JJF1862—20201大型多通道超聲波探傷儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于基于A型脈沖式的大型多通道超聲波探傷儀校準(zhǔn),其他類似超聲無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的校準(zhǔn)也可以參照采用。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJF1001通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF1034聲學(xué)計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義JJF1294—2011超聲探傷儀換能器校準(zhǔn)規(guī)范GB/T3102.7—1993聲學(xué)的量和單位GB/T19799.2—2012無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)2號(hào)校準(zhǔn)試塊GB/T27664.1—2011無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)設(shè)備的性能與檢驗(yàn)第1部分:儀器GB/T27664.3—2011無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)設(shè)備的性能與檢驗(yàn)第3部分:組合設(shè)備凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修訂單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位本規(guī)范采用GB/T3102.7—1993中規(guī)定的量和單位。JJF1001、JJF1034、JJF1294—2011和GB/T27664.1—2011中界定的及以下術(shù)語(yǔ)和定義適用于本規(guī)范。3.1脈沖重復(fù)頻率pulserepetitionfrequency每單位時(shí)間產(chǎn)生的脈沖數(shù),單位為Hz。[GB/T27664.1—2011,定義3.23]3.2時(shí)基線性linearityoftimebase由經(jīng)校準(zhǔn)的時(shí)間發(fā)生器或已知厚度平板的多次反射提供的輸入信號(hào)與其在時(shí)基線上所指示的信號(hào)位置之間接近成正比關(guān)系程度的一種量度。[GB/T27664.1—2011,定義3.15]3.3增益線性linearityofverticaldisplay輸入到超聲探傷儀接收器的信號(hào)幅度與其在超聲檢測(cè)儀顯示屏(或附加顯示器)上所顯示的幅度接近正比關(guān)系程度的一種量度。[GB/T27664.1—2011,定義3.16,有修改]JJF1862—202023.4探傷靈敏度f(wàn)lawdetectionsensitivity在某一具體探傷條件下能探測(cè)缺陷大小的能力。3.5探傷靈敏度的信噪比signaltonoiseratioforflawdetectionsensitivity探傷靈敏度的可用范圍。4概述大型多通道超聲波探傷儀主要指一類基于A型脈沖式的在線無(wú)損檢測(cè)設(shè)備,其基礎(chǔ)是通常通道數(shù)多達(dá)幾十到上百個(gè)的超聲波探傷儀,主要由同步、掃描、發(fā)射、接收放大、電源等電路部分和顯示部分組成,與超聲探頭配套使用。廣泛應(yīng)用于冶金、航空航天、鐵路、船舶等領(lǐng)域的無(wú)損檢測(cè)。5計(jì)量特性5.1穩(wěn)定性a)信號(hào)幅度變化一般不超過(guò)滿刻線幅度的2%。b)沿時(shí)基線漂移一般不超過(guò)滿刻線寬度的1%。5.2顯示抖動(dòng)a)信號(hào)幅度變化一般不超過(guò)滿刻線幅度的2%。b)沿時(shí)基線漂移一般不超過(guò)滿刻線寬度的1%。5.3脈沖重復(fù)頻率偏差一般不超過(guò)設(shè)定值的20%。5.4時(shí)基線性偏差一般不大于滿刻線寬度的2%。5.5增益線性推薦的增益線性誤差的限值見表1。表1增益線性的推薦限值增益/dB預(yù)定的滿刻線幅度/%推薦限值+2100≥95%080基準(zhǔn)線-64037%~43%-122017%~23%-18108%~12%-245<8%,可見5.6探傷靈敏度滿足廠家技術(shù)要求或用戶使用要求。5.7通道間探傷靈敏度一致性一般不超過(guò)3dB。JJF1862—202035.8探傷靈敏度信噪比滿足廠家技術(shù)要求或用戶使用要求。注:由于校準(zhǔn)無(wú)需作出合格與否的判定,因此上述技術(shù)指標(biāo)僅供參考。