超声波仪器、探头性能指标及其测试方法.doc

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超声波仪器、探头主要组合的性能测定

主要性能测试项目及其性能指标
仪器灵敏度余量垂直线性误差动态范围分辨力水平线性误差探测范围通用仪器≥46dB≤6%≥26dB≥26dB≤2%数字仪器≥60dB≥3.6m探头频率误差相对灵敏度余量分辨力声轴偏斜角折射角误差直探头≤15%≥40dB≥26dB≤1.5°斜探头≤15%≥60dB≥18dB≤4%小角度探头≤15%≥50dB≥16dB≤2°不动车专用≥75dB
一、超声波探伤仪主要性能测试方法
1、电噪声电平（%）
仪器灵敏度置最大，发射置强，抑制置零或关，增益置最大，衰减器置“0”，深度粗调、深度微调置最大。读取时基线噪声平均值，用百分数表示。
2、灵敏度余量（dB）
a)使用2.5MHz、Φ20直探头和CS－1－5或DB--PZ20—2型标准试块。
b)连接探头并将仪器灵敏度置最大，发射置强，抑制置零或关，增益置最大。若此时仪器和探头的噪声电平(不含始脉冲处的多次声反射)高于满辐的10％，则调节衰减或增益，使噪音电平等于满辐度的10％记下此时衰减器的读数S0。

图1直探头相对灵敏度(灵敏度余量)测量
c)将探头置于试块端面上探测200mm处的i2平底孔，如图17所示。移动探头使中Φ2平底孔反射波辐最高，并用衰减器将它调至满辐度的50％，记下此时衰减器的微Sl，则该探头及仪器的探伤灵敏度余量S为：
S=S1--S0(dB)
3、垂直线性误差测量（%）
(1)连接探头并在试块上探测任一反射波(一般声程大于50mm)作为参照波，如图2所示。调节探伤仪灵敏度，使参照波的辐度恰为垂直刻度的100％，且衰减器至少有30dB的余量。测试时允许使用探头压块。

图2垂直线性误差测量
(2)用衰减器降低参照波的辐度，并依次记下每衰减2dB时参照波辐度的读数，直至衰减26dB以上。然后将反射波辐度实测值与表l中的理论值相比较，取最大正偏差d(+)与最大负偏差d(-)，则垂直线性误差△d用式(1)计算：

△d=｜d(+)｜+｜d(-)｜…………………(1)

(3)在工作频率范围内，改用不同频率的探头，重复(1)和(2)的测试。

表1
衰减量dB02468101214161820222426波高理论值10079.463.150.139.831.625.120.015.812.510.07.96.35.0实测值
4、动态范围的测量（dB）
(1)连接探头并在试块上探测任一反射波(一般声程大于50mm)作为参照波。
(2)调节衰减器降低参照波，并读取参照波辐度自垂直刻度的100％下降至刚能辨认之最小值(一般约为3～5％)时衰减器的调节量，此调节量则定为该探伤仪在给定频率下的动态范围。
(3)按(1)和(2)条方法，测试不同频率不同回波时的动态范围。

5、水平线性误差测量（%）
(1)连接探头，并根据被测探伤议中扫描范围档级将探头置于适当厚度的试块上，如DB――D1，DB—Pz20-2，CSK-1A试块等，如图3所示。再调节探伤仪使之显示多次无干扰底波。
(2)在不具有“扫描延迟”功能的探伤仪中，在分别将底波调到相同辐度的条件下，使第一次底波B1的前沿对准水平刻度“2”第五次底波B5的前沿对准水平刻度“10”，然后依次将每次底波调到上述相同辐度，分别读取第二、三四次底波前沿与水平刻度“4”、“6”、“8”的偏差Ln，如图4所示，然后取其最大偏差Lmax按式(2)计算水平线性误差ΔL：
式中：ΔL：水平线性误差，％；
B：水平全刻度读数。

图3水平线性误差测量

图4水平线性误差测量
(3)在具有“扫描延迟”功能的探伤仪中，按(2)条的方法，将底波以前沿对准水平刻度“0”，底波B6前沿对准水平刻度“l0”，然后读取第二至第五次底波中之最大偏差值Lmax，再按式(3)计算水平线性误差△L

(4)在探伤仪扫描范围的各档级，至少应测试一种扫描速度下的水平线性差。
6、分辨力的测量（dB）
使用2.5MHz、Φ20直探头
a)仪器抑制置零或关，其它旋钮置适当位置，连接探头并置于CSK-IA标准试块上，探测声程分别为85mm和91mm反射面的反射波(如图9所示)，移动探头使两波等高；

图9直探头分辨力的测量
b)改变灵敏度使两次波辐同时达到满辐度的100％，然后测量波谷高度h，则该探头的分辨力R用下式计算：
R=20lg(100／h)
若h=0或两波能完全分开，则取R>30dB。

二、超声探头的测试方法
1、探头回波频率及频率误差测量
(1)直探头回波频率的测试
a)连接被测探头并置于l号标准试块25mm厚度处，使第一次底波最高。
b)用示波器在探伤仪的接收输入端观察底波B1的扩展波形，如图8，在此波形中，以峰值点P为基准，读出在其前一周期、