1、ICS 19.100 N77 GB 和国国家标准11: ./、中华人民GB/T 27664.2-2011 无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分:探头Non-destructive testing-Characterization and verification of ultrasonic test equipment-一Part2 : Probes 2011-12-30发布2012-05-01实施数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布G/T 27664.2-20门目次前言.Il 范围2 规范性引用文件3 术语和定义、符号和缩略语14 一般要求.45 由
2、制造者提供的探头技术指标.5 6 检测器具.6 6. 1 电子仪器.6 6.2 试块及其他器具.77 探头性能要求.10 7.1 外观四7.2 射频脉冲波形7.3 脉冲频谱和带宽.12 7.4 相对脉冲回波灵敏度.7.5 距离幅度曲线7.6 电阻抗或静电容.15 7.7 液浸式探头的声柬参数.7.8 接触式探头、直射探头和单换能器探头的声束参数.23 7.9 接触式横波单换能器斜射探头的声束参数.26 7.10 接触式双换能器直射探头的声束参数.30 7.11 接触式横波双换能器斜射探头的声束参数.32 附录A(规范性附录)非聚焦探头近场长度的计算.34 附录B(资料性附录)斜射探头用的校准试
3、块36G/T 27664.2-20门目。吕GB/T 27664(元损检测超声检测设备的性能与检验分为以下三个部分:一一第1部分:仪器;一一第2部分:探头;一一第3部分:组合设备。本部分为GB/T27664的第2部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本部分使用重新起草法修改采用欧洲标准EN12668-2: 2001(无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分:探头)(英文版)，包括其1号修改单EN12668-2: 2001/ Arnel: 2004 0 本部分的文本结构和技术内容与EN12668-2 :2001一致。本部分与EN12668-2 :2001的差异及其原因如下:删除
4、了EN前言，并重新编写了前言;-一用本部分一词代替了本欧洲标准;一一删除了第l章中对探头检测的要求;修改了第2章规范性引用文件中的引导语;第2章规范性引用文件中所引用的国际标准己转化为我国标准的，则本部分直接引用了与之相对应的我国标准的最新版本;第2章规范性引用文件中引用的国际标准ISO9001: 1994和ISO9002: 1994已合并修订为ISO9001: 2008，故本部分直接引用了与ISO9001: 2008相对应的我国国家标准GB/T 19001-2008; 第2章规范性引用文件中增加了GB/T12604. 1-2005(元损检测术语超声检测); 术语3.1、3.2.1和3.2.2
5、分别采用了GB/T12604. 1-2005中界定的术语7.2、6.10和2.19 及其定义;在第4章保证探头质量的内容中增加了c)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国试验机标准化技术委员会(SAC/TC122)归口。本部分起草单位:汕头市超声仪器研究所有限公司、长春机械科学研究院有限公司。本部分主要起草人:王兴雄、刘智力、蔡恒辉。I GB/T 27664.2-2011 1 范围无损检测起声检测设备的性能与检验第2部分:探头GB/T 27664的本部分规定了下列两类聚焦或非聚焦式超声无损检测用探头及其检验方
6、法za) 产生横波或纵波的单换能器或双换能器接触式探头;b) 液浸式探头。本部分中规定的与材料有关的超声数值，是基于纵披超声声速为(5920 :l: 50) m/s和横波超声声速为(3255士30)m/s的钢。本部分未规定探头的周期检验方法。本部分适用于中心频率在O.5 MHz15 MHz范围内的聚焦或非聚焦式探头。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 12604.1元损检测术语超声检测(GB/T12604. 1一2005,ISO 5577 :200
