斜探头性能测试
HS620综合性能校验测试方法
HS620综合性能校验测试方法超声波探伤系统工作性能测试操作一、直探头性能测试1、灵敏度余量测试方法：1）开机后按键，再按选择一个“直探头”通道。
2）按增益键，再按键将增益提高，只到屏幕上的电噪声信号平均波幅到10%FSH为止，并记录下当前衰减器的增益读数S0，3）按范围对应的键，再按键，将满屏范围调至大于225mm4）将探头放在灵敏度试块上（Φ2×200㎜），移动探头找出Φ2孔的最高回波，按增益键调整波形到50%FSH并记录下当前衰减器增益读数S。
15）灵敏度余量ΔS = S0 - S1将计算出的数值填写在记录纸上。
2、直探头水平线性测试方法1）开机后按键，再按选择一个“直探头”通道。
2）将探头置于CSK-IA试块上厚度25mm的平面上，找出第一次回波（B1）。
3）按范围对应键两次切换到平移状态，再按键，将B1调至0刻度，然后按平移对应键切换到范围状态，再按键使B6对齐水平满刻度，分别观察B2、B3、B4、B5是否对齐第2、4、6、8格，如果对不齐，则按调校键，再按零偏对应键，然后按方向键使之对齐，并记录下零偏调节的数值，（例如：B2没对齐第2格，调节零偏0.6uS以后对齐则偏差值为0.6）取最大偏差值Amax，代入下式计算：ΔL=｜Amax|%3、垂直线性测试方法：1）开机后按键，再按选择一个“直探头”通道。
2）按范围对应的键，再按键，将满屏范围调至大于225mm3）将直探头与仪器连接，并将探头放在灵敏度试块上（Φ2×200㎜），移动探头找出Φ2孔的最高回波，按增益键调整波形到刚到100%FSH。
4）按增益键，将增益步进调整为2dB5）按键，进行2dB一次的衰减，并将每次的波幅读数记录下来，与理论值对比。
如下表：6）用理论值减去实测值，得出偏差，将正向最大偏差值d(+)与负向最大偏差值d(-)代入下式计算Δd = |d(+)| + |d(-)|1）开机后按键，再按选择一个“直探头”通道。
JB-T 10062-1999超声探伤用探头 性能测试方法
2.4 探头压块 直接接触式探头的测试，采用 2～3kg 探头压块。
2.5 主要测试设备及其技术要求 a）主要测试设备见表 1； b）电子测试设备的主要技术要求见附录 B（补充件）； c）石英芯片固定试块的技术要求见附录 C（补充件）； d）1 号标准试块应符合 ZB Y232—84《超声探伤用 1 号标准试块技术条件》的规定； e）对比试块技术要求见附录 D（补充件）。
b）对比试块 DB—P 中声程为被测探头近场 1～1.5 倍的试块； c）示波器。
（a） 图2
3.1.3.2 测试步骤 3.1.3.2.1 按图 3 所示连接测试设备。
（b）
图3 3.1.3.2.2 探伤仪旋钮位置与 3.1.2.2.1 条相同。 3.1.3.2.3 将探头对准试块底面，并使第一次底波幅度最高，用示波器观察底波的扩展波
图1 3.1.1.2.2 连接被测探头并置于对比试块 DB—PZ8—2 上，移动探头使第一次底波最高，调 节（衰减器）使底波幅度为垂直刻度的 50%，记下此时（衰减器）的读数 S。 3.1.1.2.3 换接上频率与被测探头相同的石英晶片固定试块，调节（衰减器），使第一次底 波幅度为垂直刻度的 50%，记下（衰减器）的读数 S0 。 3.1.1.2.4 探头相对灵敏度按式（1）计算
同 3.1.3.1 条。 3.4.2 测试步骤
按 3.1.3.2 条获得底波后，确定底波幅度峰值 h，由零电平算起在其两侧相当于 h/10 的 电平画二条线 A 和 B，分别作为基准线，如图 5。
图 5 中，底波波形最初和任一基准线相交时刻到最后和任一基准线相交时刻的时间间隔 为探头的回波长度 d，d 的单位 μs。
测量超声波斜探头折射角的试块及其测量方法
测量超声波斜探头折射角的试块及其测量方法
超声波斜探头的折射角是指当超声波信号从探头进入被测体时，波束与被测体的接触面的夹角。
为了准确地测量超声波斜探头的折射角，需要使用一个特殊的试块和测量方法。
下面是具体的测量步骤：
1. 准备一个贴有标尺的试块。
试块的材料应该与被测体的材料相同或相似，以保证测量结果的准确性。
试块的形状应该是平面或直径比较大的圆柱形，并且具有良好的表面光洁度和平整度。
2. 将试块固定在硬质支架上，并将斜探头紧贴在试块表面上，使得探头与试块接触面平行。
3. 打开超声波检测设备，将探头与试块预压紧固定。
调整设备的设置，以确保探头能够产生稳定的信号，并且信号的幅度和周期都非常稳定。
4. 移动探头，使其从试块的一侧进入试块内部，并沿着试块内部的不同位置运动，同时记录下每个位置的信号强度和反射时间。
