1超聲波測厚儀校準規(guī)范1范圍本校準規(guī)范適用于分辨力為0.1mm和0.01mm超聲波測厚儀的校準。2引用文獻本規(guī)范引用下列文獻：JJF1001—1998通用計量術(shù)語及定義JJF1059—1999測量不確定度評定與表示GB/T12064.1—1999無損檢測術(shù)語超聲檢測GB/T11344—1989接觸式超聲波脈沖回波法測厚使用本規(guī)范時，應注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。3概述超聲測厚儀主要用于測量船體、油氣管道、高壓容器、鍋爐等的壁厚以及大面積板材厚度。被測材質(zhì)可以是以鋼為代表的金屬類材料，也可以是塑料、尼龍等非金屬材料。其原理是儀器通過探頭發(fā)射超聲波，在到達試件底面后反射回來被測頭接收。通過計數(shù)器精確測量超聲波在材料中傳播的時間，并按下式進行計算，由顯示器顯示出被測1—儀器機殼；2—耦合指示；3—厚度微調(diào)鈕；4—護蓋；5—啟動按鈕；6一照明按鈕；7—探頭插頭；8一顯示器；9一探頭1一儀器機殼；2—操作按鍵；3—耦合指示；4—顯示器；5—探頭插頭；6—公英制轉(zhuǎn)換鍵；7—校準厚度塊；8—測頭儀器外形圖2v——聲速；t——超聲波在試件中往返一次的傳播時間。儀器分辨力分為0.1mm和0.01mm的超聲波測厚儀，測量范圍一般在0.5mm~200mm,聲速范圍可在1000m/s~9999m/s之內(nèi)變化不等(各種材料的常用聲速表見附錄E)。常見儀器外形結(jié)構(gòu)如圖1所示。4計量特性4.1重復性儀器分辨力規(guī)格及對應的重復性要求見表1。4.2示值誤差儀器分辨力規(guī)格及對應的最大允許示值誤差見表1。分辨力重復性最大允許示值誤差測量范圍下限至10mm以下10mm至測量范圍上限注：表中H為標準厚度塊的標稱值。4.3曲面壁厚測量的示值誤差儀器分辨力規(guī)格及對應的最大允許示值誤差見表2。mmmm分辨力標準圓管的規(guī)格最大允許示值誤差外徑φ40壁厚3外徑φ30壁厚24.4厚度校準的微調(diào)范圍儀器應滿足有±1mm的微調(diào)范圍(無微調(diào)功能的儀器不作此項校準)。4.5變換聲速的厚度示值誤差示值誤差應不超出±0.50mm。4.6示值穩(wěn)定性儀器分辨力規(guī)格及對應的示值穩(wěn)定性要求見表3(自動關(guān)機型儀器可不作此項校3儀器分辨力示值穩(wěn)定性/(mm/h)注：校準工作無合格與否的結(jié)論，上述計量特性要求僅供參考。5校準條件5.1校準室內(nèi)溫度應為20℃±5℃。相對濕度應小于65%RH。5.2校準儀器所用標準厚度塊和標準圓管應符合附錄B和附錄C的技術(shù)要求。5.3超聲波測厚儀隨機的校準厚度塊應符合附錄B的技術(shù)要求。6校準項目和校準方法校準前需確認無影響校準計量特性的外觀和機電功能方面的缺陷。6.1重復性儀器開機后，操作聲速調(diào)整鍵或聲速撥碼盤將聲速調(diào)整到5900m/s,再回到儀器測厚狀態(tài)下，將耦合劑涂敷在5.5mm標準厚度塊的中心位置上。用探頭對該厚度塊連續(xù)測量5次，取最大值與最小值之差作為該儀器的重復性。也可直接用儀器的隨機校準厚度塊進行本項校準。6.2示值誤差按儀器所規(guī)定的程序進行校準。在儀器的測量范圍逐一測量附錄B中的標準厚度塊，每塊連續(xù)測量3次，取平均值作為儀器在該厚度塊的示值。當同一臺超聲波測厚儀有0.1mm和0.01mm兩擋分辨力時，應分別進行兩擋示值誤差的校準。示值誤差δ按下式計算：δn=H-HH標準厚度塊的標稱值。6.3曲面壁厚測量的示值誤差按儀器所規(guī)定的程序進行校準(如不更換測頭則不重校),根據(jù)表2的規(guī)定，測量與其分辨力相對應的標準圓管的壁厚(技術(shù)要求見附錄C)。