一种聚氨酯胶接剂超声校准试块及校准方法

1.本发明属于无损检测领域，尤其涉及一种聚氨酯胶接剂超声校准试块及校准方法。


背景技术：

2.在列车车窗胶接剂脱粘检测中，利用超声的检测方法进行检测之前，首先需要设置超声检测仪的检测参数，然后才能开展探伤检测，而首先需要确定的就是待检测件的声速和声程等参数，这一步骤在检测过程中非常耗时，常用的方式是查找材料波速，然后根据底波进行声速声程调整，使其出现位置和实际位置匹配，但聚氨酯材料声衰减大、声速低、底波回波弱，因此检测过程中通过底波进行声速声程等参数调整效率很低，且由于待检测工件存在未知缺陷，因此检测可靠性很低。
3.针对以上情况，实有必要设计一种聚氨酯胶接剂超声校准试块，以实现超声检测仪的声速快速校准，提升检测效率。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种聚氨酯胶接剂超声校准试块及校准方法，利用缺陷回波代替试块底波来进行定位，实现聚氨酯材料超声检测声速的快速校准。
5.为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：
6.一种聚氨酯胶接剂超声校准试块，包含试块基体，聚氨酯材料、多个模拟缺陷、刻度尺；
7.试块基体中空且上下表面开口，形成试块基体槽，聚氨酯材料填充在试块基体槽内，聚氨酯材料上下表面均可作为检测区域；
8.聚氨酯材料上设置多个模拟缺陷，模拟缺陷位于槽内靠近槽面的地方；试块基体槽面的外表面设置有刻度尺，记录缺陷实际位置；
9.在聚氨酯胶接剂超声检测校准时，获得聚氨酯材料的缺陷波，根据缺陷波中缺陷的位置和缺陷的实际位置，实现声速校准。
10.进一步地，试块基体为长方体，长方体试块基体中空且上下表面开口，形成长方体试块基体槽。
11.进一步地，槽面为试块基体长方体的前后侧面，槽面由玻璃制成。
12.进一步地，试块基体为玻璃。
13.进一步地，聚氨酯材料的上下表面的粗糙程度与待检测工件一致。
14.进一步地，设置不同深度的模拟缺陷梯度，模拟缺陷按一定距离和深度放置于聚氨酯材料内部。
15.一种聚氨酯胶接剂超声校准方法，利用所述的聚氨酯胶接剂超声校准试块进行校准，具体包括步骤：
16.(1)选择超声检测仪并进行参数设置，超声探头连接超声检测仪，超声检测仪连接上位机；
17.(2)将超声探头通过耦合剂耦合于聚氨酯胶接剂的上表面或下表面；
18.(3)将超声探头横向移动进行探伤找到缺陷位置，记录超声检测仪显示屏上缺陷波出现位置，调整声速使实际位置和超声检测仪显示的位置匹配；
19.(4)根据设置好的声速，依次扫查不同位置的模拟缺陷，验证参数正确性，实现超声检测仪声速校准。
20.进一步地，采用sf580型超声检测仪，采用cg-98型超声波耦合剂。
21.进一步地，查阅资料获取聚氨酯材料的声速为1333m/s，设置初始超声检测仪声速。
22.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明综合聚氨酯声衰减大、声速低的特点，利用缺陷回波代替试块底波来进行定位的方式，实现聚氨酯材料超声检测声速的快速校准，提高超声检测仪检测的效率。本发明可以很好的针对聚氨酯胶接剂进行快速声速校准，针对聚氨酯材料中的缺陷，能够实现有效的检出。
23.本发明对于列车车窗聚氨酯材料胶接剂脱胶超声检测提供了快速校准的方案，结合无损检测与超声检测的方法，能够快速进行列车车窗聚氨酯胶接剂的超声校准，为实际车窗胶粘结构脱粘检测奠定基础。
附图说明
24.图1是本发明所述的聚氨酯胶接剂超声校准试块立体图；
25.图2是本发明所述的聚氨酯胶接剂超声校准试块前视图；
26.图3是利用本发明提供的聚氨酯胶接剂超声校准试块进行校准的装置连接图；
27.图4是调整声速前的缺陷波的位置示意图；
28.图5是调整声速后的缺陷波的位置示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
30.如图1和2所示，本发明所述的聚氨酯胶接剂超声校准试块，包含试块基体，聚氨酯材料、多个模拟缺陷、刻度尺。试块基体中空且上下表面开口，形成试块基体槽，聚氨酯材料填充在试块基体槽内，保证聚氨酯材料的上下表面的粗糙程度与待检测工件一致。
31.试块基体为长方体，长方体试块基体中空且上下表面开口，形成长方体槽，为试块基体槽；聚氨酯材料填充在试块基体槽中，则试块基体的上下表面是聚氨酯材料的上下表面，聚氨酯材料上下表面均可作为检测区域。
32.填充在试块基体槽中的聚氨酯材料也形成长方体，尺寸设计为90mm
×
6mm
×
30mm，检测区域为聚氨酯材料上下表面。试块基体上下表面开口，通过上下表面检测的方式，扩大校准范围。
33.在聚氨酯材料上设置多个模拟缺陷，模拟缺陷由吸声材料制成，声阻抗大。模拟缺陷位于槽内靠近槽面的地方，槽面即为试块基体长方体的前后侧面。
34.长方体试块基体包括左右基座，用于固定透明的前后槽面，形成上下开口的长方体试块基体槽。槽面由玻璃制成，可实现缺陷位置的可视化处理。试块基体长方体槽面以外的基体部分也可以为玻璃，也可以是其他材质。