5. 根据记录的信号强度和反射时间，计算出不同位置的折射角，并绘制出试块内部的波束传播路径图。
在路径图上，可以测量出每个点的折射角，并计算出平均折射角。
6. 通过多次测量，并计算平均折射角的方法，可以得到超声波斜探头的准确折射角。
这样，就可以校正探头的使用误差，提高超声波检测的测量精度和准确性。
斜探头性能参数测试的不确定度评定
１ ０ ６ ｋ Ｐ ａ 。
１ ． ２ 实验用仪器设备 （ １ ） Ｐ Ｘ Ｕ Ｔ － ２ ７超声波探伤仪 ； （ ２ ） Ｃ Ｓ Ｋ － １ Ａ标准试块； （ ３ ） ２ ． ５ Ｐ １ ３ Ｘ１ ３ Ｋ ２ 斜探头 ； （ ４ ） Ｑ ９ 探头线 ； （ ５ ） 钢板尺 ； （ ６ ） 耦合剂 ： 凡士林。 １ ． ３ 实验过程 采用 Ｐ Ｘ Ｕ Ｔ 一 ２ ７超声 波探伤仪 在 Ｃ Ｓ Ｋ一 １ Ａ标准试块 上对 ２ ． ５ Ｐ １ ３ ｘ １ ３ Ｋ 斜探头 的前沿长度 ｆ 、 Ｋ值 或折射 角口和偏离角度进行测试。
ｒ— —— —一
． ０５ 。 测量不确定度意味着对测试结果的可信性 ． 有效性 的怀疑程度和 ０ 不肯定程度Ⅲ ． 它是评定测量结果的重要参数 。 超声波检测是应用最广 探头前沿长度的合成不确定 度： （ ｆ ） ＝ 、 ／ ＋ ， ＝ ｏ ． ０ ５ ２ 。 泛 的无损检测技 术之一 ． 探头是 超声波探伤仪 的重要组成部 分 ， 它的 ４ ／ 『、 性能是检测工作得以顺利进行的关键。 因此 ， 在检测工作进行之前 ， 对 其 自由度 ： ． ＝ —¨ ＿ —— —了 —丁— ——广 ＝ ７ ２ ， 其各性能参数进行准确测试 ． 是提高缺陷定位准确性的重要手段 。本 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＵＡ ｌ ／ ） １ ２ Ｖ１ ３ Ｖ１ ４ ）１ ／ ５ Ｖ１ ６ ￥ ３１ ７ 文 以斜探头性 能参数测试实验 为例 ． 依据 Ｊ Ｂ ｆ ｌ ＇ １ ０ ０ ６ ２ — １ ９ ９ ９ （ 超 声探伤 用探头性 能测试 方法 ， 对斜探 头的性能参数 进行测试 ， 通过对测试 当置信水平 Ｐ ＝ ０ ． ９ ５ ， 自由度 为 ４ Ｏ ． ８ 时， 包含因子 ｋ ＝ （ ７ ２ ） ＝ １ ． ９ ９ 结果进行不确定度评定 ． 根据影响不确定度的各个分量提出相应的改 则探头前沿长度的扩展不确定 度为： Ｕ ＝ ｋ ｘ ｕ ｏ （ Ｚ ） ＝ ０ ． １ ０ 进方案 ．来说 明测量不确定度 评定在无损检测 结果评定 中的重要作 ２ ． ２ 探头 Ｋ值测试的测量不确定度评定 用 （ １ ） 由于被测量 Ｌ的重复测量引入的不确定度 （ Ａ类 ） 在相 同条件下 对 Ｌ 进 行三次独 立重复测试 ．测试结 果分 别为 ： １ 实 验 测 定 ８ ３ ． ５ ｍｍ、 ８ ２ ． ５ ｍｍ、 ８ ３ ． ０ ｍｍ。 则 Ｌ的不确定度 ： ｕ ） ＝ ０ ． ３ ４ ｍｍ， 相对不确定 １ ． １ 实验条件 度： ｚ （ ） ＝ Ｍ ） － ０ ． ０ ０ ４ １ ， 查表得 ： 口 。 ＝ １ ． ８ 。 温度为 ２ ０ ￣ ２ 。 Ｃ．相 对 湿度 为 ４ ５ ％一 ７ ５ ％，大气 压 强 为 ８ ６ ｋ Ｐ ａ 一 （ ２ ） 由于被测量 ｚ 的重 复测量 弓 ｆ 入 的不确定度 （ Ａ类 ）
斜探头性能测试
斜探头性能测试
一、实验目的：
1.通过实验掌握斜探头的主要性能及测试方法。
2.了解斜探头的主要结构及其使用方法。
二、实验设备和器材
1.斜探头
2.CSK-lA试块
3.超声检测仪
4.机油少许
5.钢尺
三、实验内容
1.实验原理
斜探头的性能指标主要有入射点、K值、声轴偏斜角。
入射点是指探头发射超声波的发射点，主要通过测量前沿距离（探头前端与入射点之间的距离）来测定。
K值是斜探头的折射角的正切值。
声轴偏斜角是指斜探头水平截面内声轴的偏斜程度。
2.测定斜探头的入射点。
3.测定斜探头的K值。
四、实验步骤
（一）斜探头入射点的测定
（1）将斜探头放在IIW试块上，如图所示A位置，探测R100圆柱曲底面。
（2）移动探头，当R100圆柱曲底面回波达最高时，斜楔底面与试块圆心的重合点就是该探头的入射点。
用钢尺量出距离M，这时探头的前沿距离为R-M
（二）斜探头K值的测定
（1）将斜探头放在IIW试块上，如图所示C位置，探测Φ50通孔。
（2）移动探头，当Φ50通孔的回波达最高时，用钢尺量出距离L，这时探头的K 值为
五、思考题
斜探头的K值、入射点有误差时，对超声检测有何影响？
（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。
