CN111025301B - 测定钢板两侧表面相对位置的定位试块以及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定钢板两侧表面相对位置的定位试块以及方法，本定位试块顶面设有矩形长槽、两端设有尖角槽、在尖角槽的尖角顶与矩形长槽之间设有平底孔，试块本体底面在尖角槽两侧设有盲孔，圆形磁铁嵌入盲孔内。本方法在钢板一侧表面划出定位直线，定位试块底面涂覆耦合剂后吸附在钢板表面，两端面尖角槽的尖角与定位直线重合；在钢板另一侧表面找到与定位直线大致对应的区域并施加耦合剂；用超声探头扫查该区域，确定平底孔对应的两个位置并对圆心位置作出标记；连接两个圆心并做延长线，得到钢板一侧表面所划定位直线投影位置对应的直线。本发明应用超声检测技术原理，借助定位试块实现钢板两侧表面相对位置的测定。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种测定钢板两侧表面相对位置的定位试块以及方法。
背景技术
在钢制设备或钢结构现场施工作业过程中，有时需要在一块钢板的两侧相对投影位置进行施工操作或要距离对面相对位置一定距离进行施工操作，如焊接、钻孔、划线等。如图1所示，钢板1两侧A、B某点的互为投影位置为D和D＇，钢板1两侧某线条11的互为投影位置为L和L＇。对于较小的、单块的或规则形状的钢板，这种定位可通过几何测量的方式来实现，但对于现场实际施工中，钢板已经拼接成为设备的一部分或钢板形状结构比较复杂的，难以通过几何测量标记的方式进行定位，例如船体在制作过程中，在船板两侧实现精确定位就非常困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测定钢板两侧表面相对位置的定位试块以及方法，本定位试块以及方法解决钢制设备在制造及检维修过程中，需要在钢板两侧的相对部位进行施工操作但又无法快速准确定位的难题，应用了超声检测技术原理，借助专用的定位试块实现钢板两侧表面相对位置的测定。
为解决上述技术问题，本发明测定钢板两侧表面相对位置的定位试块包括试块本体和圆形磁铁，所述试块本体截面为矩形，并且沿试块本体长度方向在试块本体顶面居中设有矩形长槽、两端端面分别设有尖角槽、在尖角槽的尖角顶与矩形长槽之间设有平底孔，所述试块本体底面在所述尖角槽两侧分别设有盲孔，所述圆形磁铁嵌入所述盲孔内并紧配固定。
进一步，所述试块本体厚度H≥20mm、长度L≥200mm，宽度W为40mm～50mm，所述矩形长槽长度Lc≥50mm，所述平底孔直径为10mm，并且所述矩形长槽和平底孔深度相同，所述矩形长槽和平底孔底面距试块本体底面的距离h根据试块本体材质和所对应的钢板厚度及二者之间的声速关系计算确定,以保证矩形长槽底面的回波清晰的出现在钢板的二次底面回波之前。
进一步，所述试块本体的矩形长槽、平底孔、盲孔和尖角槽采用机械加工方式获得。
进一步，所述试块本体可采用铝合金、有机玻璃、聚合物或其他合成材料制作。
一种基于上述定位试块的测定钢板两侧表面相对位置的方法包括如下步骤：
步骤一、选择频率及晶片尺寸适用于钢板定位检测的超声直探头，或选用电磁超声或相控阵超声探头，超声探头连接超声检测仪器并进行系统及灵敏度校准，保证超声检测仪器设置的声程范围及灵敏度满足检测要求；
步骤二、在钢板一侧表面位置划出定位直线，在定位试块底面均匀涂覆一层耦合剂后将试块本体通过圆形磁铁吸附在钢板一侧表面，试块本体两端面尖角槽的尖角与定位直线重合；
步骤三、在钢板的另一侧表面找到与定位直线大致相邻或大致对应的区域，在该区域内施加耦合剂；
步骤四、用超声探头扫查已施加了耦合剂的区域，同时观察超声检测仪器显示屏上的脉冲回波特征及变化；
步骤五、超声探头扫查过程中，当显示屏上在钢板的一次底波与二次底波之间出现与定位试块的矩形长槽或平底孔底面深度位置对应的脉冲回波信号时，放慢扫查速度并进行小范围精探；
步骤六、基于超声回波特征初步确定与平底孔对应的两个位置，分别对该两个位置进行扫查，确定平底孔的圆心位置并作出标记；
步骤七、连接基于脉冲回波确定的两个平底孔的圆心并做延长线，即得到钢板另一侧表面与所划出的定位直线投影位置对应的直线。
由于本发明测定钢板两侧表面相对位置的定位试块以及方法采用了上述技术方案，即本定位试块包括试块本体和圆形磁铁，试块本体顶面居中设有矩形长槽、两端端面分别设有尖角槽、在尖角槽的尖角顶与矩形长槽之间设有平底孔，试块本体底面在尖角槽两侧设有盲孔，圆形磁铁嵌入盲孔内。本方法选择超声探头并连接超声检测仪器，进行系统及灵敏度校准；在钢板一侧表面划出一条定位直线，在定位试块底面涂覆耦合剂后吸附在钢板表面，两端面尖角槽的尖角与定位直线重合；在钢板的另一侧表面找到与定位直线大致对应的区域，在该区域内施加耦合剂；用超声探头扫查该区域，同时观察显示屏上的脉冲回波特征及变化；当出现脉冲回波信号时，放慢扫查速度并进行小范围精探；确定平底孔对应的两个位置并对圆心位置并作出标记；连接两个圆心并做延长线，得到钢板另一侧表面所划出定位直线投影位置对应的直线。本定位试块以及方法解决钢制设备在制造及检维修过程中，需要在钢板两侧的相对部位进行施工操作但又无法快速准确定位的难题，应用了超声检测技术原理，借助专用的定位试块实现钢板两侧表面相对位置的测定。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为钢板两侧相对位置示意图；
