李光亚 ，王明泉 ，郑景义 ，王 鹏

（1.中北大学动态测试技术重点实验室，山西 太原，030051；2.中北大学信息与通信工程学院，山西 太原，030051；3.山西北方晋东化工有限公司，山西 阳泉，045000）

内径尺寸小于 15mm的管壳类零件是火工品装填火工药剂的常用零件，其内径尺寸的精度直接影响装药量。目前国内主要采用接触和非接触测量方法，接触式测量一般采用塞规等测量工具，但由于测量工具磨损、人为因素等原因造成测量误差较大，不能满足快速、精确的内径尺寸检测要求。非接触测量主要采用光电测量系统，测量精度高，但是由于测量设备需要进入被测件内部，对于内径尺寸小于15mm深孔管壳类零件的内径尺寸测量仍有困难，测量速度也较缓慢。基于上述考虑，笔者研究了一种基于超声波的检测方法，实现非接触检测，并能够准确地得到测量结果，满足对此类管壳零件的内径测量要求。

1 小内径管壳的特征及测量原理

零件实物如图1所示。此类零件一般外表面均匀，轴向长度较长，内径因为需要被加工成不同尺寸，给测量带来诸多不便。

图1 某小内径管类零件实物图Fig.1 Real figure of the detection ports

测量原理如图2所示，发射电路产生的高压冲击波激励探头，产生超声发射脉冲波，脉冲波经介质介面反射后被探头接收并由接收电路采集。

图2 超声检测内径原理示意图Fig.2 The principle of ultrasonic testing internal diameter

借助耦合剂耦合超声波会穿过被测件外壁进入其内部，超声波在不同介质表面会发生反射，当超声波从介质1（耦合剂）中垂直入射到介质1和介质2（被测件外壁）的界面上时， 一部分声能被反射，另一部分透射到介质2中；……