一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置制造方法
【專利摘要】一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置，涉及一種檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置。本實用新型是為了解決目前超聲波法計算蠕墨鑄鐵蠕化率要測出超聲波傳播方向上蠕墨鑄鐵件的尺寸的問題。本實用新型由超聲波信號采集器、計算機(jī)、高頻信號發(fā)生器、溫度控制器組成；計算機(jī)與信號發(fā)生器相連，超聲波探頭與超聲波信號采集器的相連，超聲波信號采集器與計算機(jī)相連。本實用新型能夠快速檢測蠕墨鑄鐵件的蠕化率，并且無需測量蠕墨鑄鐵件的尺寸大小。
【專利說明】一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 懦化率不僅是判定石墨懦化好壞和評定懦墨鑄鐵質(zhì)量與生產(chǎn)工藝水平的重要指 標(biāo)，也是蠕墨鑄鐵質(zhì)量控制與驗收的依據(jù)。在實際生產(chǎn)過程中為了防止處理不足而出現(xiàn)的 片狀石墨和因處理過剩而生產(chǎn)過量的球狀石墨，需要能快速、準(zhǔn)確并且簡便的檢測蠕化率。 金相觀察法是目前最常用的蠕化率檢測方法，該方法雖能準(zhǔn)確無誤的檢測蠕化率，但檢測 速度慢，并且費(fèi)時費(fèi)力。
[0003] 超聲波法是一種根據(jù)超聲波的聲速與蠕墨鑄鐵蠕化率之間存在一定關(guān)系的原理 來計算蠕化率的檢測方法，現(xiàn)有的基于該方法的檢測裝置中，超聲波探頭必須與蠕墨鑄鐵 件直接接觸，并且要準(zhǔn)確測出超聲波傳播方向上蠕墨鑄鐵件的尺寸，才能算出超聲波在蠕 墨鑄鐵件內(nèi)的傳播速度，而現(xiàn)場中的蠕墨鑄鐵件的尺寸是經(jīng)常變化的，這就給蠕化率的檢 測帶來了很大的困難。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的目的是為了解決目前超聲波法計算蠕墨鑄鐵的蠕化率的檢測方法 必須要準(zhǔn)確測出超聲波傳播方向上蠕墨鑄鐵件的尺寸的技術(shù)問題，而提供一種利用超聲波 檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置。
[0005] 本實用新型的一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置由恒溫浸液槽1、超聲 波接收探頭2、待測蠕墨鑄鐵件3、超聲波發(fā)射探頭4、超聲波信號采集器5、計算機(jī)6、高頻信 號發(fā)生器7、超聲波耦合液8、溫度傳感器9、溫度控制器10、超聲波耦合液加熱元件11和多 孔板12組成；
[0006] 所述的恒溫浸液槽1內(nèi)壁相對的兩個面上分別設(shè)置一個超聲波接收探頭2和一個 超聲波發(fā)射探頭4,超聲波接收探頭2和超聲波發(fā)射探頭4的的軸心線重合并且超聲波接收 探頭2和超聲波發(fā)射探頭4的軸心線在多孔板12的上方，超聲波接收探頭2和超聲波發(fā)射 探頭4的水平距離為LO，恒溫浸液槽1內(nèi)的底部設(shè)置有超聲波耦合液加熱元件11和溫度傳 感器9,超聲波耦合液加熱元件11和溫度傳感器9分別與溫度控制器10連接，在恒溫浸液 槽1內(nèi)超聲波耦合液加熱元件11和溫度傳感器9的上方設(shè)置有一個多孔板12,多孔板12 是一個有多個通孔的板材，恒溫浸液槽1內(nèi)填充超聲波耦合液8,待測蠕墨鑄鐵件3放置在 多孔板12上并且完全浸沒在超聲波耦合液8中，計算機(jī)6的信號輸出控制端與高頻信號發(fā) 生器7的信號輸入端電氣相連，高頻信號發(fā)生器7的高頻正弦波電壓信號輸出端與超聲波 發(fā)射探頭4的高頻正弦波電壓信號輸入端電氣相連，超聲波發(fā)射探頭4的電壓信號輸出端 與超聲波信號采集器5的一個超聲波電壓信號輸入端電氣相連，超聲波接收探頭2的電壓 信號輸出端與超聲波信號采集器5的另一個超聲波電壓信號輸入端電氣相連，超聲波信號 采集器5的兩路電壓信號輸出端與計算機(jī)6的兩路電壓信號輸入端電氣相連。
[0007] 本實用新型的一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置的使用方法按以下步 驟進(jìn)行：
[0008] 一、打開溫度控制器10,通過超聲波耦合液加熱元件11和溫度傳感器9將超聲波 耦合液8的溫度控制在為25 °C ±0. 5 °C ;
[0009] 二、通過計算機(jī)6控制高頻信號發(fā)生器7發(fā)出高頻正弦波，作為超聲波發(fā)射探頭4 的激勵電壓信號；
