1本規范規定了A型顯示的超聲探傷儀換能器(亦稱為探頭)的計量特性、校準條本規范適用于中心頻率在0.5MHz~15MHz范圍內的探頭的校準。本規范引用了下列文獻：JJF1001-1998通用計量術語及定義JJF1034—2005聲學計量名詞術語及定義JJF1059—1999測量不確定度評定與表示GB3102.7-1993聲學的量和單位GB/T12604.1—2005無損檢測術語超聲檢測GB/T18694—2002超聲檢驗探頭及其聲場的表征EN12668-2:2001無損檢測超聲檢測設備的性能與檢驗第2部分：探頭(Non-destructivetesting—Characterizationandverificationofultrasonicexaminationequipment—Part2:Probes)使用本規范時，應注意使用上述引用文獻的現行有效版本。3術語和計量單位本規范采用GB3102.7—1993中規定的量和單位。本規范采用JJF1001—1998、JJF1034—2005、GB/T12604.1—2005中界定的以下3.1相對脈沖回波靈敏度relativepulseechosensitivity來自指定反射體的放大前回波峰-峰值電壓與施加到探頭上的峰-峰值電壓的比值。式中：3.2斜探頭入射點angleprobeindex超聲探傷儀換能器是在超聲頻率范圍內將電能轉換成機械能和/或將機械能轉換成2電能的裝置。其工作原理是超聲換能器的壓電晶片接收到一個激勵電壓，通過壓電晶片的逆壓電效應產生超聲波在物體中傳播，若物體內部存在不連續等變化則產生反射回波，通過壓電晶片的壓電效應接收到回波并轉化為電信號。超聲探傷儀換能器一般可分為直探頭和斜探頭。直探頭由壓電晶片、吸收塊、保護膜和殼體等組成。斜探頭由壓電晶片、吸收塊、斜楔和殼體等組成。脈沖寬度的偏差一般不超過標稱值的±10%。中心頻率相對標稱中心頻率的偏差一般不超過±10%。相對帶寬相對標稱值的偏差一般不超過±15%。5.4相對脈沖回波靈敏度相對脈沖回波靈敏度與標稱值的偏差一般不超過±3dB。5.5斜探頭入射點斜探頭入射點與標稱值偏差一般不超過±1mm,5.6斜探頭聲束角度頻率低于2MHz時，聲束角度與標稱值的偏差一般不超過±環境溫度：18℃~28℃;相對濕度：30%～90%。6.2標準器及主要配套設備6.2.1脈沖發生器/接收器頻率范圍：0.5kHz～35MHz;上升時間：不大于10ns;脈沖幅值(空載):負向脈沖不小于100V。6.2.2數字存儲示波器或頻譜分析系統頻率范圍：不小于DC～100MHz;采樣率：不小于100MHz;幅值：幅值靈敏度小于每格5mV,測量誤差不大于±5%。縱波聲速為(5920±50)m/s和橫波聲速為(3255±30)m/s的鋼試塊，包括斜3探頭校準試塊(見圖3)和半圓柱試塊。7校準項目和校準方法7.1校準項目探頭的校準項目見表1。校準項目12中心頻率3相對帶寬45斜探頭入射點67.2.1脈沖寬度、中心頻率、相對帶寬和相對脈沖回波靈敏度將被測探頭與測試設備按圖1所示方法連接，使用半圓柱試塊，半圓柱面的半徑應大于探頭近場長度1.5倍。依據探頭出廠時脈沖頻率、發射強度、阻抗和增益的設置要求，設置脈沖發生器的相應參數。探頭近場長度按式(2)計算N-—超聲換能器近場長度，mm;f——換能器中心頻率，MHz; 4探頭接觸面應平整光滑，在探頭與試塊之間涂覆適當耦合劑，并施加一定壓力以保證探頭與試塊之間耦合良好，將探頭置于半圓柱試塊中心，轉動和移動探頭使來自試塊柱面的一列多次回波幅度最大，在示波器上找到首次回波并放大，得到如圖2所示的脈沖波形，讀出脈沖幅度為最大峰-峰值的10%處的脈沖波形寬度即為脈沖寬度。把柱面反射的最大首次回波放在閘門內，閘門最小應設置為脈沖寬度的兩倍并對準脈沖的最大值，用頻譜分析或離散傅里葉變換測出頻譜。測量出回波頻譜下降6dB時的高低截止頻率，根據式(2)及式(3)分別計算得出中心頻率f。