图2为本发明测定钢板两侧表面相对位置的定位试块结构示意图；
图3为图2的俯视图。
具体实施方式
实施例如图2和图3所示，本发明测定钢板两侧表面相对位置的定位试块包括试块本体2和圆形磁铁3，所述试块本体2截面为矩形，并且沿试块本体2长度方向在试块本体2顶面居中设有矩形长槽21、两端端面分别设有尖角槽22、在尖角槽22的尖角顶与矩形长槽21之间设有平底孔23，所述试块本体2底面在所述尖角槽22两侧分别设有盲孔24，所述圆形磁铁3嵌入所述盲孔24内并紧配固定。
进一步，所述试块本体2厚度H≥20mm、长度L≥200mm，宽度W为40mm～50mm，所述矩形长槽21长度Lc≥50mm，所述平底孔23直径为10mm，并且所述矩形长槽21和平底孔23深度相同，所述矩形长槽21和平底孔23底面距试块本体2底面的距离h根据试块本体2材质和所对应的钢板厚度及二者之间的声速关系计算确定,以保证矩形长槽21底面的回波清晰的出现在钢板的二次底面回波之前。
进一步，所述试块本体2的矩形长槽21、平底孔23、盲孔24和尖角槽22采用机械加工方式获得。
进一步，所述试块本体2可采用铝合金、有机玻璃、聚合物或其他合成材料制作。
一种基于上述定位试块的测定钢板两侧表面相对位置的方法包括如下步骤：
步骤一、选择频率及晶片尺寸适用于钢板定位检测的超声直探头，或选用电磁超声或相控阵超声探头，超声探头连接超声检测仪器并进行系统及灵敏度校准，保证超声检测仪器设置的声程范围及灵敏度满足检测要求；
步骤二、在钢板一侧表面位置划出定位直线，在定位试块底面均匀涂覆一层耦合剂后将试块本体通过圆形磁铁吸附在钢板一侧表面，试块本体两端面尖角槽的尖角与定位直线重合；
步骤三、在钢板的另一侧表面找到与定位直线大致相邻或大致对应的区域，在该区域内施加耦合剂；
步骤四、用超声探头扫查已施加了耦合剂的区域，同时观察超声检测仪器显示屏上的脉冲回波特征及变化；
步骤五、超声探头扫查过程中，当显示屏上在钢板的一次底波与二次底波之间出现与定位试块的矩形长槽或平底孔底面深度位置对应的脉冲回波信号时，放慢扫查速度并进行小范围精探；
步骤六、基于超声回波特征初步确定与平底孔对应的两个位置，分别对该两个位置进行扫查，确定平底孔的圆心位置并作出标记；
步骤七、连接基于脉冲回波确定的两个平底孔的圆心并做延长线，即得到钢板另一侧表面与所划出的定位直线投影位置对应的直线。
本发明应用超声检测技术原理，借助专用的定位试块，采用纵波扫查的方式即可确定钢板两侧表面相对位置，划线或定点的精度可达到±2mm以内，且测定方法简单易行，定位试块结构简单、制作方便，解决了钢板两侧准确定位的难题。
Claims (5)
1.一种测定钢板两侧表面相对位置的定位试块，其特征在于：所述定位试块包括试块本体和圆形磁铁，所述试块本体截面为矩形，并且沿试块本体长度方向在试块本体顶面居中设有矩形长槽、两端端面分别设有尖角槽、在尖角槽的尖角顶与矩形长槽之间设有平底孔，所述试块本体底面在所述尖角槽两侧分别设有盲孔，所述圆形磁铁嵌入所述盲孔内并紧配固定，所述矩形长槽和平底孔深度相同，所述矩形长槽和平底孔底面距试块本体底面的距离h根据试块本体材质和所对应的钢板厚度及二者之间的声速关系计算确定,以保证矩形长槽底面的回波清晰的出现在钢板的二次底面回波之前。
2.根据权利要求1所述的测定钢板两侧表面相对位置的定位试块，其特征在于：所述试块本体厚度H≥20mm、长度L≥200mm，宽度W为40mm～50mm，所述矩形长槽长度Lc≥50mm，所述平底孔直径为10mm。
3.根据权利要求1或2所述的测定钢板两侧表面相对位置的定位试块，其特征在于：所述试块本体的矩形长槽、平底孔、盲孔和尖角槽采用机械加工方式获得。
4.根据权利要求3所述的测定钢板两侧表面相对位置的定位试块，其特征在于：所述试块本体采用铝合金、有机玻璃或聚合物合成材料制作。
5.一种基于权利要求1至4任一项所述定位试块的测定钢板两侧表面相对位置的方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、选择频率及晶片尺寸适用于钢板定位检测的超声直探头，或选用电磁超声或相控阵超声探头，超声探头连接超声检测仪器并进行系统及灵敏度校准，保证超声检测仪器设置的声程范围及灵敏度满足检测要求；
步骤二、在钢板一侧表面位置划出定位直线，在定位试块底面均匀涂覆一层耦合剂后将试块本体通过圆形磁铁吸附在钢板一侧表面，试块本体两端面尖角槽的尖角与定位直线重合；
步骤三、在钢板的另一侧表面找到与定位直线大致相邻或大致对应的区域，在该区域内施加耦合剂；
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