[0010] 三、用超聲波信號采集器5采集步驟二所述的超聲波發(fā)射探頭4上的激勵電壓信 號并發(fā)送給計算機(jī)6作為初始參考信號，同時超聲波發(fā)射探頭4產(chǎn)生3MHz的超聲波縱波， 超聲波縱波穿過超聲波耦合液8后，由超聲波接收探頭2接收；
[0011] 四、超聲波接收壓探頭2將接收到的超聲波縱波轉(zhuǎn)換為電壓信號，該電壓信號被 超聲波信號采集器5采集并發(fā)送給計算機(jī)6作為傳播后信號；
[0012] 五、計算機(jī)6根據(jù)步驟三獲取的初始參考信號和步驟四獲取的傳播后信號計算超 聲波縱波在未放入待測蠕墨鑄鐵件3時在超聲波耦合液8中的傳播時間
[0013] 六、將待測蠕墨鑄鐵件3放在恒溫浸液槽1的多孔板12上并且在超聲波接收探頭 2和超聲波發(fā)射探頭4之間，并全部浸在超聲波耦合液8中；
[0014] 七、重復(fù)步驟二至步驟四，超聲波縱波穿過超聲波耦合液8和待測蠕墨鑄鐵件3的 一次聲波信號以及穿過超聲波耦合液8和被待測蠕墨鑄鐵件3往復(fù)反射兩次的二次聲波信 號都由超聲波接收探頭2接收；
[0015] 八、計算機(jī)6根據(jù)步驟七獲取的初始參考信號和一次聲波傳播后信號以及步驟七 獲取的初始參考信號和二次聲波傳播后信號，分別計算步驟七中超聲波縱波在放入蠕墨鑄 鐵件3后的傳播時間tl和t2 ;
[0016] 九、計算機(jī)6根據(jù)超聲波接收探頭2和超聲波發(fā)射探頭4之間的水平距離Lci,傳播 時間Wt2，由公；?出超聲波縱波在待測蠕墨鑄鐵件3內(nèi)的傳播速 度V ;

【權(quán)利要求】
1. 一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置，其特征在于利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵 蠕化率的裝置是由恒溫浸液槽（1)、超聲波接收探頭（2)、超聲波發(fā)射探頭（4)、超聲波信號 采集器（5)、計算機(jī)（6)、高頻信號發(fā)生器（7)、超聲波耦合液（8)、溫度傳感器（9)、溫度控制 器（10)、超聲波耦合液加熱元件（11)和多孔板（12)組成； 所述的恒溫浸液槽（1)內(nèi)壁相對的兩個面上分別設(shè)置一個超聲波接收探頭（2)和一個 超聲波發(fā)射探頭（4)，超聲波接收探頭（2)和超聲波發(fā)射探頭（4)的軸心線重合并且超聲波 接收探頭⑵和超聲波發(fā)射探頭⑷的軸心線在多孔板（12)的上方，超聲波接收探頭（2) 和超聲波發(fā)射探頭（4)的水平距離為U，恒溫浸液槽（1)內(nèi)的底部設(shè)置有超聲波耦合液加 熱元件（11)和溫度傳感器（9)，超聲波耦合液加熱元件（11)和溫度傳感器（9)分別與溫度 控制器（10)連接，在恒溫浸液槽（1)內(nèi)超聲波耦合液加熱元件（11)和溫度傳感器（9)的 上方設(shè)置有一個多孔板（12)，多孔板（12)是一個有多個通孔的板材，恒溫浸液槽（1)內(nèi)填 充超聲波耦合液（8)，計算機(jī)（6)的信號輸出控制端與高頻信號發(fā)生器（7)的信號輸入端 電氣相連，高頻信號發(fā)生器（7)的高頻正弦波電壓信號輸出端與超聲波發(fā)射探頭（4)的高 頻正弦波電壓信號輸入端電氣相連，超聲波發(fā)射探頭（4)的電壓信號輸出端與超聲波信號 采集器（5)的一個超聲波電壓信號輸入端電氣相連，超聲波接收探頭（2)的電壓信號輸出 端與超聲波信號采集器（5)的另一個超聲波電壓信號輸入端電氣相連，超聲波信號采集器 (5)的兩路電壓信號輸出端與計算機(jī)￠)的兩路電壓信號輸入端電氣相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置，其特征在于所 述的超聲波耦合液（8)為去離子水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置，其特征在于所 述的超聲波接收探頭（2)是5P20Z直探頭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置，其特征在于所 述的超聲波發(fā)射探頭（4)是5P20Z直探頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置，其特征在于所 述的超聲波信號采集器（5)的型號是DP05104。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用超聲波檢測蠕墨鑄鐵蠕化率的裝置，其特征在于所 述的高頻信號發(fā)生器（7)的型號是Fluke294。
【文檔編號】G01N29/07GK204214816SQ201420778583
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】石德全, 康凱嬌, 高桂麗 申請人:哈爾濱理工大學(xué)