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(完整版)探伤仪及探头测试方法
钢轨探伤仪及探头测试方法（根据TB/T2340-2012）一、斜探头入射点和探头的前沿长度测试1、将斜探头置于CSK-1A试块的B面上，使斜探头在R100圆弧圆心上，前后移动探头使圆弧回波达到最大值（控制在80%波幅）。
此时斜探头底面与试块圆心的相交点即为探头入射点。
用钢尺量出探头距R100圆弧的距离，记录下数据M2、探头入射点据探头的前沿长度: L=100-M.二、折射角的测试1、将70°斜探头置于CSK-1A试块的B面上，使斜探头在R50圆弧面上，前后移动探头使波高达到80%，用钢尺量出探头到试块端面B面的距离，记下数据X。
2、根据折射角公式，得K1=（X。
+L-35）/30 β1=arctanK1，标准规定70°探头误差范围：-3°≤△β≤0°为合格。
3、将37°斜探头置于CSK-1A试块A面上，前后移动探头使R50的圆弧面的波高达到80%，用钢尺量出探头到试块A面端面的距离，记录下数据X2，4、根据折射角公式，得：K2=（X2+L-35）/70 β2=arctanK2标准规定37°斜探头误差范围0°≤△β≤3°为合格。
1、将0°直探头置于csk-1A试块的厚度为25mm的探测面上，使厚度为25mm的十次底波显示在示波屏的10格上，调整衰减器，使第十次回波到达50%。
2、计算偏差值：a=实测值-理论值3、取最大偏差值的绝对值代入公式，通用/焊缝ΔL=|Amax|×100%/b水平线性误差≤2%为合格母材ΔL=|Amax|×100%/0.8b根据TB/T2340-2012标准规定应ΔL≤2%，为合格。
四、垂直线性的测试1、将0°直探头置于cs-1-5试块上探测Φ2平底孔，移动探头使Φ2平底孔的波高达到100%。
2、待反射波稳定后，以每次2dB逐次衰减，并记下每次衰减的波高实测值，计算出实测值与理论值的偏差值d。
斜探头检测时表面声能损失的测定
04
实验结果与数据分析
实验数据展示
实验数据表格
列出实验过程中收实验数据图
通过图表形式展示实验数据，如柱状图、折线图等，以便更直观地观察数据变 化趋势。
数据处理与误差分析
数据清洗
对实验数据进行预处理，如去除异常值、填补缺失值等，确保数据质量。
误差分析
使用示波器采集超声波信号，记录发射信号、接收信号以 及回波信号的幅度和时间等信息。
数据处理
根据采集到的数据，计算超声波在试样表面传播的时间和 速度等参数。
表面声能损失计算
根据超声波在试样表面的传播参数，计算表面声能损失值 。可以采用公式或软件进行计算。
结果分析
对计算得到的表面声能损失值进行分析，比较不同材料、 不同表面处理工艺对表面声能损失的影响，为材料性能评 估和工艺优化提供依据。
通过深入研究斜探头检测时表面声能损失的规律，有望为超声检测技术的进步提供新的思路和方法。
THANKS
感谢观看
表面声能损失不仅与材料的性质有关，还与探头的角度、频 率等参数有关。因此，准确地测定表面声能损失对于提高超 声检测的准确性和可靠性具有重要意义。
重要性及应用领域
重要性
表面声能损失是影响超声检测结果的重要因素之一。如果不能准确测定表面声能损失，将会导致对材料内部缺陷 的误判或漏检。因此，研究斜探头检测时表面声能损失的测定对于提高超声检测的准确性和可靠性具有重要意义。
斜探头检测时表面声能损 失的测定
• 引言 • 斜探头检测原理 • 实验方法与步骤 • 实验结果与数据分析 • 结论与展望
01
引言
主题简介
斜探头检测是超声检测中常用的一种方法，主要用于检测材 料内部的缺陷。在斜探头检测时，表面声能损失是一个重要 的参数，它反映了超声波在材料表面传播时的能量损失。
板材超声斜探头检测方法和验收标准
板材超声斜探头检测方法和验收标准D.1 范围本附录规定了用斜探头检测板材中非分层类缺陷的超声检测方法和验收标准，并将其作为直探头检测的补充。
D.2 探头D.2.1原则上选用折射角45°（K1）的斜探头，晶片有效直径一般应在φ13mm～φ25mm之间。
也可选用其他晶片尺寸折射角（K）的探头。
D.2.2探头标称频率为2MHz～5MHz。
D.3 对比试块D.3.1对比试块应与被检板材声学特性相同或相似，厚度差不超过10%。
D.3.2对比试块上的人工反射体为V形槽，角度为60°，槽深为板厚的3%（最大为3.0mm），槽的长度至少为25mm。
D.3.3对比试块的尺寸、V形槽位置应符合图D.1的规定。
图D.1 对比试块D.3.4对于厚度超过50mm的板材，要在板材的另一面加工第二个如D.3.2和D.3.3所述的校准槽。