7、0 , IDT) GB/T 19001质量管理体系要求(GB/T19001一2008，ISO9001: 2008 , IDT) GB/T 19799.2元损检测超声检测2号校准试块(GB/T19799.2-2005 ,ISO 7963: 1985 ,IDT) GB/T 27664.1元损检测超声检测设备的性能与检验第1部分:仪器GB/T 27664.3元损检测超声检测设备的性能与检验第3部分:组合设备EN 1330-4无损检测术语第4部分z超声检测术语(Nondestructive testing-Terminology Part 4: Terms used in ultrasonic tes
8、ting) EN 12223元损检测超声检测1号校准试块规范(Non-destructivetesting-Ultrasonic examina tion-Specification for calibration block No. 1) 3 术语和定义、符号和缩略语GB/T 12604. 1和EN1330-4界定的以及下列的术语和定义适用于本文件。3. 1 盲区dead zone 靠近工件检测面下的一段区域，在此区域中有意义的反射体不能被显示。3.2 焦距和近场长度3.2.1 焦距focal distance 聚焦探头从焦点到声源的距离。1 GB/T 27664.2-2011 3.2.2
9、近场长度nearfield length 超声信号源到近场点之间的距离。3.3 声束水平面horizontal plane of a sound beam 用斜探头时，与声束垂直面垂直的并包含被检件中声轴的平面。3.4 工作频率operating frequency 中心频率centre frequency 10 在回波频谱中，相对于最大幅度低-6dB处测定的较高和较低截止频率lu和11.并按下式定义中心频率10: 10=叮uX 11 3.5 峰-峰值幅度peak-t&-peak amplitude h 脉冲周期的最大正向幅度与最大负向幅度间的最大差值，见图10口同阿飞L 说明:h一一峰峰值幅
10、度;L一一脉冲宽度。固1典型的超声脉冲3.6 探头数据表probe data sheet 每个探头都带有有关该探头性能的数据表，它不作为单个探头性能的检测证书。 3. 7 3.8 3.9 脉冲宽度pulse duration 不检波脉冲幅度的模不低于其最大峰-峰值幅度10%的时间间隔，见图10参考侧面reference side 除制造者另有规定外，参考侧面为从斜射探头声束方向看过去的右侧面。相对带宽relative bandwidth A. frd 高、低截止频率fu和fl差值与中心频率fo之比的百分数。. frel =(fu - fl)/foJ x 100% 3. 10 探头的偏向角3.
11、10. 1 直射探头的偏向角squint angle for straight-beam probes s 直射声束探头发射点到检测面的垂线与声束轴线之间的角度，见图20说明:1一一超声探头;2一一电磁声(EMA)接收器;3一一回波pe一一俯移;8一一偏向角。3. 10.2 Q K 图2直射探头的偏向角与偏移斜射探头的偏向角squint angle for angle-beam probes s Xm GB/T 27664.2-20门斜射声束探头外壳侧面与测得的声束轴线在检测面上投影线之间的角度，见图3。3 GB/T 27664.2-2011 说明:1一一超声探头;2 电磁声(EMA)接收器5
12、3 回波s一一声束角;8一一偏向角;e一一俯移。X c 圈3斜射探头的偏向角与偏移E 3. 11 换能器transducer 探头中将电振荡转换成机械振荡(反之亦然)的换能元件，在大多数情况下为压电元件。3. 12 声束垂直面vertical plane of a sound beam 由斜射探头模块内声束轴线和被检件内声束轴线构成的平面。4 -般要求哇探头应符合下列规定:a) 应满足本部分的技术要求;b) 探头有标明工作频率、换能器尺寸、角度和波型的唯一编号，或有能追溯这些信息的固定参考号;c) 提供按第5章给出相应型号和系列的探头性能数据表。选择下列方式之一来保证探头质量:a) 在按GB/