35.在聚氨酯胶接剂超声检测校准时，通过获得聚氨酯材料中缺陷的一次回波或二次回波，从而实现声速校准，减少测量时间，精简校准程序。
36.本发明设置不同深度的模拟缺陷梯度，模拟缺陷按一定距离和深度放置于聚氨酯材料内部。例如，设置不同深度且横向位置错开的4个缺陷，编号分别为1号、2号、3号、4号。1号缺陷距离上表面25mm，2号缺陷距离上表面18mm，3号缺陷距离上表面10mm，4号缺陷距离上表面3mm。1号缺陷和2号缺陷横向距离10mm，2号缺陷和3号缺陷横向距离20mm，3号缺陷和4号缺陷横向距离10mm。缺陷大小尺寸为3mm
×
3mm
×
2mm。
37.试块基体槽面的外表面设置有刻度尺，记录缺陷位置。实现不同深度缺陷的快速定位，从而精简超声检测仪声速校准的流程。
38.本发明通过将不同深度的缺陷错开设置，实现一次耦合中沿着试块基体上表面或下表面横向扫查便可获得不同深度的缺陷回波，通过调整检测仪的声速，使实际位置和检测仪上位置匹配，实现超声检测仪参数的快速校准，减少校准时间，精简校准程序，拓宽检测范围。
39.如图3所示，利用本发明提供的聚氨酯胶接剂超声校准试块进行校准的装置连接，将超声探头通过耦合剂耦合于聚氨酯胶接剂的上表面或下表面，超声探头连接超声检测仪，超声检测仪连接上位机。
40.本发明提供一种聚氨酯胶接剂超声校准方法，首先设置超声检测仪中材料声速，将超声探头耦合于试块基体内的聚氨酯胶接剂的上表面，横向移动找到4号缺陷的缺陷回波，获得模拟缺陷4的波形位置，调整超声检测仪中检测参数，主要为声速设置，使超声检测仪上的显示波形出现位置和实际位置匹配。而后根据4号缺陷确定的声速参数检测模拟缺陷1、2、3，验证参数正确性。本发明实现超声检测仪探伤前的快速校准，提高对聚氨酯材料探伤的效率。
41.本发明提供一种聚氨酯胶接剂超声校准方法，结合聚氨酯胶接剂校准试块进行分析，具体过程为：
42.步骤1：如图3所示进行校准装置的连接与布置，并进行超声检测仪选择与参数设置；
43.选用三丰公司多通道数字超声波探伤仪sf580脉冲反射超声检测仪，以产生脉冲超声波和实时回波信号。
44.根据试块参数设置超声检测仪参数为如表1。
45.表1
46.通道选择：1检波方式：全波检波脉冲宽度：40ns初始增益：60db声程：30mm工作方式：单探头自发自收
47.由于检测材料是聚氨酯胶接剂，经查阅资料，获取聚氨酯材料的声速为1333m/s，设置初始超声检测仪声速为1333m/s。
48.步骤2：超声探头通过耦合剂耦合于聚氨酯胶接剂的上表面或下表面；
49.在聚氨酯胶接剂上下界面均匀涂抹cg-98型超声波耦合剂。
50.步骤3：将超声检测探头耦合在试块基体的上表面，并横向移动进行探伤与判别，并调整参数；
51.将超声检测探头耦合在试块基体的上表面，并横向移动找到4号缺陷的位置，记录超声检测仪sf580显示屏上缺陷波出现位置，调整声速，使实际位置和超声检测仪显示的位置匹配，以此达到校准声速的目的。
52.采用脉冲回波法，用纵波直探头在涂刷cg-98型超声波耦合剂的聚氨酯界面进行一发一收式采集超声波信号。横向移动找缺陷位置，当运动到4号缺陷上方时，可以看到如图4所示超声波信号，可以清晰的看到缺陷波信号，但是底波信号不明显。原因是聚氨酯材料声衰减大，超声波传到底面时已衰减掉大部分能量，这也是为什么需要从缺陷波进行校准的原因。
53.图中显示，当扫查到4号缺陷上方时，记录超声检测仪sf580显示屏上缺陷波出现位置，可以看到缺陷波位于7mm左右，而实际4号缺陷位于3mm左右处，因此，需调整声速，使其位于3mm处，最终声速确认为1609m/s。调整声速后可以看到缺陷波的位置在3mm处，如图5所示。
54.根据超声声程和波速的关系可以得到聚氨酯材料中的超声声速，公式如下：
[0055][0056][0057]
式中，c
l
为材料声速，d为试件厚度，t2′
为声速校准时缺陷回波时间，t1′
为始波时间，t为超声波在接收到始波和底波的时间，t2为底波出现的时间，t1为始波出现的时间。
[0058]
步骤4：根据设置好的声速，依次扫查不同位置的模拟缺陷，验证参数正确性，实现超声检测仪声速校准。
[0059]
根据调整后的声速，分别对1号、2号、3号模拟缺陷进行定位检测，以验证声速的正确性。
[0060]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明综合聚氨酯声衰减大、声速低的特点，利用缺陷回波代替试块底波来进行定位的方式，实现聚氨酯材料超声检测声速的快速校准，提高超声检测仪检测的效率。本发明可以很好的针对聚氨酯胶接剂进行快速声速校准，针对聚氨酯材料中的缺陷，能够实现有效的检出。
[0061]
本发明对于列车车窗聚氨酯材料胶接剂脱胶超声检测提供了快速校准的方案，结合无损检测与超声检测的方法，能够快速进行列车车窗聚氨酯胶接剂的超声校准，为实际车窗胶粘结构脱粘检测奠定基础。
[0062]
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。