A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件.docx

1、A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件中华人民共和国专业标准A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件Commonly used specification for A-mode ultrasonicflaw detector nsimg pulse echo technique ZB Y23084_ 本标准适用于单通道非饱和式手动探伤用的A型脉冲反射式超声探伤仪(以下简称探伤仪)。 对于多通道或其它类型的超声探伤装置，可从本标准中选用相应的部份。1 名词术语 本标准所用的名词术语，符合ZB Y03382试验机术语、JB 311182无损检测名词术语和附录A(补充件)的规定。2 产品品种、规格 2.1

2、 在产品标准中，应给出探伤仪产品的品种、型式、其本结构、仪器组成、外形尺寸、质量和荧光屏有效显示面积等有关技术数据。 a.品种、型式：如专用型、通用型、台式、携带式等。 b.基本结构：如插件式、组合式、整体式、电子管、晶体管、集成化等。 c.仪器组成：如主机、充电器、电池箱、外附报警器、记录器等。 d.结构尺寸：外形尺寸和必要的结构尺寸。 e.质量：仪器组成中各部分的质量以及必要的组合质量。 f.荧光屏有效显示面积：荧光屏的有效显示面积、刻度形式或刻度简图。 g.结构简图：产品的结构简图或相片。 2.2 在产品标准中，应给出仪器组成中各部分间的连接方法、配用控头和电缆线的型号、规格等技术数据。

3、 a.连接方法：如主机同充电器、电池箱，主机同外附报警器等的连接方法。 b.配用探头的种类：如配用探头的品种、规格、基本频率范围及有关的命名方法。 c.连接电缆的型号、规格：应包括所有配用电缆线的型号、规格及有关的命名方法。3 技术要求 3.1 一般规定 3.1.1 探伤仪组成 探伤仪应包括同步、发射、衰减器、接收系统、扫描、显示及电源等基本组成部分；也可设置延时、报警、深度补偿、标记、跟踪及记录等附加装置。 3.1.2 电气、机械结构基本要求 探伤仪的电气、机械结构基本要求应符合SJ 94683电子测量仪器电气、机械结构基本要求的规定。 3.1.3 误差的规定 探伤仪工作误差的给出原则及其表

4、示方法，应符合SJ94382电子测量仪器误差的一般规定中的有关规定。凡表2中规定工作特性的项目，必须给出额定工作条件下的误差极限，在此前提下，必要时部分项目可以按影响量、影响特性等不同范围分段给出。 3.1.4 环境要求 探伤仪按使用条件的环境分组，应符合SJ 207582电子测量仪器环境试验总纲的规定，并在产品标准中注明产品隶属的组别。 3.2 电性能 3.2.1 衰减器 a.总衰减量：不小于60dB； b.衰减误差：在探伤仪规定的工作频率范围内，衰减器每12dB的工作误差不超出1dB。 3.2.2 垂直线性误差 不大于8%。 3.2.3 动态范围 不小于26dB。 3.2.4 水平线性误差

5、 不大于2%。 3.2.5 工作频率 a.窄频带探伤仪的基本频率档级应在下列数值中选取： (0.4)、0.5、(1)、1.25、(2)、(2.25)、2.5、(4)、5、(8)、10、(12)、15、20、25、30MHz； b.宽频带探伤仪的基本频率范围应在下列数值中选取： (0.4)、0.5、(0.8)、1、1.5、2、(2.25)、2.5、(3)、5、(8)、10、(12)、15、(18)、20、25、30MHz。 注：括号内的数值为非优选数值。 3.2.6 电噪声电平 在产品标准中应给出电噪声电平的最大值。 3.2.7 接收系统最大使用灵敏度 在产品标准中应给出下列技术数据： a.窄频