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件室內(nèi)溫度:(15~35)℃;相對(duì)濕度:30%~90%。6.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備6.2.1示波器頻率范圍:不小于DC~100MHz;采樣率:不小于200MHz;幅值:幅值靈敏度小于每格5mV,測(cè)量不確定度不大于5%;時(shí)間延遲測(cè)量:分辨力優(yōu)于5ns,測(cè)量不確定度不大于2%;至少應(yīng)包含兩個(gè)通道。6.2.2標(biāo)準(zhǔn)試塊采用GB/T19799.2規(guī)定的2號(hào)校準(zhǔn)試塊。6.2.3輔助探頭工作帶寬覆蓋被校儀器的工作頻率。7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目大型多通道超聲波探傷儀的校準(zhǔn)項(xiàng)目見表2。表2大型多通道超聲波探傷儀校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)項(xiàng)目名稱技術(shù)要求的章條號(hào)校準(zhǔn)方法的章條號(hào)1穩(wěn)定性5.17.2.32顯示抖動(dòng)5.27.2.43脈沖重復(fù)頻率5.37.2.54時(shí)基線性5.47.2.65增益線性5.57.2.76探傷靈敏度5.67.2.87通道間探傷靈敏度一致性5.77.2.98探傷靈敏度信噪比5.87.2.107.2校準(zhǔn)方法7.2.1校準(zhǔn)前的檢查檢查大型多通道超聲波探傷儀(以下簡(jiǎn)稱探傷儀)的外觀,是否存在影響正常工作4提下提高效率。例如針對(duì)采用分時(shí)復(fù)用設(shè)計(jì)的探傷儀，可根計(jì)量特性值根據(jù)儀器特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。穩(wěn)定性、顯示抖動(dòng)、脈沖益線性只校準(zhǔn)共用分時(shí)復(fù)用通道中的其中一個(gè)，抽取的校25%;探傷靈敏度和探傷靈敏度信噪比則逐個(gè)通道校準(zhǔn)。1)在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)采用機(jī)油等超聲耦合劑，并保證探頭和試塊的耦合穩(wěn)定不變。2)使用與探傷儀通道匹配的探頭和標(biāo)準(zhǔn)試塊，使探傷儀顯示一個(gè)回波信號(hào)。第一個(gè)回波的幅度調(diào)整為滿刻線幅度的80%,并調(diào)整時(shí)基線，使該回波位于滿刻線寬度的80%。3)在6min內(nèi)，每隔1min觀察回波的幅度和其在時(shí)基線上位置的穩(wěn)定性。4)將信號(hào)幅度變化和時(shí)基線漂移最大值記作穩(wěn)定性。圖1穩(wěn)定性測(cè)量示意圖注：在檢測(cè)過(guò)程中，環(huán)境溫度應(yīng)保持在探傷儀制造者技術(shù)規(guī)范規(guī)定的范圍±5℃以內(nèi)。確保電源或電池的電壓在制造者技術(shù)規(guī)范規(guī)定的范圍以內(nèi)。按7.2.3描述的方法產(chǎn)生一個(gè)回波參考信號(hào)，觀察約10s,記錄顯示抖動(dòng)最大值。使用輔助探頭作為接收器，與探傷儀被校通道相匹配的注：若探傷儀有多種組合擋位，且組合擋位的脈沖重復(fù)頻率(通常指范圍和脈沖重復(fù)頻率)相同時(shí)，僅需要校準(zhǔn)其中一個(gè)組合擋位。對(duì)于帶有脈沖重復(fù)頻率連續(xù)可調(diào)控制器的探傷儀，應(yīng)從制造者的技術(shù)要求中選擇一個(gè)設(shè)定值進(jìn)行校準(zhǔn)。51)使用2號(hào)校準(zhǔn)試塊和儀器配套的縱波直探頭或橫波斜探頭進(jìn)行。2)將探頭放在校準(zhǔn)試塊上，其位置應(yīng)使最后一個(gè)背面回波或弧面回波的范圍不小于所要檢查的時(shí)基線性范圍。3)調(diào)整時(shí)基線，使第一個(gè)和第六個(gè)背面回波分別與標(biāo)尺的第一個(gè)和最后一個(gè)刻線對(duì)齊。用另外四個(gè)回波檢查線性。4)依次將背面回波調(diào)至近似相同的幅度，例如：滿刻線幅度的80%。每個(gè)回波脈沖的前沿宜與各自相應(yīng)的刻線對(duì)齊。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)和第六個(gè)回波定位后，并以相同的幅度測(cè)量時(shí)，檢查每一個(gè)回波與其理想位置的偏差。取其最大偏差值作為時(shí)基線性誤差。