一种双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法，所述灵敏度自动检测方法不需要使用标准试块；双晶超声波探头的发射极和回波极发射和接收界面波均相互独立：发射极或回波极的晶片产生超声波，双晶超声波探头的端面发生发射形成界面波，该界面波由上述产生该超声波的晶片来接收；或者，双晶超声波探头的发射极和回波极并联，形成发射回波极；发射回波极的晶片产生超声波，双晶超声波探头的端面发生发射形成界面波，该界面波由上述发射回波极的晶片来接收。本发明专利技术能在较短的时间内快速地、无需标准试块、自动检测双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度。超声波探头及其探伤系统的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法


[0001]本专利技术属于超声波无损探伤领域，尤其涉及一种双晶超声波探头(也叫超声波换能器)及其探伤系统的灵敏度自动检测方法。

技术介绍

[0002]现有传统的双晶超声波探头的灵敏度需要使用标准试块进行灵敏度测量(如图2)，这种方式适用于室内少量的双晶超声波探头的灵敏度检测，有现成成熟的标准及方法：双晶超声波探头工作于一发一收模式，右侧发射晶片发射超声波经过楔块传入标准试块，达到人工标准缺陷位置时，超声波反射传至左侧接收晶片，即可检测到人工标准试块的缺陷。检测到人工标准缺陷的能力，即代表双晶超声波探头及探伤系统的灵敏度。
[0003]但是涉及室外且探头数量较多的情况下，就难以采用上述传统经典的测量方法了，特别是随着中国铁路的发展，探伤测试已经进入日常运用通过式在线检测领域，这是超声波检测应用的突破。通过式探伤系统，超声波探头数量多(数百甚至更多)，超声波及探伤系统灵敏度检测如果采用上述传统方式时，检测时间耗时较长，且需要申请有限的天窗时间才能上线检测。
[0004]因此在这种情况下则需要一种快速的、无需上线的、自动检测双晶超声波探头及其探伤系统灵敏度检测方法，来解决目前的通过式探伤系统日常使用难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法，能够在较短的时间内快速地、无需标准试块、自动检测双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度。
[0006]本专利技术解决其技术问题，所采用的技术方案为：
[0007]一种双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法，所述灵敏度自动检测方法不需要使用标准试块；双晶超声波探头的发射极和回波极发射和接收界面波均相互独立：发射极或回波极的晶片产生超声波，双晶超声波探头的端面发生发射形成界面波，该界面波由上述产生该超声波的晶片来接收；
[0008]或者，双晶超声波探头的发射极和回波极并联，形成发射回波极；发射回波极的晶片产生超声波，双晶超声波探头的端面发生发射形成界面波，该界面波由上述发射回波极的晶片来接收。
[0009]进一步地，所述方法的步骤如下：
[0010](1)双晶超声波探头的发射极、回波极或发射回波极发射超声波，因发射极、回波极或发射回波极的自身端面的存在形成界面波，记录此时各自的界面波的波高幅值和增益值；
[0011](2)当发射极、回波极或发射回波极的界面波的波高幅值分别与所述双晶超声波探头及其探伤系统前置的波高参考幅值相同时，确定此时发射极、回波极或发射回波极的
增益值与所述双晶超声波探头及其探伤系统的前置的增益参考值之间的差值；
[0012](3)灵敏度自检时，先将发射极的增益值、回波极的增益值或发射回波极的增益值分别降低所述(2)中的各自的差值，直至发射极、回波极或发射回波极的波高幅值分别达到所述波高参考幅值时，则认为双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度合格；
[0013](4)自检完成后，将探头增益值恢复到自检前的双晶超声探头及探伤系统的增益。
[0014]进一步地，所述步骤(2)：
[0015]在所述(1)的发射极的波高幅值的基础上不断降低其增益值，使所述发射极的的波高幅值达到所述波高参考幅值，记录此时增益值为S4；将S4与所述增益参考值进行对比得出所述发射极的差值
△
S1；
[0016]或，在所述(1)的回波极波高幅值的基础上不断降低其增益值，使所述回波极的波高幅值达到所述波高参考幅值，记录此时增益值为S5；将S5与所述探头增益参考值进行对比得出所述回波极的差值
△
S2；
[0017]或，在所述(1)的发射回波极波高幅值的基础上不断降低其增益值，使所述发射回波极的波高幅值达到所述波高参考幅值，记录此时增益值为S6；将S6与所述探头增益参考值进行对比得出所述回波极的差值
△
S3。
[0018]进一步地，所述步骤(3)中：先将发射极的增益值、回波极的增益值或发射回波极的增益值分别降低所述(2)中的各自的差值，重复所述(1)的操作，直至发射极、回波极或发射回波极的波高幅值分别达到所述波高参考幅值时，则认为双晶探头及其探伤系统的灵敏度合格。