6、带探伤仪应给出各工作频率档级所对应的中心频率下的最大使用灵敏度； b.宽频带探伤仪应给出频带上限、下限及中心频率所对应的使用灵敏度。 3.2.8 接收系统频带宽度 在产品标准中应给出窄频带探伤仪3dB频带宽度的最小值。 3.2.9 阻塞范围 在产品标准中应给出接收系统阻塞范围的最大值。 3.1.10 发射脉冲幅度 在产品标准中应给出发射脉冲在规定负载下脉冲幅度的最小值。 3.1.11 发射脉冲上升时间 在产品标准中应给出发射脉冲在规定负载下上升时间的最大值。 3.1.12 发射电路有效输出阻抗 在产品标准中应给出发射电路有效输出阻抗的技术数据。 3.1.13 发射脉冲重复频率 在产品标准中应给

7、出重复频率的转换方式及其额定值。 3.2.14 扫描范围 在产品标准中应给出下列数据： a.扫描范围的额定值，并以钢中纵波的传播距离表示； b.扫描范围的分档形式，其中各档级间应能复盖。 3.2.15 使用电源 在产品标准中应注明探伤仪适用电源的种类、性质、电压额定及其额定值使用范围等。 使用交、直流电源时，电压额定使用范围最大值与电压额定值的相对误差均不小于10%，其最小值的相对误差在产品标准中规定。 3.2.16 工作电流 在产品标准中应给出探伤仪基本组成部分正常工作时工作电流的最大值。 3.3 给合性能 3.3.1 探伤灵敏度余量 在产品标准中应给出石英标定探头2.5Q20B*或5Q20

8、B和一个常用直探头在给定(发射强度)调节度下探伤灵敏度余量的最小值。 探伤灵敏度余量的测试规定在电噪声电平不大于10%的条件下进行。 3.3.2 回波宽度 在产品标准中，凡已按3.3.1款规定探伤灵敏度余量指标的石英标定探头，应给出它们在(发射强度)与3.3.1款处于同一调节度下回波宽度的技术数据。 3.3.3 回波频率误差 在产品标准中，凡已按3.3.1款规定的探伤灵敏度余量指标的常用直探头，应给出它同所配用探伤仪的回波频率与探头标称频率间的误差极限。 3.3.4 抑制电平 在产品标准中，应给出(抑制)电平额定调节范围的最大值。 3.3.5 外磁场的影响 在产品标准中，应给出外磁场影响探伤仪

9、工作状态的技术数据。 3.4 基本安全要求 3.4.1 绝缘电阻 在产品标准中，应按SJ 225782电子测量仪器基本安全要求的规定给出探伤仪的绝缘电阻值、测试绝缘电阻时所施加的试验电压及试验部位。 3.4.2 漏电流 在产品标准中，应按SJ 2257的规定给出探伤仪的漏电流及其试验部位。 3.4.3 介电强度电压 在产品标准中，应按SJ 2257的规定给出探伤仪介电强度电压试验的试验电压值。4 测试方法 4.1 衰减器衰减误差 4.1.1 测试设备* 石英标定探头等测试用仪器设备的主要技术要求见附录B（补充件），下同。 a.标准衰减器； b.高频信号发生器； c.脉冲调制高频信号发生器； d

10、.阻抗匹配器； e.终端负载； f.同轴转换器。 4.1.2 测试步骤 4.1.2.1 被测探伤仪置一收一发、即“双”的工作状态；被测探伤仪和测试设备的连接方法见图1。图1 4.1.2.2 调节探伤仪和标准衰减器，使在荧光屏上显示的脉冲调制高频信号的幅度为垂直刻度的60%80%，然后采用比较法，从标准衰减器读出探伤仪(衰减器)的衰减误差。 4.1.2.3 在探伤仪的各种调节度和规定的工作频率范围内，改用不同的频率，重复4.1.2.2项的测试。 4.1.2.4 测试结果以dB表示，读数精确到0.1。 4.2 垂直线性误差 4.2.1 测试设备 a.各种频率的常用直探头； b.对比试块 DBP Z