和相對帶寬△ful。fu,fi——回波幅度下降6dB時的高、低截止頻率，MHz。用示波器測出施加到探頭上電壓的峰-峰值U。和柱面反射的放大前回波電壓的峰-峰值U。,則可依據式(1)計算出相對脈沖回波靈敏度S。7.2.2斜探頭人射點將斜探頭校準試塊替換圖1中的半圓柱試塊，斜探頭接觸面應平整光滑，在斜探頭與試塊之間涂覆適當耦合劑，并施加一定壓力以保證斜探頭與試塊之間耦合良好。把斜探頭耦合到斜探頭校準試塊(如圖3)的扇形中心位置上，轉動和移動探頭，使來自半徑為100mm扇形圓柱面的回波最大，這時，對應斜探頭校準試塊扇形圓柱面中心刻度線的位置便是斜探頭入射點。57.2.3斜探頭聲束角度7.2.3.1斜探頭校準試塊有三個聲束角范圍，分別為35°~65°、60°~75°和70°~85°的L型標尺(如圖4所示)。選用適合于被測探頭聲束角的標尺，如測45°探頭，應選用標度范圍為35°~65°的標尺。用標尺上的兩個銷釘插人試塊上三個4mm橫孔的其中兩個孔中，把該L型標尺安裝到斜探頭校準試塊上。剩下的一個橫孔用作圓柱反射體，用以測定聲束角。標尺的邊當作導向探頭的直尺用。7.2.3.2按斜探頭人射點校準方法獲得入射點位置。7.2.3.3把探頭聲束打至4mm的橫孔上，移動探頭，使來自橫孔的回波最大，此時讀出標尺上探頭入射點位置的角度值即為斜探頭聲束角度。61號標尺角度ad角度②d角度0ad000所有的數據應先計算后修約，中心頻率、相對帶寬保留二位小數，其他校準數據保8.2校準證書超聲探傷儀換能器經校準后出具校準證書，校準證書應包括的信息及推薦的校準證8.3校準結果的不確定度評定超聲探傷儀換能器的測量不確定度評定按JJF1059—1999進行評定，其不確定度評定實例見附錄B。超聲探傷儀換能器復校時間間隔建議為1年。然而，復校時間間隔的長短取決于其使用情況，如環境條件、使用頻率、測量對象等，因此，使用單位可根據實際使用情況7推薦的校準證書內容A.1校準證書至少應包括以下信息：3.進行校準的地點(如果不在實驗室內進行校準);4.證書或報告編號、頁碼及總頁數；5.送校單位的名稱和地址；6.被校準儀器名稱：超聲探傷儀換能器；7.被校準超聲探傷儀換能器的制造商、型號規格及編號；8.校準所使用的計量標準名稱及有效期；9.本規范的名稱及編號和對本規范的任何偏離、增加或減少的說明；10.校準時的環境情況；12.示值誤差校準結果的測量不確定度；13.校準人簽名，核驗人簽名，批準人簽名；14.校準證書簽發日期；15.復校時間間隔的建議；16.未經校準實驗室書面批準，不得部分復制校準證書。A.2推薦的超聲探傷儀換能器校準證書的內頁格式見表A.18附錄B校準結果的不確定度評定實例B.1測量方法將被校準超聲探傷儀換能器(以下簡稱探頭)與測試設備連接，使用的半圓柱試塊，半圓柱面的半徑應大于探頭近場長度1.5倍。設置脈沖發生器上的脈沖頻率、發射強度、阻抗和增益。將探頭耦合在試塊上，并轉動和移動探頭使來自試塊柱面的一列多次回波最大，在示波器上找到首次回波并放大，得到脈沖波形，使用示波器測出被測脈沖幅度為最大峰-峰值的10%處的脈沖波形寬度即為脈沖寬度。B.2數學模型L=Lm(B.1)B.3靈敏系數B.4A類標準不確定度評定在正常工作條件下，等精度重復測量6次，測得脈沖寬度分別為718.4ns,698.4ns,670.8ns,690.4ns,694.4ns,697.2.ns。其單次實驗標準差s(Lm)為：u(Lml)=s(Lm)=15.30nsB.5B類標準不確定度評定B.5.1數字存儲示波器準確度引起的不確定度分量urel(Lmz)由上級檢定證書可知示波器誤差為：一0.60%,按服從均勻分布處理，其覆蓋因子und(Lm?)=0.60%/√3=0.B.5.2數字存儲示波器分辨力引起的不確定度分量ure(Lms)示波器的分辨力誤差為：0.040%,按服從均勻分布處理，其