7.2.7增益線性1)將探傷儀的頻率、范圍、脈沖能量等控制器設(shè)置在隨后檢測(cè)時(shí)使用的位置，可調(diào)抑制控制器和掃描增益控制器均置于“關(guān)”的位置。2)在校準(zhǔn)試塊上定位探頭，以從一個(gè)小的反射體(例如：GB/T19799.2中2號(hào)校準(zhǔn)試塊的5mm孔)中獲得一個(gè)反射信號(hào)。3)調(diào)整增益，使該信號(hào)達(dá)到滿刻線幅度的80%,記錄增益控制器數(shù)值。4)將增益增加2dB,確認(rèn)信號(hào)幅度上升到大于滿刻線幅度。將增益恢復(fù)到初始值，然后進(jìn)一步把增益降低6dB,確認(rèn)信號(hào)幅度下降到滿刻線幅度的40%左右。5)以6dB步進(jìn)量依次降低信號(hào)幅度3次，記錄與滿刻線幅度的20%、10%和5%的差值。7.2.8探傷靈敏度1)探傷儀的相應(yīng)控制器參數(shù)，例如：頻率、脈沖能量、脈沖抑制和脈沖重復(fù)頻率的設(shè)定值應(yīng)設(shè)置到進(jìn)行基本測(cè)量時(shí)所使用的位置。在每種情況下，要對(duì)應(yīng)基本測(cè)量時(shí)所選用的特定范圍來(lái)檢查這些參數(shù)。2)將探傷儀發(fā)射探頭放置在校準(zhǔn)試塊上，調(diào)整探頭位置以找到橫通孔信號(hào)的最JJF1862—202063)調(diào)整以分貝值校準(zhǔn)過(guò)的增益控制器,將該信號(hào)設(shè)置到滿刻線幅度的20%,記錄增益控制器此時(shí)的設(shè)定值G0為組合設(shè)備的探傷靈敏度。7.2.9通道間探傷靈敏度一致性在7.2.8探傷靈敏度校準(zhǔn)結(jié)果中選取最大值與最小值,兩者差值為通道間探傷靈敏度一致性。7.2.10探傷靈敏度信噪比1)按7.2.8校準(zhǔn)探傷靈敏度,從試塊上移下探頭,擦干探頭表面的耦合劑。2)使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的增益控制器,增加增益,直到總的系統(tǒng)噪聲幅度與目標(biāo)孔一樣達(dá)到滿刻線幅度的20%,記錄增益控制器新的設(shè)定值G1。3)探傷靈敏度信噪比為:Gsnr=G1-G0(1)式中:Gsnr—探傷靈敏度信噪比,dB;G1—系統(tǒng)噪聲幅度在滿刻線幅度20%時(shí),增益控制器設(shè)定值,dB;G0—探傷靈敏度,dB。8校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)8.1校準(zhǔn)結(jié)果的處理所有的數(shù)據(jù)應(yīng)先多位計(jì)算后修約,出具的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)均保留一位小數(shù)。8.2校準(zhǔn)證書大型多通道超聲波探傷儀經(jīng)校準(zhǔn)后出具校準(zhǔn)證書,校準(zhǔn)證書應(yīng)包括的信息及推薦的校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)格式見附錄A。8.3校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定大型多通道超聲波探傷儀校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度按JJF1059.1—2012的要求評(píng)定,測(cè)量不確定度評(píng)定示例見附錄B。9復(fù)校時(shí)間間隔建議復(fù)校時(shí)間間隔為1年。校準(zhǔn)時(shí)間間隔的長(zhǎng)短取決于其使用情況,如環(huán)境條件、使用頻率、測(cè)量對(duì)象等,因此,使用單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。JJF1862—20207附錄A校準(zhǔn)證書的內(nèi)容A.1校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包括以下信息:a)標(biāo)題,如“校準(zhǔn)證書”;b)證書的編號(hào)、頁(yè)碼及總頁(yè)數(shù);c)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的名稱和地址;d)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期;e)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn);f)送校單位的名稱和地址;g)被校大型多通道超聲波探傷儀的描述;h)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