1、- 1 -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% 26 dB 26 dB 2%数字仪器 60 dB 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 26 dB 1.5斜探头 15 % 6 0dB 18 dB 4%小角度探头 15 % 50 dB 16 dB 2不动车专用 75 dB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
2、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、20 直探头和 CS1 5 或 DB-PZ202 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- 2 -动探头使中 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
3、，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
4、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- 3 -至刚能辨认之最小值(一般约为 35)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)
5、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 DBD1，DBPz20-2，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
6、 L：式中：L：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- 4 -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、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
7、 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(100h) 若 h=0 或两波能完全分开，则取 R30dB。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=3T3 计算回波频率 fe，再按下式计
8、算回波频率误差：- 5 -口 fe=(fe-f0)f 0100 (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
9、，则该探头的分辨力 R 用下式计算：R=20lg(100h) (8)(1) 若 h=0 或两波能完全分开，则取 R30dB。(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，- 6 -探测试块上 A(50) 、 B(44) 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 R30dB。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 K2.5 时，则观察图 10(c)
10、的 1.5mm 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 ， 即为被测探头折射角，读数精确到 0.5。图 10按下式计算 K 值：K=tg式中：折射角， （） ；(2)小角度纵波探头 K 值和 角的测定在小角度探头的 K 值和 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 TZSR 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 68 时(如图 15)k=：(X+a) 200 (11)=arctg
11、k当探头入射角在 911 时(如图 16)- 9 -k=(X+a)80；(12)p=arctg k图 15 图 16小角度探头人射角 和折射角 对应关系如表 3(斜块声速取 2730ms)。表 3入射角 5 6 7 8 9 10 11 12折射角 10.86 13.06 15.27 17.5 21.76 22.04 24.35 26.76 相对灵敏度(1)直探头 (等同于探伤灵敏度余量)a)使用 2.5MHz、 20 直探头和 CS15 或 DB-PZ202 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
12、) 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 2 平底孔，如图 17 所示。- 10 -移动探头使中 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-S0(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：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 380 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。
