造技术

本实用新型专利技术提供一种超声波探头性能高集成检测试块，包括依次连成一体且半径不同的半圆柱体状第一扇体、第二扇体和第三扇体，所述第二扇体的半圆柱体的半径小于所述第一扇体的半圆柱体的半径，所述第一扇体的半圆柱体的半径小于第三扇体的半圆柱体的半径。本实用新型专利技术由于将第一扇体、第二扇体和第三扇体设置成为半圆柱状扇体，因此能够快速进行纵波直探头、横波斜探头及纵波小角度探头声轴偏斜角的测定，由于在平面及端面上有刻线，且第一扇体、第三扇体的半径为第二扇体半径的2倍左右，因此能够快速进行凹面和平面斜探头入射点、前沿长度的测定，利用圆弧可以检测探头的脉冲宽度、相对脉冲回波灵敏度、中心频率和相对带宽。

High performance integrated test block of ultrasonic probe

【技术实现步骤摘要】
超声波探头性能高集成检测试块
本技术涉及一种机车车辆零部件无损检测用具，尤其是一种超声波探头性能高集成检测试块，属于无损检测

技术介绍
国内外通常采用IIW1、IIW2、CSK-ⅠA、DB-H1、DB-H2等标准试块对常规横波探头及纵波探头进行性能测试,测试的内容包括入射点、前沿长度、声轴偏斜角等指标。然而，脉冲宽度、相对脉冲回波灵敏度、中心频率和相对带宽等性能需借助专用试块进行检测。针对凹面斜探头等特殊探头的性能测试，也无较适用的标准试块。针对纵波直探头声轴偏斜角的检测，通常选用横孔作为反射体，而其他性能的测试需依靠其他反射体，固需使用多种试块对其综合性能进行评价，测试成本较高，且效率较低。国内外尚无针对探头主要性能指标测试的高集成化便携试块。
技术实现思路
本技术针对上述提出的技术问题，提出一种超声波探头性能高集成检测试块，通过对测试块的结构改进，能够快速准确地测试出各类型探头的脉冲宽度、相对脉冲回波灵敏度、中心频率和相对带宽，以及凹面斜探头、平面斜探头的入射点和前沿长度及纵波直探头、横波斜探头、纵波小角度探头的声轴偏斜角的性能。本技术解决以上技术问题的技术方案是:提供一种超声波探头性能高集成检测试块，包括依次连成一体且半径不同的半圆柱体状第一扇体、第二扇体和第三扇体；所述第一扇体、第二扇体和第三扇体的圆心在同一直线上；所述第二扇体的半圆柱体的半径小于所述第一扇体的半圆柱体的半径，所述第一扇体的半圆柱体的半径小于第三扇体的半圆柱体的半径；第一扇体的半圆柱半径略小于第三扇体的半圆柱半径，第三扇体的半圆柱半径是第二扇体的半圆柱体的半径的2±0.5倍；所述第一扇体和第二扇体与圆弧面相对的侧立面上均具有凸圆弧面和平面；所述第三扇体与圆弧面相对的侧立面为平面。本技术的进一步限定技术方案，前述的超声波探头性能高集成检测试块，所述第一扇体的侧立面上依次设有第一平面、第一凸圆弧面、第二平面以及第二凸圆弧面；所述第一扇体顶端具有第一端面。前述的超声波探头性能高集成检测试块，所述第二扇体的侧立面上依次设有第三凸圆弧面、第三平面以及第四平面。所述第三扇体的侧立面为第五平面，所述第三扇体顶端为第二端面。前述的超声波探头性能高集成检测试块，所述第一凸圆弧面、第二凸圆弧面以及第三凸圆弧面的圆弧半径相等；所述第一凸圆弧面、第二凸圆弧面以及第三凸圆弧面的圆弧的圆心处于同一轴线上。前述的超声波探头性能高集成检测试块，所述第一扇体的第一端面上设有第一端面刻线；所述第三扇体的第二端面上圆心中心处有第二端面刻线。前述的超声波探头性能高集成检测试块，所述第一扇体的第一平面和第二平面轴线上分别有第一平面刻线和第二平面刻线，第二扇体的第三平面和第四平面的轴线上分别有第三平面刻线和第四平面刻线，第三扇体的第五平面轴线上设有第五平面刻线。进一步的，前述的超声波探头性能高集成检测试块，所述第一端面刻线和第二端面刻线的长度均为5mm，刻线深度均为0.3mm。第一平面刻线、第二平面刻线、第三平面刻线第四平面刻线以及第五平面刻线的刻线深度为0.1mm～0.15mm，且第一端面刻线和第一平面刻线相连，第二端面刻线与第四平面刻线、第五平面刻线相连。本技术有益效果是:本技术由于将第一扇体、第二扇体和第三扇体设置成为半圆柱状扇体，因此能够快速进行纵波直探头、横波斜探头及纵波小角度探头声轴偏斜角的测定，由于在平面及端面上有刻线，且第一扇体、第三扇体的半径为第二扇体半径的2倍左右，因此能够快速进行凹面和平面斜探头入射点、前沿长度的测定，利用圆弧可以检测探头的脉冲宽度、相对脉冲回波灵敏度、中心频率和相对带宽。