超声波残余应力测试耦合装置的利记博彩app

本实用新型涉及一种超声波残余应力测试耦合装置，具体涉及一种可以在超声波残余应力测试过程中让耦合剂涂抹均匀，并保证耦合状态稳定性的耦合装置。

背景技术：

目前使用超声波测量残余应力的步骤是：一、对所需要测量材料的声弹性系数K进行标定。二、使用超声波法焊接残余应力测量系统测量点与无应力状态下的声时差Δt，三、根据公式σ＝K·Δt通过计算得出残余应力的大小。步骤一中，对声弹性系数的标定主要是基于声弹性原理对声弹性系数K 进行标定的，即利用材料中超声波的传播速度和材料中的残余应力呈线性关系对声弹性系数K进行标定。步骤二中，在测量工件表面的声时差Δt之前，需要在工件所测试位置的表面涂抹耦合剂。耦合剂是一种水溶性高分子胶体，它是用来排除探头和被测工件之间的空气，使超声波能有效地穿透工件达到有效检测的目的。

目前超声波换能器有探头固定楔块通常使用甘油或者蜂蜜等作为耦合剂和测试工件的表面接触耦合，且通常直接涂抹在工件表面，很难保证耦合剂厚度的均匀性，从而无法确保耦合状态的稳定性。而耦合状态会直接影响到测试结果，耦合状态的不稳定性会给测试结果带来很大的误差，数据的波动会较大。目前使用的超声波耦合装都是将耦合剂直接涂敷于探头固定楔块下表面，涂敷的均匀度和涂敷量均无法保证，这样容易造成耦合状态不稳定，甚至于观察到的波形不断地抖动，难以出现稳定不变的所需波形，即无法完成之后要进行的数据采集与分析工作，或者数据波动极大，对测量结果造成极大的影响，甚至于所得结果完全作废，无法使用。而且，现有的耦合装置在实际使用过程中，由于常用耦合剂的粘度较小，如果在探头固定楔块底面涂敷的耦合剂不均匀，涂敷后易和测试工件之间产生相对滑动，造成测量位置有一定的变化，使得最后的测试结果不准确。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是提供超声波残余应力测试耦合装置，该装置解决了耦合剂涂在测试面上时，耦合层的厚度不均匀，影响测试结果的问题。而且该装置可提高测试耦合状态的效果，保持耦合剂的湿润，同时能减少耦合剂对超声波传播的影响，较大程度上减少了残余应力的测试误差。

本实用新型实现其发明目的所采取的技术方案是：一种超声波残余应力测试耦合装置，包括固定超声波收发探头的探头固定楔块和分别开于探头固定楔块左上部和右上部的探头固定腔，其结构特点是：所述固定楔块的下表面测试面处(超声波在工件表面的入射处)开有左右两个耦合剂凹槽。

本实用新型的使用方法是：将适量的耦合剂挤入探头固定楔块下表面的两个耦合剂凹槽中，左右摩擦使耦合剂分布均匀，最后拿夹具将耦合装置与被测工件夹紧固定，达到耦合剂层深度固定，从而得到稳定的残余应力测试结果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、通过在下底面开耦合剂凹槽的方法，可以控制耦合剂的涂敷位置，并通过开槽厚度控制耦合剂量，使得与工件表面接触部分的耦合剂层厚度得以控制，以达到耦合剂涂敷均匀，状态稳定，从而使应力测试结果更加具有稳定性与可对比性，避免了由于不均匀涂敷耦合剂而可能造成的波形波动以及采集数据波动大、误差大的情况。

二、耦合剂凹槽限制了耦合剂的涂敷范围，即探头固定楔块和工件之间的耦合剂面积(仅在耦合剂凹槽之内涂敷)，一定程度上提升了探头固定楔块和工件之间的摩擦系数，保证了两者之间的相对稳定性，使两者之间不易产生相对滑动，从而保证了测量位置和最后数据测量结果的稳定性。