D.4 距离-波幅曲线的确定D.4.1厚度小于或等于50mm的板材D.4.1.1把探头置于试块有槽的一面，使声束对准槽的宽边，找出第一个全跨距反射的最大波幅，调整仪器，使该反射波的最大波幅为满刻度的80%，在显示屏上记录下该信号的位置。
D.4.1.2不改变仪器的调整状态，移动探头，得到第二个全跨距信号，并找出信号最大反射波幅，在显示屏上记录下该信号的位置。
D.4.1.3在显示屏上将D.4.1.1和D.4.1.2所确定的点连成一直线，此线即为距离-波幅曲线。
D.4.2厚度大于50mm～250mm的板材D.4.2.1将探头声束对准试块背面的槽，并找出第一个1/2跨距反射的最大波幅。
调节仪器，使反射波幅为满刻度的80%，在显示屏上记下这个信号的位置。
D.4.2.2不改变仪器的调整状态，移动探头，以全跨距对准切槽并获得最大反射波幅，在显示屏上记下这个幅值点。
D.4.2.3在显示屏上将D.4.2.1和D.4.2.2所确定的点连成一直线，此线即为距离-波幅曲线。
D.5扫查方法D.5.1在板材的轧制面上以垂直和平行于板材主要压延方向的格子线进行扫查，格子线中心距为200mm。
斜探头性能校验作业指导书
观察探 头前端、 游标卡 和试块 三者之 间关系
8
安全风险：正 确使用设备防 止设备掉落、 试块掉落造成 人身伤害。 质量风险：使 用正确试块并 正确测量设备 参数
工序
工步
作业内容及标准
5. 回波 频率误
差
使用试块测量探头回波频 率误差
数字探伤仪、示波器；探头测试仪 检测方法： 1.选择 CSK-1A 试块，横波斜探头。 2. 连接被测探头，并置于试块上，在声束方向与试 块侧面保持平行的条件下前后移动探头，使试块 R100 圆弧面的第一次回波高幅度最高。 3.使第 1 次底波幅度最高 ，用频谱分析仪（或示波 器）观察底波的扩展波形。波形中以峰值点 P 为基 准，读取其前一个和后二个共计三个周期时间 T3, 把 T3 作为测量值。 4.根据 fe=3/T3 计算回波频率 fe（MHz），T3（单位 μs） 再按下式计算回波频率误差： Δfe=（fe-f0）/f0×100% 式中： fe—回波频率的数值，%；f0—探头的标称 频率。 质量标准： 回波频率误差±15%
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图示说明
风险提示
安全风险：正 确使用设备防 止设备掉落、 试块掉落造成 人身伤害。 质量风险：使 用正确试块并 正确测量设备 参数
工序
工步
作业内容及标准
图示说明
风险提示
8. 折射 角误差
使用试块测量探头折射角 误差
数字探伤仪 检测方法： 1.选择 CSK-1A 试块，横波斜探头。 2. 将探头置于 1 号标准试块上，当 K≤1.5 时，探 头放在如图（a）位置，观察￠50mm 孔的回波； 1.5<K≤2.5 时，探头放在如图（b）位置，观察￠50mm 孔的回波，当 K〉2.5 时，则观察图（c）的￠1.5mm 横通孔的回波。 3. 前后移动探头，直到孔的回波最高时固定下来， 然后在试块上读出按 3.2.5 测得的入射点相对应的 角度刻度β、β即为被测探头折射角，读数精确到 0.5°。 4. 计算 K 值： K=tgβ 式中： β——折射角，度；
超声波仪器探头性能指标及其测试方法
超声波仪器、探头主要组合的性能测定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dBa使用、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,则该探头及仪器的探伤灵敏度余量S为：S=S1--S0dB3、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;dB1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△L4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、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=20lg100／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、后两个周期共计三个周期的时间T3,根据fe=3／T3计算回波频率fe,再按下式计算回波频率误差：口fe=fe-f0／f0×100％ (7)式中：fe回波频率误差,％；f0――探头的标称频率;图8 