11、202或Z204*； c.探头压块。 4.2.2 测试步骤* 测试用对比试块的技术要求见附录C（补充件），下同。 4.2.2.1 连接探头并固定在试块上，如图2。调节探伤仪，使荧光屏上显示的探伤图形中，孔波幅度恰为垂直刻度的100%，且(衰减器)至少有30dB的衰减余量。图2 4.2.2.2 调节(衰减器)，依次记下每衰减2dB时孔波幅度的百分数，直至26dB。然后将孔波幅度实测值与表1中的理论值相比较，取最大正偏差d()与最大负偏差d()之绝对值的和为垂直线性误差d，如式（1）： dd()d() (1)式中：d垂直线性误差，%。 4.2.2.3 将底波幅度调为垂直刻度的100%，重复4.2.

12、2.2项的测试。 表1衰减量(dB)02468101214161820222426波高理论值(%)10079.463.150.139.831.625.120.015.812.510.07.96.35.0 4.2.2.4 在工作频率范围内，改用不同频率的探头，重复4.2.2.2和4.2.2.3项的测试。 4.3 动态范围 4.3.1 测试设备 同4.2.1。 4.3.2 测试步骤 4.3.2.1 仪器的调节度同4.2.2.1。 4.3.2.2 调节(衰减器)，读取孔波幅度自垂直刻度100%下降至刚能辨认之最小值时(衰减器)的调节量，定为探伤仪在该探头所给定的工作频率下的动态范围。 4.3.2.3

13、 按4.2.2.3和4.2.2.4项方法，测试不同回波、不同频率时的动态范围。 4.4 水平线性误差 4.4.1 测试设备 a.不同厚度的对比试块DBD1、DBP Z20-2等； b.5MHz或其它频率的常用直探头； c.探头压块。 4.4.2 测试步骤 4.4.2.1 连接探头并根据被测探伤仪中扫描范围档级的要求将探头固定于适当厚度的试块上，如图3；再调节探伤仪，使显示多次无干扰底波。 4.4.2.2 在不具有“延迟扫描”功能的探伤仪中，在分别将底波调到相同幅度(如垂直刻度的80%)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”；然后再依次将每次

14、底波调到上述相同幅度时，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，然后取其最大偏差Lm，按式(2)计算水平线性误差L LLmax/0.8B100% (2)式中：L水平线性误差，%。 B水平全刻度数。图3 图4 4.4.2.3 在具有“延迟扫描”功能的探伤仪中，按4.4.2.2项方法，将底波B1前沿对准水平刻度“0”，底波B6前沿对准水平刻度“10”，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 LLmax/B100% (3) 4.4.2.4 在探伤仪扫描范围的每个档级，至少应测试一种扫描速度下的水平线性误差。 4.5 电

15、噪声电平 4.5.1 测试步骤 4.5.1.1 将探伤仪的灵敏度和扫描范围调至最大，在避免外界干扰的条件下，读取时基线电噪声平均幅度在垂直刻度上的百分数。 4.5.1.2 探伤仪的工作频率如取分档形式，各档级应分别测试。 注：测试时的脉冲重复频率应作记录。 4.6 接收系统最大使用灵敏度 4.6.1 测试设备 a.脉冲调制高频信号发生器； b.高频信号发生器； c.带宽不小于30MHz的示波器。 4.6.2 测试步骤 4.6.2.1 被测探伤仪置一收一发、即“双”的工作状态；被测探伤仪和测试设备的连接见图5。图5注：图5中，如果直接用发射脉冲触发脉冲调制高频信号发生器有困难时，允许打开探伤仪的