附图说明以下结合附图给出的实施例对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术测试块的结构示意图图2为图1的俯视图；图3为图1的前视图；图4为图1的后视图；图5、图6、图7、图8为本技术在进行凹面斜探头折射角的测定时的状态示意图；图9、图10为本技术在进行平面斜探头折射角的测定时的状态示意图；图11为本技术在进行纵波直探头声轴偏斜角的测定时的状态示意图；图12为本技术在进行横波斜探头、纵波小角度斜探头声轴偏斜角的测定时的状态示意图。具体实施方式本方案提供一种超声波探头性能高集成检测试块，结构如图1-4所示，包括连成一体的半圆柱形第一扇体、半圆形第二扇体和半圆形第三扇体，第一扇体、第二扇体和第三扇体同心相连，三个扇体的长度之和为210mm。第一扇体1的侧立面上依次设有第一平面1-1、第一凸圆弧面1-2、第二平面1-3以及第二凸圆弧面1-4；第一扇体1顶端具有第一端面1-5。第二扇体2的侧立面上依次设有第三凸圆弧面2-1、第三平面2-2以及第四平面2-3。第三扇体3的侧立面为第五平面3-1，第三扇体3顶端为第二端面3-2。第一扇体1的第一端面1-5上设有第一端面刻线4-1；第三扇体3的第二端面3-2上圆心中心处有第二端面刻线4-2。第一扇体1的第一平面1-1和第二平面1-3轴线上分别有第一平面刻线5-1和第二平面刻线5-2，第二扇体2的第三平面2-2和第四平面2-3的轴线上分别有第三平面刻线5-3和第四平面刻线5-4，第三扇体3的第五平面3-1轴线上设有第五平面刻线5-5。第一平面刻线5-1、第二平面刻线5-2、第三平面刻线5-3第四平面刻线5-4以及第五平面刻线5-5的刻线深度为0.1mm～0.15mm，且第一端面刻线4-1和第一平面刻线5-1相连，第二端面刻线4-2与第四平面刻线5-4、第五平面刻线5-5相连。第一扇体1的第一平面1-1、第二平面1-3所在的半圆半径为R1=R3=65mm，第一凸圆弧面1-2和第二凸圆弧面1-4所在的半圆半径为R2=R4=66mm，且凸圆弧面的圆弧半径为87mm；第二扇体2的第三凸圆弧面2-1所在的半圆半径为R5=33mm，且该圆弧半径为87mm，第二扇体的第三平面2-2和第四平面2-3所在的半圆半径分别为R6=32mm和R7=33mm，第三扇体3的半圆半径为R8=66mm。第一扇体1的长度为60mm，第二扇体的第三凸圆弧面2-1与第一扇体的第二凸圆弧面1-4相连且共圆，第三平面2-2和第四平面2-3两平面的连接处至第一扇体1的第一端面1-5的距离为85mm，第三扇体的长度为80mm。第一扇体的第一端面1-5有第一端面刻线4-1，第三扇体的第二端面3-2上圆心中心处有第二端面刻线4-2，刻线长度均为5mm，深度均为0.3mm。实施例1：凹面斜探头入射点和前沿长度的测定，如图5至图8所示，测试时，将凹面斜探头放置在第一扇体1的第一凸圆弧面1-2上，前后移动探头，使R2=66mm的圆弧的反射回波达到最高，第一扇体1的第一端面1-5的第一端面刻线4-1或第一平面刻线5-1与探头纵向投影的相交位置即为声束的入射点。如图7所示，用刻度尺量取探头前沿至第一扇体1外圆柱的距离L1，根据下面公式计算探头的前沿距离：。如图5、图6、图8所示，测试时，也可将凹面斜探头放置在第一扇体1的第二凸圆弧面1-4上，此时探头也位于第二扇体2的第三凸圆弧面2-1上，前后移动探头，使荧光屏上同时出现R4=66mm和R5=33mm的圆弧的反射回波，并使R4=66mm的圆弧的反射回波达到最高，第一扇体1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超声波探头性能高集成检测试块，包括依次连成一体且半径不同的半圆柱体状第一扇体（1）、第二扇体（2）和第三扇体（3），其特征在于:所述第一扇体（1）、第二扇体（2）和第三扇体（3）的圆心在同一直线上，所述第二扇体（2）的半圆柱体的半径小于所述第一扇体（1）的半圆柱体的半径，所述第一扇体（1）的半圆柱体的半径小于第三扇体（3）的半圆柱体的半径，第三扇体（3）的半圆柱半径是第二扇体（2）的半圆柱体的半径的2±0.5倍；所述第一扇体（1）和第二扇体（2）与圆弧面相对的侧立面上均具有凸圆弧面和平面；所述第三扇体（3）与圆弧面相对的侧立面为平面。