的名稱及編號(hào);i)校準(zhǔn)所用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的名稱、技術(shù)參數(shù)及有效期;j)校準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境條件;k)校準(zhǔn)結(jié)果;l)校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度;m)復(fù)校時(shí)間間隔的建議;n)校準(zhǔn)人簽名、核驗(yàn)人簽名、批準(zhǔn)人簽名;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;p)未經(jīng)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制校準(zhǔn)證書的聲明。A.2推薦的大型多通道超聲波探傷儀校準(zhǔn)證書的內(nèi)頁(yè)格式見圖A.1。JJF1862—20208共頁(yè),第頁(yè)通道號(hào):序號(hào)項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展不確定度1外觀檢查2穩(wěn)定性幅度時(shí)基3顯示抖動(dòng)幅度時(shí)基4脈沖重復(fù)頻率5時(shí)基線性6增益線性7探傷靈敏度8通道間探傷靈敏度一致性9探傷靈敏度信噪比校準(zhǔn)的環(huán)境條件:環(huán)境溫度:℃;相對(duì)濕度:%。圖A.1校準(zhǔn)證書的內(nèi)頁(yè)格式JJF1862—20209附錄B時(shí)基線性誤差的測(cè)量不確定度評(píng)定示例B.1測(cè)量方法將探頭放在校準(zhǔn)試塊上,其位置應(yīng)使最后一個(gè)背面回波或弧面回波的范圍不小于所要檢查的時(shí)基線性范圍。調(diào)整時(shí)基線,使第一個(gè)和第六個(gè)背面回波分別與標(biāo)尺的第一個(gè)和最后一個(gè)刻線對(duì)齊。依次將背面回波調(diào)至近似相同幅度,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)和第六個(gè)回波定位后,并以相同的幅度測(cè)量時(shí),檢查每一個(gè)回波與其理想位置的偏差。時(shí)基線性誤差為最大偏差值與時(shí)基線性范圍之比。B.2測(cè)量模型ΔL=ΔLA+ΔL1+ΔL2+ΔL3式中:ΔL—時(shí)基線性誤差;ΔLA—重復(fù)性引起的測(cè)量偏差;ΔL1—發(fā)射脈沖頻率穩(wěn)定度引入的測(cè)量偏差;ΔL2—發(fā)射脈沖頻率準(zhǔn)確度引入的測(cè)量偏差;ΔL3—讀數(shù)誤差引入的測(cè)量偏差。由測(cè)量模型(B.1)得:ci==1依據(jù)公式uc2(ΔL)=2u2(ΔL依據(jù)公式uc2(ΔL)=uc2(ΔL)=[ciu(ΔLi)]2=u2(ΔLi)B.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定B.3.1測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ΔLA),采用A類方法評(píng)定在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量10次,所得測(cè)量結(jié)果如表B.1所示。表B.1測(cè)量結(jié)果(B.1)(B.2)(B.3)序號(hào)12345678910ΔL/%0.80.60.70.70.90.60.70.80.70.8平均值ΔL=0.73%,實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.095%。量為:JJF1862—202010u(ΔLA)=s=0.10%(B.4)B.3.2多通道探傷儀發(fā)射脈沖頻率穩(wěn)定度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ΔL1),采用B類方法評(píng)定多通道探傷儀發(fā)射脈沖頻率穩(wěn)定度為2.5×10-4,則半寬a=2.5×10-4,按均勻分布計(jì)算,包含因子k=,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:u(ΔL1)=a/k=2.5×104/=0.015%(B.5)B.3.3多通道探傷儀發(fā)射脈沖頻率準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ΔL2),采用B類方法評(píng)定多通道探傷儀發(fā)射脈沖頻率準(zhǔn)確度為1×10-4