16、机箱，把探伤仪中的同步触发脉冲从发射电路断开，使发射电路停止工作并将此同步脉冲接到脉冲调制高频信号发生器的“同步输入”端，如图5中虚线所示。 4.6.2.2 把接收系统使用灵敏度调至最高，调节高频信号发生器和脉冲调制高频信号发生器，使在探伤仪荧光屏上显示的脉冲调制高频信号的最大值比噪声电平高6dB，如图6。图6 4.6.2.3 用示波器测量脉冲调制高频信号发生器的输出电压并从衰减器的读数算出接收系统输入电压的峰峰值Upp，单位V。 4.6.2.4 经4.6.2.3项测得的输入电压Upp，为接收系统在此高频信号所对应的频率下的使用灵敏度，其最小值为接收系统最大使用灵敏度。 4.6.2.5 窄频带

17、探伤仪的工作频率如取分档形式，各档级应分别测试。宽频带探伤仪应分别测试频带上限、下限及中心频率所对应的使用灵敏度。 4.7 接收系统频带宽度 4.7.1 测试设备 同4.6.1款。 4.7.2 测试步骤 4.7.2.1 连接方法同4.6.2.1。 4.7.2.2 将接收系统从其最大使用灵敏度减小20dB，调节高频信号发生器的信号频率，找出显示在探伤仪荧光屏上的脉冲调制高频信号之最大值Ha；再调节高频信号发生器的信号频率，读取显示信号幅度为Ha的70.7%时所对应的信号频率fa1和fa2，则3dB带宽fa按式(4)计算： fafa2fa1 (4)式中：fa频带宽度，MHz。 4.7.2.3 将接

18、收系统从其最小使用灵敏度提高20dB，重复4.7.2.2项的测试，得出相应之信号频率fb1和fb2，则3dB带宽 fb按式(5)计算： fbfb2fb1 (5)式中：fb频带宽度，MHz。 4.7.2.4 窄频带探伤仪的工作频率如取分档形式，各档级应分别测试3dB带宽，fa和fb。 4.7.2.5 测试时，脉冲调制高频率信号最大值Ha的幅度可调在易于读测的高度上，如垂直刻度的60%80%。 4.8 阻塞范围 阻塞范围允许采用4.8.2或4.8.3中规定的方法进行测试。 4.8.1 测试设备 a.石英标定探头； b.对比试块DBD1； c.高频信号发生器； d.脉冲调制高频信号发生器。 4.8.

19、2 石英标定探头回波法测试步骤 4.8.2.1 连接石英标定探头并置于DBD1试块上厚度48mm处，使其第一次底波B1最高，调节探伤仪使此底波幅度恰为垂直刻度的80%。 4.8.2.2 在DBD1试块上由厚至薄测量底波B1的幅度，找出此幅度保持在垂直刻度70%以上的最小板厚d，定为探伤仪在这一探伤灵敏度下的阻塞范围，并以钢中纵波传播距离表示。 4.8.2.3 宽频带和工作频率取分档形式的探伤仪，分别用石英标定探头2.5Q20B和50Q20B测试阻塞范围。 4.8.2.4 探伤仪的发射强度如取分档形式，应测试发射强度最强时探伤仪的阻塞范围，并在测试结果中注明发射强度的档级。 4.8.3 脉冲调制

20、高频信号发生器法测试步骤 4.8.3.1 连接石英标定探头并置于1号标准试块上厚度25mm处，调节探伤仪，使第一次底波B1的前沿对准水平刻度“5”，第二次底波B2的前沿对准水平刻度“10”。然后将被测探伤仪和测试设备按图7连接。图7 4.8.3.2 调节高频信号发生器和脉冲调制高频信号发生器，使探伤仪水平刻度“10”上显示的脉冲调制高频信号的幅度为垂直刻度的80%。 4.8.3.3 调节脉冲调制高频信号发生器的(起位)旋钮，使显示的调制脉冲向始波靠近，再测出此调制脉冲显示的幅度下降至垂直刻度的70%时所对应的水平刻度b，然后按式(6)计算阻塞范围d，并以钢中纵波传播距离表示： d5b (6)式

