超声波仪器探头性能指标及其测试方法

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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Δ L: 式中:Δ L:水平线性误差,%; B :水平全刻度读数。
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:
(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。
S=S1--S 0(dB) ……………………………………… (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:
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。
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
通用仪器 ≥ 46dB
≤6%
≥26 dB ≥26 dB
数字仪器 ≥60 dB
探头 直探头
频率误差 ≤15%
相对灵敏度余 量
≥40dB
分辨力 ≥26 dB
声轴偏斜角 ≤1.5 °
斜探头
≤15%
≥60dB ≥18 dB
当探头入射角在 6o~8o时( 如图 15) k=:(X+a) /200………………………… (11) β=arctg k
当探头入射角在 9o~11o时( 如图 16) k=(X+a) /80;………………………… (12) p=arctg k
图 15
小角度探头人射角α和折射角β对应关系如表
图 16
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 o。
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:
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Φ 2 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--S 0(dB)
3( 斜块声速取 2730m/s) 。
表3
入射角α 5°




10°
11°
12°
折射角β 10.86 ° 13.06 ° 15.27 ° 17.5 ° 21.76 ° 22.04 ° 24.35 ° 26.7 °
6 相对灵敏度
(1) 直探头 ( 等同于探伤灵敏度余量 ) a) 使用 2.5MHz、Φ 20 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 器的读数 S0。
10%记下此时衰减
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Φ 2 平底孔,如图 17 所示。移 动探头使中Φ 2 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:
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 dB 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
波高理论值 100 79.4 63.1 50.1 39.8 31.6 25.1 20.0 15.8 12.5 10.0
7.9 6.3 5.0
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
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。 (6)Dx 、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
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。
百度文库
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
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、Φ 20 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:
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。
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---H 1 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 。
2、灵敏度余量( dB)
a) 使用 2.5MHz、Φ 20 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 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:
S=S2-S0(dB) ………………………………………… (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Φ 3×80 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。
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。
相关文档
最新文档