探头回波频率测量2斜探头回波频率的测量仪器连接及调节度与直探头相同,将探头置于1号试块上探测R100圆弧面的最高回波;其余步骤与直探头相同;2、分辨力纵向测量1直探头分辨力的测量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=20lg100／h (8)1若h=0或两波能完全分开,则取R>30dB;2斜探头分辨力的测量a如图10所示,探头置于CSK一1A试块的K值测量位置,耦合良好,探测试块上AΦ50、BΦ44两孔的反射波,移动探头使两波等高；b调节衰减器和增益,使A、B西波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用式8计算；c若h=0或两波能完全分开,则取R>30dB;图10 斜探头分辨力的测量3小角度探头分辨力的测量将探头置于K<的位置,其余测试步骤同斜探头分辨力的测量;3、直探头声轴偏斜角的测量1在DB---H1试块上选取深度约为2倍被测探头近场长度的横通孔;2标出探头的参考方向,将探头几何中心轴对准横通孔中心轴,然后使探头沿x方向在试块中心线上移动,测出到孔波最高点时探头的移动距离D、,其中孔波辐度最高点在+x方向时加上+号,在-x方向时加上-号,如图1l;图11 直探头声轴偏斜角的测量3继续沿x方向移动探头,分别测出孔波辐度最高点至孔波辐度下降6dB时探头的移动距离W+x和w-x;4使探头沿y方向对准试块中心线移动,按上两条的方法测出Dy、W+y和W-y; 6Dx、Dy;表示了声轴的偏移,W+x、W-x、W+y和Wy表示了声束宽度,读数精确到1mm;按下式计算声轴的偏斜角θ：4、斜探头、小角度入射点的测定1横波斜探头连接被测探头并置于CSK一1A型标准或CSK—I型标准试块上探测试块R100圆弧面,如图12所示;前后移动探头并保持探头与试块侧面平行,使R100圆弧面的回波辐度达到最高,则此时R100圆心刻线所对应的探头侧棱上的点的即为探头的入射点;读数精确到0.5mm;图12 入射点的测定2小角度纵波探头调整仪器各旋钮使屏幕显示正常,将被测探头置于TZS—R试块的R面上图13探测试块A面下棱角,前后移动探头,并注意保持探头声束与试块侧面平行,使A面下棱角回波达到最高,记下此时探头前沿至试块前端以端的距离为然后用二次反射被探测A面上棱角,同样前后移动探头,使A面上棱角回波达到最高,记下此时探头前沿至试块前端A端的距离XZ,则探头前沿至入射点的距离为：a=x2—2xl5 斜探头折射角的测量测试设备：a探伤仪； bl号标准试块；C刻度尺;测试步骤将探头置于1号标准试块上,当K≤时,探头放在如图10a位置,观察Φ50mm孔的回波；<K≤时,探头放在如图10b位置,观察Φ50mm孔的回波；当K>时,则观察图10c的Φ1.5mm横通孔的回波;前后移动探头,直到孔的回波最高时固定下来,然后在试块上读出按3.2.5测得的入射点相对应的角度刻度β,β即为被测探头折射角,读数精确到;图10按下式计算K值：K=tgβ式中：β－折射角,°；2小角度纵波探头K值和β角的测定在小角度探头的K值和β角测定之前,应首先测定探头的前沿距离a,然后再按图15和图16所示方法,在TZS—R试块的c面或B面进行测试,当找到端面A面上棱角的最大反射波高时,则探头的K值和w角用下式计算：当探头入射角在6o～8o时如图15k=：X+a／200 (11)β=arctg k当探头入射角在9o～11o时如图16k=X+a／80； (12)p=arctg k图15 图16小角度探头人射角α和折射角β对应关系如表3斜块声速取2730m／s;表36 相对灵敏度1直探头等同于探伤灵敏度余量a使用、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,即发射置强,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17 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Φ2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,则该探头及仪器的探伤灵敏度余量S为：S=S1--S0dB (13)2斜探头相对灵敏度测试连接好被测试斜探头并按直探头的方法测量噪声电平S0,然后将探头并置于CSK-1A标准试块上探测R100圆弧面如图18,耦合良好并保持声束方向与试块侧面平行,前后移动探头,使R100圆弧面的一次回波辐度最高,将其衰减至满辐度的50％,此时衰减器的读数为S2;则斜探头的相对灵敏度S为：S=S2-S0dB (14)图18 