CN116148359A - 超声波检测用试块、试块架及检测结构 - Google Patents
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Abstract
本发明超声波检测用试块、试块架及检测结构，目的是缩短检测时间，提高超声波水浸检测的效率。超声波检测用试块，包括圆柱状本体，本体包括底端面、顶端面和外周的圆弧形外圆周面，在本体的顶端设置有沿其径向向外凸出的凸台，凸台包括位于上方的上表面和位于下方的下表面，凸台的上表面与本体的顶端面共面，下表面为平行于上表面的平面。该超声波检测用试块，凸台作为支撑台使用，其用于悬挂在试块架上，凸台的下表面作为支撑面，使得超声波检测用试块悬挂成一排后，凸台的上表面处于同一平面上，使各个试块的顶端面之间无高差，当探头从一个试块上方移动到另一个试块上方时，只需要平移探头，无需向上调整水距，大大提高了检测效率。
Description
技术领域
本发明属于超声波检测领域，具体的是一种用于盘、环、板坯自动化超声波水浸检测用的超声波检测用试块、试块架及检测结构。
背景技术
为保证盘类、环类和板坯类航空锻件内部质量，盘类、环类和板坯类航空锻件在装机前都需采用超声波对内部质量进行检测，检测主要采用纵波直入射水浸法。平面圆柱平底孔试块是超声波检测的重要辅材，用于超声波检测灵敏度的调节和缺陷的评定。
超声波水浸检测时，需要根据被检测产品材质选择同材质或标准允许的材质的平面圆柱平底孔试块，制作DAC/TCG曲线用于设定敏度，每条曲线需要选择15至19块不等数量试块。为保证DAC/TCG曲线灵敏度满足检测要求，检测标准规定，在每班检测前和超声波水浸检测系统连续工作2小时后需要对DAC/TCG曲线的每一块试块进行逐一校验。
在每套试块中，每块试块的长度都不一样，国内标准的试块长度由17.5mm至135mm，美标中的试块长度由20.65mm至165.10mm，每块试块的长度根据所属标准规则依次增加，国内标准的试块结构如图1所示，美标的试块结构与国内标准结构类似。超声波水浸检测时，试块从低到高依次放置在试块台上，试块端面圆心处于同一条线上，如图2所示。在制作和校验DAC/TCG曲线时，探头需要依次移动到每一块探头上方采集数据；采集数据时，探头前端(晶片)到试块上表面的距离(水距)是相同的；因此，当探头从一个试块上方移动到另一个试块上方时，为保证水距，探头需向上移动，为了防止在探头移动过程中与试块相互碰撞，实际生产中在移动探头时一般先向上移动探头，然后再平移探头。制作一条DAC/TCG曲线大概需要15分钟-20分钟，校验一条DAC/TCG曲线大概10分钟-15分钟。
目前的操作方式有以下不足：
1、当探头从一个试块上方移动到另一个试块上方时，需先将探头向上提高到安全距离，然后再平移探头，最后上下调整探头，直至水距符合要求。在每一次探头移动过程中，向上移动到安全位置和调整水距的时间占比较大，直接延长了DAC/TCG曲线制作和校验的时间，降低了检测效率。
2、如果在移动探头过程中忘记先向上移动探头至安全距离，可能导致探头与试块撞击，这个问题在实际生产中经常遇到。超声波水浸检测探头是一个高精度且昂贵的电子元件，撞击可能会导致探头损坏精度降低甚至报废，降低了超声波水浸探头使用寿命。撞击后超声波水浸检测系统会触发急停保护程序，恢复时，所有检测参数需要从头开始重新设置和调节，延长了DAC/TCG曲线制作和校验的时间，降低了检测效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统超声波水浸检测过程中DAC/TCG曲线制作和校验的时间长，检测效率低的问题，提供一种超声波检测用试块、试块架以及检测结构，缩短检测时间，提高超声波水浸检测的效率。
本发明采用的技术方案是：超声波检测用试块，包括圆柱状的本体，所述本体包括底端的底端面、顶端的顶端面和外周的圆弧形外圆周面，在本体的顶端设置有沿其径向向外凸出的凸台，凸台包括位于上方的上表面和位于下方的下表面，所述凸台的上表面与本体的顶端面共面，下表面为平行于上表面的平面。
进一步的，所述凸台环绕本体外周连续设置一周。
进一步的，在本体的底端面中心设置有平底孔。
进一步的，本体的直径为d，凸台的直径为D，D＝d+n，1mm≤n≤30mm。
