Page 102 - 《应用声学》2021年第4期

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(a) ඵಏ (0.5 m/s) (b) ඵಏ (1.0 m/s)

(c) ඵᄨ (1.0 m/s) (d) þඵᔉÿ(3.5 m/s)
图 11 不同流速下耦合水柱或水盘状态
Fig. 11 The shape of waterspout on the condition of different velocity

流速对检测性能的影响，除与耦合水流动状态 慢会降低射水柱的刚性，造成穿透信号不能被完全
有关外，还与检测方式有关。在射水距离一定的情 接收，引起能量衰减。在本试验条件下，检测效果较
况下，采用水平穿透方式进行检测时，水柱会受重力 好的流速范围是0.8 ∼ 3 m/s区间。
影响，当流速较小时，水柱刚性不足，发射探头与接 (5) 工作方式也会对检测性能造成影响，竖直
收探头不能很好地保持一条水平线上，会影响检测 喷射立式检测时，需要调节下部喷头的流速，以保证
性能；采用垂直穿透方式检测时，当流速较小时，下 射流水柱能够与工件充分接触；横向喷射水平检测
方探头水柱射水高度受重力影响，因此也会影响检 时，需要同时提高两侧喷头流速，以克服射流水柱受
测性能。 重力的影响。因此，在横向喷射水平检测时，应提高
水柱刚度，保证发射端射流水柱与接收端射流水柱
3 结论 的在同一直线上，使耦合稳定。
因此，在制定喷水式超声 C 扫描检测工艺规范
(1) 采用喇叭 + 直筒型的喷嘴结构设计可获得 时，宜进行喷水耦合稳定性试验，以选择在规定检测
优质出射流束，并可减小喷嘴的尺寸。 水距条件下的流速及其允许的流速变化范围，并评

(2) 理论分析表明：采用喇叭 + 直筒型的喷嘴 价这些参数对检测结果的影响。
结构设计对超声束会造成一定量的固定衰减，且其
耦合腔中的紊流会造成超声衰减，并随着紊流度增
参 考 文 献
加而会加剧检测信号的波动。该分析结论得到了试
验验证。
[1] 周庆祥, 刘芳, 李经明, 等. 高速列车薄壁型材激光 -MIG 复合
(3) 为保证检测性能良好，在调整水距时，应使 焊对接焊缝检测 [J]. 中国铁道科学, 2020, 41(1): 31–39.
受检件处于发射和接收探头声场声压较高位置处。 Zhou Qingxiang, Liu Fang, Li Jingming, et al. Detec-
tion of butt weld of laser-MIG hybrid welding of thin-
同时随着水距的增加，超声信号的衰减加剧，噪声信
walled profile for high speed train[J]. China Railway Sci-
号会增加。在本试验条件下，探头端距离工件表面 ence, 2020, 41(1): 31–39.
的距离在76 ∼ 84 mm区间时，检测效果较好。 [2] 原可义, 韩赞东, 王柄方, 等. 复合材料喷水耦合超声 C 扫查
检测系统的研制 [J]. 航空制造技术, 2009(15): 101–103.
(4) 流速会影响耦合水的流动状态，对超声波
Yuan Keyi, Han Zandong, Wang Bingfang, et al. Water-
的传播产生影响，流速过快会产生噪声信号，流速过 squirting ultrasonic C-scan testing system for compos-