測量時將探頭的隔聲層1與被測標準圓管2的素線平行或垂直(如圖2所示),輕微擺動探頭并觀察示值，取最小的穩(wěn)定的示值為測量值，測量值與標準圓管壁厚標稱值的差值即為示值誤差。6.4厚度校準的微調(diào)范圍儀器校準后，保持探頭與厚度塊的耦合狀態(tài)不變，連續(xù)調(diào)整儀器校準的“△”、“▽”鍵(或旋轉(zhuǎn)校準厚度用的微調(diào)旋鈕),儀器示值變化范圍應不小于±1mm。6.5變換聲速的厚度示值誤差4將儀器的聲速分別設(shè)置在3900m/s和7900m/s,測量10mm標準厚度塊，每個聲速下測量3次，得到對應聲速的平均值Ho?和H,根據(jù)折合厚度的理論值H?=6.61mm(3900m/s),H=13.39mm(7900m/s),按下式計算變換聲速后的示值誤差：式中：δ聲速為3900m/s時的厚度示值誤差δ聲速為7900m/s時的厚度示值誤差。6.6示值穩(wěn)定性用探頭測量任一標準厚度塊或儀器隨機校準厚度塊，記下第一次示值，其后每隔15min重復測量一次，連續(xù)觀察1h,取示值之間的最大差值為示值穩(wěn)定性。7校準結(jié)果表達儀器經(jīng)校準后，填發(fā)校準證書。校準證書至少應包括附錄A所含的信息。8復校時間間隔復校時間間隔建議為1年。51.標題：校準證書；2.實驗室名稱和地址；3.進行校準的地點；4.證書或報告編號、頁碼及總頁數(shù)；5.送檢單位的名稱和地址；6.被校準儀器名稱；7.被校準儀器的制造廠、型號規(guī)格及編號；8.校準所使用的計量標準名稱及有效期；9.本規(guī)范的名稱、編號和對本規(guī)范的任何偏離、增加或減少的說明；10.校準時環(huán)境溫度情況；11.校準項目的校準結(jié)果；12.示值誤差校準結(jié)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(fā)日期；15.復效時間間隔的建議；16.未經(jīng)校準實驗室書面批準，不得部分復制校準證書。6附錄B標準厚度塊的技術(shù)要求允許偏差δ允許偏差δ允許偏差δ*為檢定各種儀器測量下限的專用尺寸。注：表中H值為推薦值。7壁厚標稱值2(外徑φ30)3(外徑φ40)壁厚允許偏差C.3材料：45*鋼8超聲波測厚儀示值誤差校準結(jié)果的不確定度分析D.1測量方法首先將儀器校準，然后用標準厚度塊對儀器進行校準。儀器平均測量值H與標準厚度塊的標稱值H之差即為示值誤差δ。D.2數(shù)學模型H——儀器的平均測量值；H——標準厚度塊的標準厚度值。D.3方差和靈敏系數(shù)則D.4標準不確定度一覽表標準不確定度分量u;不確定度來源標準不確定度/μm靈敏系數(shù)自由度vU?標準厚度塊尺寸偏差標準厚度塊檢定誤差10mm時：0.01×(1/3)=0.003=3200mm時：0.05×(1/3)=0.017=170.003×(1/3)=0.001=1110mm時：3200mm時：1校準的測量重復性19D.5計算標準不確定度分量D.5.1標準厚度塊尺寸偏差帶來的不確定度分量u?校準使用標準厚度塊的標稱值，其尺寸偏差雖為綜合誤差，但在此時忽略不計，應視為偶然誤差，且應按正態(tài)分布3o范圍處理，故9估計相對不確定度約為10%,則自由度D.5.2標準厚度塊檢定誤差的不確定度分量u?檢定標準厚度塊的儀器示值允許誤差按正態(tài)分布3σ處理，則自由度按相對不確定度10%計，則D.5.3校準的測量重復性帶來的不確定度分量u;用標準厚度塊將儀器示值校準，然后用測頭連續(xù)測量該厚度塊10次，計算出標準偏差s-?=0.025(n=10)。逐點校準儀器示值誤差時，又規(guī)定取3次平均值作為測量值，則D.6合成標準不確定度D.7有效自由度vD.8擴展不確定度V?=n-1=9取置信水平95%,自由度為9,查表得k=2.26=2.26×14=32(μm)取置信水平95%,自由度為39,查表得k=