13、T19001建立的质量管理体系下生产的大批量相同类型探头的条件下，应按统计法抽取一定数量探头进行检测，而且制造者要提供包括带有允差的规定参数值的探头数据表。b) 提供单个探头检测结果的探头检测证书，这种情况仅适用于小批量生产的各类型的探头或按要求生产的专用探头。GB/T 27664.2-2011 c) 对探头各项例行检测应按GB/T27664. 3中规定的现场检验方法进行。如果在探头的使用期限内经合同各方协商，对GB/T27664.3规定以外的某些参数进行检验，则增加的这些参数的检测方法宜从本部分规定的检测方法中选择。5 由制造者提供的探头技术指标表l给出了本部分规定的由制造者提供的所有探头数
14、据表中的项目清单(表1中字母:1一一信息数据、M一一测试数据、C一一计算数据)。该数据表也应包含有关检测探头用的测试仪器及其设定值和搞合条件等数据。表1数据表中要列出的项目清单探头类别接触式水浸式应提供的直射探头斜射探头直射探头项目、测纵波横波纵波横波纵波茧的或计单探算的参数单探头双探头头单探头双探头单探头双探头单探头非聚非聚非非聚非聚非聚非聚非聚聚聚聚聚聚聚聚聚焦焦焦焦焦焦焦焦焦焦焦焦焦焦焦制造商名称I I I I I I I I I I I I I I 探头类型I I I I I I I I I I I I I I 探头质量和尺寸I I I I I I I I I I I I I I 连接
15、器类型I I I I I I I I I I I I I 可交换射频接头I I I I I I 换能器材料I I I I I I I I I I I I I I 换能器形状和尺寸I I I I I I I I I I I I I I I 模块材料和延迟I I I I I I I I I I I I 耐磨片材料I 耐磨允差I I I I I I I I I I I I 泄漏抑制如fM M M M M 脉冲波形(时间和频率)M M M M M M M M M M M M M M M 中心频率和带宽M M M M M M M M M M M M M M M 脉冲回波灵敏度M M M M M M M
16、M M M M M M M M 距离幅度曲线M、CM、CM、CM、CM、CM、CM、CM、CM、CM、CM、CM、CM、CM、CM、C阻抗、静电容M M M M M M M M M M M M M M M 探头人射点(指标)M M M M M M M M 5 GB/T 27664.2-2011 表1(续)探头类别接触式水浸式应提供的直射探头斜射探头直射探头项目、测纵波横波纵波横波纵波量的或计单探算的参数单探头双探头头单探头双探头单探头双探头单探头非聚非聚非非聚非聚才在聚非聚非聚聚焦聚焦聚聚焦聚焦聚焦聚焦聚焦焦焦焦焦焦焦焦焦声束角M M M M M M M M 扩散角M M M M M 声束轴线
17、偏移M M M M M M M M M M M M M 偏向角M M M M M M M M M M M M M 焦距和近场M、CM、CM、CM、CM、CM、CM、C如f、CM、CM、C勘f、CM、C如f、CM、CM、C焦点宽度M M M M M M M M M M M 如fM M M 焦点长度M M M 如fM M M M 扣fM M 如fM M M 外观M M M M M M M M M M M M M M M I一信息数据;M一-测量数据;C计算数据;M、c=测量或计算数据。制造者应说明探头的工作温度范围、运输过程中特殊储存和防护条件。需经供应商和客户协商同意删减的某些项目和(或)增加表
18、1中未规定的其他一些项目。对于高温条件下使用的探头，制造者应提供与使用时长相关的最高工作温度的数据，以及有关温度对灵敏度和声束角影响的数据。6 检测器具6. 1 电子仪器对第7章规定的检测项目进行检测用的超声检测仪(或实验室用的脉冲发生器、接收器)应为探头数据表中规定的型号，并应符合GB/T27664. 1的规定。如检测时规定使用一种以上类型的超声检测仪，则应使用每一种附加的规定型号的超声检测仪重复进行检测。供专用型超声检测仪使用的探头，也应使用探头数据表中规定的探头电缆和电气匹配装置进行检测。注:当探头电缆长度超过2m时，可能对探头的性能影响很大。除超声检测仪或实验室脉冲发生器、接收器以外，
19、按本部分评价探头工作性能使用的主要仪器还有:6 a) 一台带宽不小于100MHz的示波器。b) 一台带宽不小于100MHz的频谱分析仪或一个具有离散型傅里叶变换(DFT)功能的示波器(或数字转换器)。GB/T 27664.2-20门。一台阻抗分析仪。d) 可选器具:1) 仅用于接触式探头:一电磁声(EMA)探头和接收器;二一指向性图形绘图仪。2) 仅用于液浸式探头:有效直径小于被测探头中心超声波长的两倍(但不小于0.5mm)的水听器及其接收器。放大器的带宽宜大于被测探头的带宽。6.2 试块及其他器具仅适用于接触式探头，在规定检测范围内应使用下述试块进行检测:a) 推荐使用具有不同半径R的半圆柱
