[发明专利]柱面聚焦楔块的超声衍射时差法

摘要

柱面聚焦楔块的超声衍射时差法，涉及超声波检测领域，解决了现有衍射时差法检测存在缺陷衍射信号能量水平低、检测灵敏度有待提升的问题，它包括的具体步骤如下：步骤一、确定已知条件：探头晶片直径、楔块纵波声速、被检测工件纵波声速、水中纵波声速；步骤二、设定所需条件：主轴声束水程、被检测工件中纵波折射角度、主轴声束在工件中的聚焦垂直深度；步骤三、根据上述条件计算楔块柱面曲率半径，并采用制作加工的柱面聚焦楔块实施超声衍射时差法的检测。用于超声波检测。

主权项

1.柱面聚焦楔块的超声衍射时差法，其特征是它包括的具体步骤如下：步骤一、确定已知条件：探头晶片直径、楔块纵波声速、被检测工件纵波声速、水中纵波声速；步骤二、设定所需条件：主轴声束水程、被检测工件中纵波折射角度、主轴声束在工件中的聚焦垂直深度；步骤三、根据上述条件计算楔块柱面曲率半径：探头发射声束入射到曲面上的入射角为i₁，经过曲面折射后的折射角为r₁，规定声束在水与被检测板材界面处的折射角度β，入射角等于楔块倾角θ，则根据折射定律有：sinθ/sinβ＝v_水/v_板材                          (1)解式(1)得θ的角度；设主轴声束经由楔块及水耦合层后，聚焦在被检测体厚度深度h处：PQ=h/cosβPS=PQ×cos(β-θ)---(2)]]>解式(2)得被检测板材中焦距PS长度；根据几何光学原理，PS和PR存在着以下关系，PS/PR＝v_水/v_板材                                (3)解式(3)得水中焦距PR长度；根据折射定律以及几何关系联立得，解式(4)的i₁角度；sini₁＝(d/2)/R                                  (5)解式(5)得楔块曲率半径R；其中，式(4)，(5)的解法如下：设若(d/2)/(OP+PR)＝a         i₁-r₁＝c                               (6)       v_水/v_铝＝b则有sin(i₁-r₁)＝a     i₁-r₁＝c                                (7)sini1sinr1=b]]>并有如下推导sin(r1+c)sinr1=b]]>⇒sinr1cosc+cosr1sincsinr1=b]]>⇒cosc+1tanr1sinc=b---(8)]]>⇒tanr1=b-coscsinc]]>⇒r1=tan-1(b-coscsinc)]]>⇒i1=r1+c=tan-1(b-coscsinc)+c]]>由此解得i₁，采用制作加工的柱面聚焦楔块实施超声衍射时差法的检测。