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（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S l，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。

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、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=20lg(100／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A(Φ50)、B(Φ44)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<1.5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。