[0019]进一步地，所述探伤系统的多个双晶超声波探头独立完成所述自动检测方法的步骤。
[0020]进一步地，所述灵敏度自动检测方法开始前，利用标准试块的人工标准缺陷，检测所述双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度，记录此时波高幅值和探头增益值作为所述波高参考幅值和所述探头增益参考值。
[0021]一种双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法，利用双晶超声波探头工作时自身的界面波，即将双晶超声波探头自身的一部分(通常为自身的有机玻璃)当做作试块，不再使用传统的标准试块。具体的是双晶超声波探头的一个晶片产生超声波，超声波经双晶超声波探头的自身有机玻璃端面发生反射形成界面波，界面波再由该晶片接收。
[0022]通过有机玻璃的端面产生的界面波进行双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自检，双晶超声波探头工作于一发一收模式，正常工作时，界面波由于双晶超声波探头的特性不能被接收到，当进入自检模式时，电路设计上，将双晶超声波探头的发射晶片和接收晶片独立地进行发射和接收超声信号，如图1、图3、图4、图5所示。
[0023]与现有的技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0024](1)利用界面波自检超声波探头和探伤系统灵敏度，能进行快速、高效的探头自检，节约时间，特别是探头使用较多的检测设备现场，如轨道交通领域应用的轨旁动态探伤检测设备。
[0025](2)对大型超声探伤设备的双晶探头灵敏度或探伤系统灵敏度的判断提供了简便的有效手段。
[0026](3)本专利技术是传统超声探伤系统灵敏度检测的补充和完善，适应了当前铁路车轮
无损探伤进入日常运用领域的发展需要。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的原理示意图。
[0028]图2是利用标准试块测试双晶探头灵敏度示意图。
[0029]图3是本专利技术的发射极自检波示意图。
[0030]图4是本专利技术的回波极自检波示意图。
[0031]图5是本专利技术发射极和回波极并联形成发射回波极的自检波示意图。
[0032]图6是本专利技术方法流程图。
[0033]其中，1、2、3、4均为开关接触点(可用继电器等通断类元器件)，5为控制器，6为发射极，7为超声控制单元(用于产生超声激励高压和显示回波，也可用超声检测仪替代)，8为发射线，9为回波线，10为发射线接口，11为回波线接口，12为回波极，13为标准试块，14为双晶超声波探头。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0035]本实施例的双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法的原理为：将双晶超声波探头14自身的一部分(位于自身端面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法，其特征在于，所述灵敏度自动检测方法不需要使用标准试块；双晶超声波探头的发射极和回波极发射和接收界面波均相互独立：发射极或回波极的晶片产生超声波，双晶超声波探头的端面发生发射形成界面波，该界面波由上述产生该超声波的晶片来接收；或者，双晶超声波探头的发射极和回波极并联，形成发射回波极；发射回波极的晶片产生超声波，双晶超声波探头的端面发生发射形成界面波，该界面波由上述发射回波极的晶片来接收。2.如权利要求1所述的一种双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：(1)双晶超声波探头的发射极、回波极或发射回波极发射超声波，因发射极、回波极或发射回波极的自身端面的存在形成界面波，记录此时各自的界面波的波高幅值和增益值；(2)当发射极、回波极或发射回波极的界面波的波高幅值分别与所述双晶超声波探头及其探伤系统前置的波高参考幅值相同时，确定此时发射极、回波极或发射回波极的增益值与所述双晶超声波探头及其探伤系统的前置的增益参考值之间的差值；(3)灵敏度自检时，先将发射极的增益值、回波极的增益值或发射回波极的增益值分别降低所述(2)中的各自的差值，直至发射极、回波极或发射回波极的波高幅值分别达到所述波高参考幅值时，则认为双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度合格；(4)自检完成后，将探头增益值恢复到自检前的双晶超声探头及探伤系统的增益。3.如权利要求2所述的一种双晶超声波探头及其探伤系统的灵敏度自动检测方法，其特征在于，所述步骤(2)：在所述(1)的发射极的波高幅值的基础上不断降低...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭其昌，梅劲松，张兆贵，李加杰，高乐，汪项超，邵永发，黄立松，李佳岭，卞志豪，
申请(专利权)人：南京拓控信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：