21、中：d阻塞范围，mm。 4.8.3.4 按4.8.2.3和4.8.2.4项的规定，分别测试各种工作状态下的阻塞范围。 4.9 发射脉冲幅度 4.9.1 测试设备 a.带宽不小于30MHz的示波器； b.50无感电阻。 4.9.2 测试步骤 4.9.2.1 探伤仪置一收一发、即“双”的工作状态，(发射强度)置最强，在发射输出端与地线间接上50无感电阻。 4.9.2.2 用示波器在发射输出端测量发射脉冲的峰值幅度Up5。 4.9.2.3 本项测试中，若因设备限制而采用带宽较窄的示波器，使在置“内触发”时无法稳定显示一个完整的发射脉冲时，允许打开被测探伤仪的机箱，将发射脉冲的触发信号引出作为示波器的

22、“外触发”信号，然后进行测试。 注：测试时的发射脉冲重复频率的应作记录。 4.10 发射脉冲上升时间 4.10.1 测试设备 同4.9.1。 4.10.2 测试步骤 4.10.2.1 仪器的调节度同4.9.2.1。 4.10.2.2 用示波器在发射输出端测量发射脉冲幅度从10%上升至90%的时间tr作为发射脉冲上升时间。 4.10.2.3 若出现4.9.2.3项的情况应按该项的规定处理。 注：测试时的发射脉冲重复频率应作记录。 4.11 发射电路的有效输出阻抗 4.11.1 测试设备 同4.9.1 4.11.2 测试步骤 4.11.2.1 探伤仪置一收一发、即“双”的工作状态，(发射强度)置最

23、强，用示波器在发射输出端测量发射脉冲的峰值幅度Up0。 4.11.2.2 将此Up0和4.9条测量的Up5按式(7)计算有效输 出阻抗 ZeUp0Up5/Up550 (7)式中：Ze发射电路的有效输出阻抗，。 4.11.2.3 若出现4.9.2.3项的情况应按该项的规定处理。 注：测试时的发射脉冲重复频率应作记录。 4.12 发射脉冲重复频率 4.12.1 测试设备 示波器。 4.12.2 测试步骤 4.12.2.1 用示波器在发射输出端测量发射脉冲的周期T，然后按f1/T计算重复频率f。 4.12.2.2 脉冲重复频率的各档级均需测试。 4.13 扫描范围 4.13.1 测试设备 同4.4.

24、1。 4.13.2 测试步骤 4.13.2.1 连接探头并根据被测探伤仪中扫描范围的要求将探头固定于适当厚度的试块上，调节探伤仪使显示在荧光屏上的多次底波中最后一次底波的幅度大于垂直刻度的50%，然后在水平刻度010的范围内读出底波的次数n，再按式(8)计算扫描范围。 1nD (8)式中：1扫描范围，mm； D试块厚度，mm。 4.13.2.2 在探伤仪扫描范围的各档级分别测试其最大值和最小值。 4.14 工作电流 4.14.1 测试设备 a.0.5级交流或直流电流表； b.0.5级交流或直流电压表； c.自耦调压器或可调直流稳压源。 4.14.2 测试步骤 4.14.2.1 根据探伤仪的使用

25、电源选取电流表、电压表和可调电源的组合，并在探伤仪的电源输入电路接入上述设备，然后使电压表的指示与被测探伤仪产品标准中指定的电压额定值一致。 4.14.2.2 接通探伤仪的电源后调节旋钮位置，使电流表的指示最大，并以此作为被测探伤仪的工作电流Im。 4.14.2.3 测试时，探伤仪不连接探头；报警器、深度补偿、跟踪、记录、不检波显示等附加装置可不接入。 4.15 探伤灵敏度余量 4.15.1 测试设备 a.石英标定探头和常用直探头； b.1号标准试块； c.对比试块DBP Z202或Z204。 4.15.2 测试步骤 4.15.2.1 被测探伤仪的(发射强度)置于产品标准所规定的调节度上。 4