斜探头相对灵敏度测量3小角度纵波探头测量方法同横波探头的情况,只不过基准反射面由CSK-1A试块上的R100圆弧面改为DB-H2试块上Φ3×80横孔,如图19所示;前后移动探头使孔波达到最高,并用衰减器将其调至满刻度的50％,记下此时衰减器的读数S3,则S3-S0;的差值即为被测探头的相对灵敏度;测量时注意保持探头侧面与试块侧面平行;图19 小角度探头相对灵敏度测量7 空载始波宽度测量1直探头空载始波宽度a探头置1号或CSK-1A试块高100mm的探测面上,使底波B1；和B2的前沿分别对准水平刻度的5和10,即水平刻度全长代表钢中纵波声程200mm;b探头移置DB-PZ20-2、试块或CS-1-5试块上,仪器的调整度置灵敏度余量测试状态,将探头置于空气中,擦去探头表面油层,水平刻度的“0”点至始波后沿与垂直刻20％线的交点所对应的水平距离Wo即为空载始波宽度用钢中纵波的距离表示,如图20所示;2斜探头空载始波宽度a连接直探头并将其置于1号或CSK-1A标准试块高91mm的探测上,调节“扫描”和“移位”旋钮,使底波B1、B2的前沿分别对准水平刻度的5和10,并使第二次底波辐度为垂直刻度的50％～80％;此时水平刻度线全长代表钢中横波声程100mm;也可用被测斜探头直接探测CSK-1A试块上R50和R100圆弧面,调节仪器“扫描”和“移位”旋钮,使两波的前沿分别对准水平刻度的5和10,水平刻度线全长代表钢中横波声程100mm;b换上待测斜探头,仪器调整度置斜探头相对灵敏度测试状态,在声束方向与试块侧面保持平行的条件下前后移动探头,使1号或CSK－1A试块R100圆弧面的第一次回波最高,调节衰减器使回波辐度为垂直刻度的50％,然后调节水平旋钮,使回波前沿对准刻度“10”;c将探头置于空气中,擦去探头表面油层,使仪器增益40dB,则水平刻度的“0”点至始波后沿与垂直刻度20％线交点所对应的水平距离W o,即为该探头空载始波宽度,用钢中横波传播距离表示;3小角度探头始波宽度a调节水平刻度全长为钢中纵波200mm调节方法与直探头同;b仪器的调整度置小角度探头相对灵敏度测试状态,并按表4调节中3×80横孔的最高回波至水平刻度的计算值位置;将探头置于空气中,擦去探头表面油层,使仪器增益30dB,则水平刻度的“0”点至始波后沿与垂直刻度20％线交点所对应的水平距离W o,即为该探头空载始波宽度,用钢中纵波的传播距离表示;c因调整量小,测量时可将Φ3×80孔波的前沿一律对准水平刻度4．1格;表48、斜探头声轴偏斜角测量将被探头置于1号试块厚度为25mm的表面上;若探头的K值≤l时,测试时用试块上端面,如图23．a所示；若探头的K值>l,则测试时用试块的下端面,如图23．b上所示;前后移动和左右移动探头,使所测端面回波辐度最高,然后用量角器测量探头侧面与试块侧面法线的夹角θ;即为被测探头的声轴偏斜角,读数精确到;。
CS10304斜探头性能测试教学课件第一部分仪器和探头的性能.
• 学习方法建议：通过阅读数字式超声波
探伤仪的使用说明书进行操作；教师指导 前沿长度及K值测定，多做练习。
第1部分 仪焊接器方法和与设探备头的性能及其测试
2019/10/13
导入：超声检测仪器、探头和试块构成 了整个超声检测系统，该系统的性能 如何将直接超声检测结果的准确性。
• 2）超声波的频率高，脉冲宽度小，分辨力高， 有利于区分相邻的缺陷。
• 3）超声波的频率高，波长短，半扩散角小，声
束指向性好，能量集中，有利于对缺陷进行准确
定位。但是，近场区长度加大，对探伤不利。
3）探头主声束偏离和双峰 探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离
程度称为主声束的偏离。 平行移动探头，同一反射体产生两个波峰的现
• 测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷 定位和测定探头的K值。
2）斜探头K值和折射角 斜探头K值是指被探工件中横波折射角的正切值 。
（注意测定斜探头的K值或折射角也应在近场 区以外进行。）
斜探头的入射角和钢中折射角关系
探头K值的选择应从以下三个方面考虑:
• (1)使声束能扫查到整个焊缝截面。 • (2)使声束中心线尽量与主要危害性缺陷垂直，在
发现最小缺陷的能力。发现缺陷愈小，灵敏度就 愈高。
b)仪器和探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。
c)灵敏度余量，又叫仪器与探头的综合灵敏度；是 指仪器最大输出时（增益、发射强度最大，衰减 和抑制为0），使规定反射体回波达基准高所需衰 减的衰减总量。
d)灵敏度余量大，说明仪器与探头的灵敏度高。