超声波检测用试块架，包括架体，所述架体包括相互平行的顶面、底面和四周的侧面，顶面和底面相互平行；
在架体上设置有两道间隔布置的并相互平行的且直线延伸的悬挂槽，悬挂槽由顶面贯通底面；
悬挂槽与试块的本体相适配，且与凸台限位配合。
超声波检测结构，包括超声波检测用试块和超声波检测用试块架；试块按照由短至长的顺序依次插接于架体的悬挂槽内，且各试块的凸台的下表面与架体的顶面紧密贴合。
进一步的，各悬挂槽内的一排试块均抵靠悬挂槽的同一侧。
本发明的有益效果是：本发明公开的超声波检测用试块，在本体的顶端设置有沿其径向向外凸出的凸台，凸台包括位于上方的上表面和位于下方的下表面，所述凸台的上表面与本体的顶端面共面，下表面为平行于上表面的平面。凸台作为支撑台使用，其用于悬挂在试块架上，凸台的下表面作为支撑面，使得超声波检测用试块悬挂成一排后，凸台的上表面处于同一平面上，由于凸台的上表面与本体的顶端面共面，故，此时，试块的顶端面处于同一平面上，由于各个试块的顶端面之间无高差，当探头从一个试块上方移动到另一个试块上方时，只需要平移探头，无需向上调整水距，与传统的超声波检测用试块测试相比，消除了上下调整水距的步骤，从而节约了调节水距的时间，制作一条DAC/TCG曲线大概需要10分钟左右，校验一条DAC/TCG曲线大概5分钟-10分钟，平均节约时间10分钟/次，大大提高了检测效率。同时，探头与所有试块的间距是相同的，在移动探头过程中，不存在探头与试块碰撞的风险，保证了探头的使用寿命，避免了因探头与试块相撞需要从头开始重新设置和调节检测参数，保证了检测效率。
附图说明
图1为试块现有技术结构示意图；
图2为现有技术超声波检测示意图；
图3为本发明公开的试块主视图；
图4为本发明公开的试块仰视图；
图5为本发明公开的试块架结构示意图；
图6为本发明公开的试块安置到试块架上的俯视图；
图7为本发明公开的超声波检测工作示意图。
图中，本体1、底端面1A、顶端面1B、外圆周面1C、中轴线1D、凸台2、上表面2A、下表面2B、平底孔5、架体3、顶面3A、底面3B、侧面3C、悬挂槽4、超声水浸探头6。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明如下：
本发明表示方位的“上”、“下”、“顶端”和“底端”等均以附图3或附图7的使用状态为准。
传统的超声波检测用试块，如图3和图4所示，包括圆柱状的本体1，所述本体1包括底端的底端面1A、顶端的顶端面1B和外周的圆弧形外圆周面1C，即试块的外圆周面1C沿其轴向均匀延伸。该结构的试块，只能放置于平整的试块台上进行检测，试块的顶端面1B为超声波入射面，如此，使得试块台上的各个试块的超声波入射面所处的高度不同。
在制作和校验DAC/TCG曲线时，探头需要依次移动到每一块试块的上方采集数据；采集数据时，探头前端(晶片)到试块顶端面1B的距离(水距)是相同的。因此，传统的超声波检测用试块，当探头从一个试块上方移动到另一个试块上方时，为保证水距，探头需向上移动，为了防止在探头移动过程中与试块相互碰撞，实际生产中在移动探头时通常先向上移动探头，然后再平移探头。制作一条DAC/TCG曲线大概需要15分钟-20分钟，校验一条DAC/TCG曲线大概10分钟-15分钟。
本发明，为了缩短探头移动时间，并降低探头与试块碰撞风险，本发明公开的超声波检测用试块，在本体1的顶端设置有沿其径向向外凸出的凸台2，凸台2包括位于上方的上表面2A和位于下方的下表面2B，所述凸台2的上表面2A与本体1的顶端面1B共面，下表面2B为平行于上表面2A的平面。凸台2作为支撑台使用，其用于悬挂在试块架上，凸台2的下表面2B作为支撑面，使得超声波检测用试块悬挂成一排后，凸台2的上表面2A处于同一平面上，由于凸台2的上表面2A与本体1的顶端面1B共面，故，此时，试块的顶端面1B处于同一平面上，由于各个试块的顶端面1B之间无高差，当探头从一个试块上方移动到另一个试块上方时，只需要平移探头，无需向上调整水距，与传统的超声波检测用试块测试相比，消除了上下调整水距的步骤，从而节约了调节水距的时间，制作一条DAC/TCG曲线大概需要10分钟左右，校验一条DAC/TCG曲线大概5分钟-10分钟，平均节约时间10分钟/次，大大提高了检测效率。