26、.15.2.2 连接石英标定探头，按4.5条的方法测出探伤仪的电噪声电平，然后调节(衰减器)或(增益)，使电噪声电平10%，并记下此时(衰减器)的读数S0。 4.15.2.3 将石英标定探头置于1号标准试块上厚度100mm处并使底波最高，调节(衰减器)，使底波B1幅度恰为垂直刻度的50%，记下此时(衰减器)的读数S1，则探伤灵敏度余量按式(9)计算： SQS1S0 (9)式中：SQ石英标定探头的探伤灵敏度余量，dB。 4.15.2.4 连接常用直探头并置于Z202或Z204试块上，移动探头使孔波最高，调节(衰减器)使孔波幅度为垂直刻度的50%，记下此时(衰减器)的读数S2，则探伤灵敏度余量按式

27、(10)计算： SPS2S0 (10)式中：SP常用直探头的探伤灵敏度余量，dB。 注：本项测试中，石英标定探头可用频率相同的石英晶片固定试块代替。 4.16 回波宽度 4.16.1 测试设备 a.石英标定探头； b.1号标准试块； c.探头压块。 4.16.2 测试步骤 4.16.2.1 连接石英标定探头并置于1号标准试块上厚度25mm处，调节探伤仪使第二次底波B2的前沿对准水平刻度“4”，第四次底波B4前沿对准水平刻度“8”。 4.16.2.2 将探头固定于1号标准试块上厚度100mm处，调节仪器，使底波B1幅度为垂直刻度的80%，然后读出此底波前沿始点至其后沿和垂直刻度20%线交点的水平

28、距离W如图8，并用钢中纵波距离表示。 图8 图9 注：(1)在具有“延迟扫描”功能的探伤仪中，允许将回波宽度W展宽读测。 (2)在4.16.2.2项测试中，石英标定探头可用频率相同的石英晶片固定试块代替。 4.17 回波频率误差 4.17.1 测试设备 a.带宽不小于30MHz的示波器； b.1号标准试块。 4.17.2 测试步骤 4.17.2.1 被测探伤仪的(发射强度)置于与4.15.2.1项相同的位置上或按产品标准中的规定调节。 4.17.2.2 连接被测直探头并固定于1号标准试块上厚度25mm处，使第一次底波B1最高。 4.17.2.3 用示被器在探伤仪的接收输入端观察底波B1的扩展波

29、形如图9。在此波形中，以峰值点P为基准，读出在其前一个周期、其后两个周期共计三个周期的时间T3，据fe3/T3计算回波频率fe,再按式(11)计算回波频率误差fc： fcfef0/f0100% (11)式中：fe回波频率误差，%； f0探头的基本频率，MHz。 注：在4.17.2.3项的测试中，必要时也可以只读出峰点前一个和峰点后一个共计二个周期的时间T2，据fe2/T2计算回波频率fe,再按式(11)计算回波频率误差fe。 4.18 抑制电平 4.18.1 测试设备 a.石英标定探头或常用直探头； b.1号标准试块或其他试块； c.探头压块。 4.18.2 测试步骤 4.18.2.1 连接探

30、头并固定于试块上，调节被测探伤仪，使在(抑制)置最大时，荧光屏上显示的多次底波中某次底波Bn的幅度为垂直刻度的5%。 4.18.2.2 将(抑制)调至最小，读取此时底波Bn的幅度并以垂直刻度的百分数表示。 4.19 外磁场的影响 4.19.1 测试设备 a.用具有富余安全载流量的电线制成的直径2M，30安匝的环； b.自耦调压器； c.0.5级交流电流表； d.石英标定探头或常用直探头； e.1号标准试块或其他试块； f.探头压块。 4.19.2 测试步骤 4.19.2.1 被测探伤仪放在环的中心，按4.16.2.1项的方法调节扫描深度，使取得一稳定的探伤图形，且底波B4的幅度为垂直刻度的80%。 4.19.2.2 交流电源经调压器、电流表与环连接，调节调压器使环中流过30安匝的电流；然后通断电流，读出底波B4幅度和位置的变化量。 4.