• 在达到所探工件的最大检测声程时，其 有效灵敏度余量应不小于10dB。
条件许可时，尽量用K大些的探头。薄工件K大些 ，厚工件K可小些。 • (3)保证有足够的探伤灵敏度。 • (4)根据检测对象选K：如单面焊根部未焊透，选 K=0.7-1.5，即在K=0.84-1时检测灵敏度最高。
承压设备用奥氏体钢锻件超声斜探头检测方法
承压设备用奥氏体钢锻件超声斜探头检测方法F.1 范围本附录适用于承压设备用奥氏体钢环形和筒形锻件的超声斜探头轴向检测，适用于内外径之比大于或等于65%奥氏体钢环形和筒形锻件的斜探头周向检测。
F.2 探头F.2.1探头的标称频率主要为1MHz～2.5MHz。
F.2.2斜探头的晶片面积为300mm2～625mm2。
F.2.3 斜探头的折射角（K值），一般为一般为35°～63°（K0.7～K2）。
F.3 对比试块为了调整灵敏度，利用被检工件壁厚或长度上的加工余量部分制作对比试块。
在锻件的内、外表面，分别沿轴向和周向加工平行的V 形槽作为标准沟槽。
V形槽长度为25mm，深度t为锻件壁厚的3%或5%，角度为60°。
也可采用其他等效的反射体（如边角反射、横孔等）。
F.4 扫查方式扫查方向见图F.1。
图F.1 奥氏体锻件检测扫查方式F.5 距离-波幅曲线确定F.5.1采用切槽法时，一般需将探头置于外圆表面上，声束垂直于刻槽长度方向，移动探头并调整仪器灵敏度，使外壁槽第二次反射（W 型反射）或内壁槽第二次反射（N型反射）回波高度至少为满刻度的20%。
连接外壁槽第一、第二次回波峰值点或内壁槽第一、第二次回波的峰值点，以此作为全跨距校准的距离-波幅曲线。
F.5.2如果采用全跨距校准从内、外壁表面的槽上都得不到至少为满刻度20%的第二次回波，则应采用半跨距校准（此时内外壁均应各制一槽，并使其互不影响）。
使来自外壁槽的第一次回波高度至少为满刻度的20%。
连接内壁槽第一次回波和外壁槽第一次回波的峰值点，以此作为半跨距校准的距离-波幅曲线。
F.5.3内径小于450mm，且长度超过900mm的筒形锻件，通常不从内表面进行扫查。
超声波仪器探头性能指标及其测试方法
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。
a=x2—2xl 5 斜探头折射角的测量
测试设备： a) 探伤仪； b)l 号标准试块； C)刻度尺。 测试步骤 将探头置于 1 号标准试块上，当 K≤１.5 时，探头放在如图 10(a) 位置， 观察 Φ50mm孔的回波；1. 5<K≤２.5 时，探头放在如图 10(b) 位置，观察 Φ50mm 孔的回波；当 K>2.5 时，则观察图 10(c) 的 Φ１.5mm横通孔的回波。前后移动
口 fe=(fe-f 0) ／f 0×100％……………… (7) 式中： fe 回波频率误差，％； f0 ――探头的标称频率。
图 8 探头回波频率测量
(2) 斜探头回波频率的测量 仪器连接及调节度与直探头相同，将探头置于 面的最高回波。其余步骤与直探头相同。
1 号试块上探测 R100圆弧
2、分辨力 ( 纵向 ) 测量 (1) 直探头分辨力的测量
小角度探头 ≤15%
≥50dB ≥16 dB
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（ %）
水平线性 误差 ≤ 2%
折射角误 差
≤ 4% ≤2°
探测范围 ≥3.6m
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。
直探头制作与性能测试
直探头和斜探头制作与性能测试Ⅰ试验目的：1）掌握熟知直探头和斜探头结构原理及制作方法。
2）掌握制作直探头斜探头制作过程中背衬的作用和配制比例。
3）学会分析斜探头和直探头探测的信号。
Ⅱ试验系统:1)CTS23型超声探伤仪2）11W-1试块3）钨粉4）环氧树脂及固化剂5）压电晶片6）探头外壳7）保护膜8）漆包线9）电烙铁和焊锡Ⅲ试验示意图；Ⅳ直探头制作步骤：1.领取制作直探头所需器材，在圆形保护膜用锉刀在边缘磨去一个小型缺口。
2.将压电片和保护膜镀银的对在一起，剪去合适长度的导线，在压电片上表面以及坡口位置进行导线焊接。
将压电片和保护膜用胶粘沾（胶用固化剂和环氧树脂1:1配制）3.并用万能表检验是否符合要求。
将压电片放置探头外壳内。
4.配置阻尼块，将固化剂环氧树脂钨粉分别按照1:1:4配制。
搅拌均匀后注入探头外壳内。
注意将导线拉出探头外。
5.将两根导线与接头的相应位置进行焊接，完成探头组装。
6.将制作的直探头连接超声仪器上进行信号测试。