本发明公开的超声波检测用试块具备图1所示常规试块所有功能，除用于超声波水浸检测外，还可用于超声波接触法检测。
所有试块的顶端面1B(入射面)处于同一水平面，超声波水浸探头与试块间的间距是固定的，大大降低了探头在移动过程中与试块的撞击风险，保证了安全生产；不会因探头与试块相撞触发急停保护程序，从而导致DAC/TCG曲线制作和校验工作重新开始，避免了检测时间浪费，保证了检测效率；不会因探头与试块相撞，导致探头损坏，延长了超声波水浸探头使用寿命。
凸台2可以为环绕本体1外周间隔均匀分布的两块、三块或者四块等，为了便于制作，优选的，所述凸台2环绕本体1外周连续设置一周。该凸台2可以直接通过机械加工获取，而且机械加工步骤简单，也利于保证凸台2的下表面2B垂直于本体1的中轴线1D。
优选的，在本体1的底端面1A中心设置有平底孔5。
由于加工时，本体1的外圆周面1C与凸台2的下表面2B之间会存在较小的倒角，该倒角的存在导致凸台2无法平整悬挂于试块架上，为了增大平面的面积，以提高试块支撑的稳定可靠性，优选的，本体1的直径为d，凸台2的直径为D，D＝d+n，1mm≤n≤30mm。
传统的支撑试块的为试块台，将试块的底端面1A放置于试块台的表面上，导致试块的顶端面1B之间存在高差，本发明中，如图5所示，超声波检测用试块架，包括架体3，所述架体3包括相互平行的顶面3A、底面3B和四周的侧面3C，顶面3A和底面3B相互平行；在架体3上设置有两道间隔布置的并相互平行的且直线延伸的悬挂槽4，悬挂槽4由顶面3A贯通底面3B。悬挂槽4与试块的本体1相适配，即试块的本体1能够插入悬挂槽4，要求本体1的直径略小于悬挂槽4的宽度，悬挂槽4且与凸台2限位配合，是指凸台2悬挂在悬挂槽4两侧的架体3顶面3A上。
悬挂槽4用于试块的本体1穿过，使用时，如图6和图7所示，试块的本体1的底端面1A向下插入悬挂槽4，本体1顶端凸台2的下表面2B悬挂在悬挂槽4两侧的架体3顶面3A上，使得试块处于悬置状态，保证试块的顶端面1B处于同一水平面上。
超声波检测结构，包括超声波检测用试块和超声波检测用试块架；试块按照由短至长的顺序依次插接于架体3的悬挂槽4内，且各试块的凸台2的下表面2B与架体3的顶面3A紧密贴合。各悬挂槽4内的一排试块均抵靠悬挂槽4的同一侧，可以保证一排中的所有试块的顶端面1B的中心处于同一条直线上。
Claims (6)
1.超声波检测用试块，包括圆柱状的本体(1)，所述本体(1)包括底端的底端面(1A)、顶端的顶端面(1B)和外周的圆弧形外圆周面(1C)，其特征在于：在本体(1)的顶端设置有沿其径向向外凸出的凸台(2)，凸台(2)包括位于上方的上表面(2A)和位于下方的下表面(2B)，所述凸台(2)的上表面(2A)与本体(1)的顶端面(1B)共面，下表面(2B)为平行于上表面(2A)的平面，且下表面(2B)垂直于本体(1)的中轴线(1D)；在本体(1)的底端面(1A)中心设置有平底孔(5)。
2.如权利要求1所述的超声波检测用试块，其特征在于：所述凸台(2)环绕本体(1)外周连续设置一周。
3.如权利要求1或2所述的超声波检测用试块，其特征在于：本体(1)的直径为d，凸台(2)的直径为D，D＝d+n，1mm≤n≤30mm。
4.用于权利要求1或2所述超声波检测用试块的超声波检测用试块架，其特征在于：包括架体(3)，所述架体(3)包括相互平行的顶面(3A)、底面(3B)和四周的侧面(3C)，顶面(3A)和底面(3B)相互平行；
在架体(3)上设置有两道间隔布置的并相互平行的且直线延伸的悬挂槽(4)，悬挂槽(4)由顶面(3A)贯通底面(3B)；
悬挂槽(4)与试块的本体(1)相适配，且与凸台(2)限位配合。
5.超声波检测用检测结构，其特征在于：包括权利要求1或2所述的超声波检测用试块和权利要求4所述的试块架；试块按照由短至长的顺序依次插接于架体(3)的悬挂槽(4)内，且各试块的凸台(2)的下表面(2B)与架体(3)的顶面(3A)紧密贴合。
6.如权利要求5所述的超声波检测用检测结构，其特征在于：各悬挂槽(4)内的一排试块均抵靠悬挂槽(4)的同一侧。
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