【技术特征摘要】
1.超声波探头性能高集成检测试块，包括依次连成一体且半径不同的半圆柱体状第一扇体（1）、第二扇体（2）和第三扇体（3），其特征在于:所述第一扇体（1）、第二扇体（2）和第三扇体（3）的圆心在同一直线上，所述第二扇体（2）的半圆柱体的半径小于所述第一扇体（1）的半圆柱体的半径，所述第一扇体（1）的半圆柱体的半径小于第三扇体（3）的半圆柱体的半径，第三扇体（3）的半圆柱半径是第二扇体（2）的半圆柱体的半径的2±0.5倍；所述第一扇体（1）和第二扇体（2）与圆弧面相对的侧立面上均具有凸圆弧面和平面；所述第三扇体（3）与圆弧面相对的侧立面为平面。2.如权利要求1所述的超声波探头性能高集成检测试块，其特征在于:所述第一扇体（1）的侧立面上依次设有第一平面（1-1）、第一凸圆弧面（1-2）、第二平面（1-3）以及第二凸圆弧面（1-4）；所述第一扇体（1）顶端具有第一端面（1-5）。3.如权利要求2所述的超声波探头性能高集成检测试块，其特征在于:所述第二扇体（2）的侧立面上依次设有第三凸圆弧面（2-1）、第三平面（2-2）以及第四平面（2-3）。4.如权利要求3所述的超声波探头性能高集成检测试块，其特征在于:所述第三扇体（3）的侧立面为第五平面（3-1），所述第三扇体（3）顶端为第二端面（3-2）。5.如权利要求3所述的超声波探头性能高集成检测试块，其特征在于:所述第一凸圆弧面（1-2）、第二凸圆弧面（1-4）以及第三凸圆弧面（2-1）的圆弧半径相等...

【专利技术属性】
技术研发人员：万升云，章文显，葛佳棋，郑小康，李广立，钱政平，
申请(专利权)人：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，常州中车铁马科技实业有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32