三、该装置中设置的耦合剂凹槽可起到对耦合剂保湿的作用，减缓了耦合剂的干燥，使残余应力测量结果更加稳定。

进一步，本实用新型所述探头固定楔块的材料为有机玻璃、石英玻璃或聚苯乙烯。

这几种材料易于加工，作为探头固定楔块，可保证超声波在传播过程中衰减较小，传播方向不受影响。

进一步，本实用新型所述探头固定腔的具体结构是：探头固定腔的内部为螺纹结构，与超声探头外侧面的螺纹配合。

这种固定方式简单，牢固，可保证进行残余应力测试时超声探头的稳定；且拆卸方便，便于更换探头，提高了本装置的应用灵活性。

进一步，本实用新型所述探头固定楔块中间设置有定位镜筒。

这样，有利于更精确地将耦合装置固定于工件的待检测区域。

进一步，本实用新型所述探头固定楔块上设置有用于固定热电偶的热电偶插入槽。

耦合装置上设置热电偶插入槽可以插入热电偶，热电偶采集测试环境温度，对测试补偿，使测量结果更加精确。

进一步，本实用新型在所述固定楔块的下表面测试面处(超声波在工件表面的入射处)设置有左右两个耦合台阶，所述两个耦合剂凹槽分别开于两个耦合台阶上。

使用耦合台阶可以降低与测试平面的接触面，较小的接触面可以降低对测试平面平整度的要求。

更进一步，本实用新型所述两个耦合剂凹槽均为圆形凹槽，且深度一致。

开设两深度一致的耦合剂圆槽可以控制耦合剂的涂敷位置，使耦合剂厚度一致以达到涂覆均匀，利于提高应力测试结果的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的正视结构示意图。

图2为本实用新型实施例的俯视结构示意图。

图3为本实用新型实施例的侧视结构示意图。

图4为本实用新型实施例中对材料测试时选取的残余应力测试点的分布图。

图5为本实用新型实施例实际工作时左半部分的工作情况示意图。

具体实施方式

实施例

图1-3示出，本实用新型的一种具体实施方式是：一种超声波残余应力测试耦合装置，包括固定超声波收发探头的探头固定楔块1和分别开于探头固定楔块1左上部和右上部的探头固定腔2，其结构特点是：所述固定楔块1的下表面测试面处超声波在工件表面的入射处开有左右两个耦合剂凹槽5。

本例中所述探头固定楔块1的材料为有机玻璃、石英玻璃或聚苯乙烯。

本例中所述探头固定腔2的具体结构是：探头固定腔2的内部为螺纹结构，与超声探头外侧面的螺纹配合。

本例中所述探头固定楔块1中间设置有定位镜筒3。

本例中所述探头固定楔块1上设置有用于固定热电偶的热电偶插入槽4。

本例中所述固定楔块1的下表面测试面处超声波在工件表面的入射处设置有左右两个耦合台阶 6，所述两个耦合剂凹槽5分别开于两个耦合台阶6上。

本例中所述两个耦合剂凹槽5均为圆形凹槽，且深度一致。

如图4所示，测试前，按照工件的具体工作情况、自身特征和生产要求确定需要进行应力测试的位置，坐标点的数量，以及每个坐标点需要测量多少组数据等参数，根据实际生产中的工件的具体应用情况而定。

对测试点应力进行测试时，将耦合剂涂敷于探头固定楔块下方的耦合剂凹槽中，注意耦合剂涂敷量应合适。之后将探头固定楔块按图示方式放置于工件上所选取的测试点位置之上如图5所示。使用定位镜筒保证正确确定测试点的位置，同时应注意贴合紧密。

本实用新型的使用效果可以通过以下试验得到验证和说明：

选取高速列车常用铝合金材料A7N01S-T5对接试板，按照相同距离布置残余应力测试点，如图4 所述。

用无耦合剂凹槽的固定超声波收发探头的探头固定楔块和有耦合剂凹槽的固定超声波收发探头的探头固定楔块分别对四个测试点进行残余应力的测试，得到如下四组结果：

表1：测试点1的测试结果

表2：测试点2的测试结果

表3：测试点3的测试结果

表4：测试点4的测试结果

通过实验数据对比可以得出，采用无耦合剂凹槽的固定超声波收发探头的探头固定楔块进行残余应力测量时，测量数据波动较大，结果可信度不高，但采用本例有耦合剂凹槽的耦合装置进行测定，测试结果波动较小，准确性更高。