Ⅴ斜探头的制作步骤：1.领取制作斜探头所需器材，截取适当长度导线将方形压电片反正两面的适当位置进行导线焊接。
完成后用黏胶将其沾在楔形内壳上。
（将楔形内壳打磨一个槽，防止焊接点突出，便于导线从槽中扯出。
）2.用万能表检验符合要求后，将其安装到探头外壳内。
3.配置阻尼块，将固化剂环氧树脂钨粉分别按照1:1:4配制。
搅拌均匀后注入探头外壳内。
注意将导线拉出探头外。
4.将露出的导线与接头的相应位置连接，从而完成斜探头的组装。
5.将斜探头连接到超声一起上，进行信号测试，以及信号的分析。
超声波弧面斜探头参数测量方法
超声波弧面斜探头参数测量方法
超声波弧面斜探头的参数测量方法如下:
1.准备双弧形专用试块，其结构为:形状为柱状体，其横截面是由两个等直径的双半圆二弧面相对重叠而构成的双弧形，柱状体上设有由大、小两个同轴孔形成的标准反射体，同轴孔形成的标准反射体的中心通过双弧形的公共弦线，且通过端面双弧形中以二圆心连线为斜边的直角三角形的直角顶点。
2.使用双弧形专用试块测量接触面为弧形的斜探头入射点、前沿尺寸、折射角和K值及斜探头与仪器组合的分辨力。
3.借助双弧形专用试块，测量接触面为弧形的斜探头入射点、前沿尺寸、折射角和K值及斜探头与仪器组合的分辨力。
按照以上步骤进行操作后，就可以完成超声波弧面斜探头的参数测量。
制表：审核：批准：。
承压设备用钢锻件超声斜探头检测方法和质量分级
承压设备用钢锻件超声斜探头检测方法和质量分级E.1 范围本附录适用于承压设备用环形和筒形锻件的超声斜探头轴向检测，也适用于内外径之比大于或等于65%环形和筒形锻件的超声斜探头周向检测。
E.2 探头E.2.1探头标称频率主要为2MHz～5MHz。
E.2.2探头晶片面积为80mm2～625mm2。
E.2.3原则上应采用折射角45°（K1）的探头，但根据工件几何形状和内外径比例的不同，也可采用其他的折射角（K值）探头。
E.3 对比试块为了调整灵敏度，可利用被检工件壁厚或长度上的加工余量部分制作对比试块。
在锻件的内外表面，分别沿轴向和周向加工平行的V 形槽作为标准沟槽。
V形槽长度为25mm，深度为锻件壁厚的1%，角度为60°。
也可采用其他等效的反射体（如边角反射等）。
E.4 检测方法E.4.1 扫查方式扫查方式见图E.1。
图E.1锻件斜探头检测扫查方式E.4.2距离-波幅曲线的确定从锻件外圆面将探头对准内圆面的标准沟槽，调整增益，使最大反射高度为满刻度的80%，将该值标在面板上，以其为检测灵敏度；不改变仪器的调整状态，再移动探头测定外圆面的标准沟槽，并将最大的反射高度也标在面板上。
将上述两点用直线连接并延长，绘出距离-波幅曲线，并使之包括全部检测范围。
内圆面检测时检测灵敏度也按上述方法确定，但探头斜楔应与内圆曲率一致。
E.5 记录E.5.1 缺陷在仪器荧光屏显示的有效区为连接距离-波幅曲线两点间的区域。
E.5.2 记录波幅在距离-波幅曲线高度50%以上的缺陷反射波和缺陷位置。
缺陷指示长度按-6dB法测定。
当相邻两个缺陷间距小于或等于25mm时，按单个缺陷处理。
E.6 质量分级E.6.1波幅高于距离-波幅曲线的缺陷质量等级定为III级。
E.6.2波幅在距离-波幅曲线的50%～100%的缺陷按表E.1分级。
表E.1 缺陷质量分级质量等级单个缺陷指示长度I ≤1/3壁厚，且≤100mmII ≤2/3壁厚，且≤150mm III 大于II级者。
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斜探头性能测试
一、实验目的：
1.通过实验掌握斜探头的主要性能及测试方法。
2.了解斜探头的主要结构及其使用方法。
二、实验设备和器材
1.斜探头
2.CSK-lA试块
3.超声检测仪
4.机油少许
5.钢尺
三、实验内容
1.实验原理
斜探头的性能指标主要有入射点、K值、声轴偏斜角。
入射点是指探头发射超声波的发射点，主要通过测量前沿距离（探头前端与入射点之间的距离）来测定。
K值是斜探头的折射角的正切值。
声轴偏斜角是指斜探头水平截面内声轴的偏斜程度。
2.测定斜探头的入射点。
3.测定斜探头的K值。
四、实验步骤
（一）斜探头入射点的测定
（1）将斜探头放在IIW试块上，如图所示A位置，探测R100圆柱曲底面。
（2）移动探头，当R100圆柱曲底面回波达最高时，斜楔底面与试块圆心的重合点就是该探头的入射点。
用钢尺量出距离M，这时探头的前沿距离为R-M
（二）斜探头K值的测定
（1）将斜探头放在IIW试块上，如图所示C位置，探测Φ50通孔。
（2）移动探头，当Φ50通孔的回波达最高时，用钢尺量出距离L，这时探头的K 值为
五、思考题
斜探头的K值、入射点有误差时，对超声检测有何影响？。