20、形钢质试块。试块的半径范围从12mm200 mm，两个半径间隔为R-/言，材质应符合GB/T19799.2的规定。每个试块厚度应等于或大于其半径，最大厚度可达100mmo b) 具有如图4a)所示的平行平面和直径为3mm横孔的钢试块。试块尺寸应符合下列规定:1) 试块的长1、高h、宽w应使超声波声束不受其侧面影响;2) 孔深为d，、d2的横孔至少应有3个在近场区以外;3) 孔的间距s应使相邻两横孔显示的回波幅度至少下降26dB; 4) 材质应符合GB/T19799. 2的规定。c) 具有如图4b)所示的斜面切槽的钢试块和图4c)与图4d)所示的半球底孔钢试块。材质应符合GB/T 19799.2
21、的规定。使用这些试块分别在其垂直面及水平面上测量声束扩散。单位为毫米460 ON -TH 200 。因【国a) 3 mm横孔试块图4试块7 GB/T 27664.2-20门100 b) 切槽试块500 单位为毫米b ?o 59 lO c) 半球底斜孔钢试块图4(续)8 CLF一GB/T 27664.2-2011 单位为毫米500 COH 40 己国d) 横孔和半球底孔钢试块1)图4(续)d) 附录A给出了替代钢试块检测斜射探头入射点、声束角和声束扩散的计算方法。e) 钢直尺。f) 最小厚度为0.05mm的塞尺。注:如果只检测特定类型的探头时，并不需使用全部试块，如只检测直射探头时就不需要使用检
22、测斜射探头人射点和声束角的试块。检测液浸式探头时应使用下列反射体和附加器具:g) 一个具有平滑反射表面的钢球或半球形端面的钢棒。对于每个频率范围，使用的钢球或钢棒直径见表2: 表2适用于不同频率的钢球或钢棒探头中心频率/钢球或钢棒的直径d/MHz mm 3f15 d3 o. 5f3 3d5 h) 一个大平面的反射靶。靶的横向宽度应至少为被测探头在7.7.2.2定义的焦区终端声束直径的10倍。靶的厚度至少应为检测时探头波长的5倍(根据靶材料的超声速计算得出)。i) 一个装备了具有下列五个自由坐标轴的手动或自动扫查架的液浸槽:1) 三个直线坐标轴X、Y、Z;1) 图4d)是从EN12668-2:
23、2001的图4c)中分出来的一种试块。9 GB/T 27664.2-2011 2) 二个角度坐标轴0和V。j) 自动记录方式:如果自动记录超声信号幅度，制造者应保证系统具有足够的准确度。应特别注意系统带宽、空间分辨力、数据处理及数据存贮对检测结果准确度的影响。本部分使用的全部坐标系如图12和图13所示。液浸槽的扫查装置宜能在X和Y方向上使靶与探头之间保持对准，以使在Z方向，100mm的距离对准误差的最大允许值为士0.1mmo 按7.7检测液漫式换能器的声束特性时，液浸槽的水温应保持在(20:1:2)oC。应注意水中声衰减的影响，在高频率时使用宽带探头会使回波频率下移。表3给出了频率下移与水声程
24、的对应关系。表3相对带宽b.w.为50%和100%的中心频率flJ的频率下移(以百分数表示)与总水声程长度的对应关系总水声程/10 b.w.j 口1口1MHz % 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 150 200 250 300 350 50 。1 1 l 1 2 2 2 3 5 100 。1 1 1 2 2 2 3 3 3 5 6 7 9 10 50 。1 1 2 2 2 3 3 3 5 6 7 9 10 10 100 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 16 21 24 28 31 50 1 1 2 3 4 4 b 6 6 7 10 13 15 18 2
25、0 15 100 3 6 8 10 13 15 17 19 21 23 30 37 42 47 50 50 1 3 6 7 8 9 10 11 16 21 24 28 31 20 100 5 10 13 17 21 24 27 29 32 34 44 51 56 61 64 50 2 4 6 7 9 11 12 14 15 17 23 29 3 38 41 25 100 7 14 20 24 29 33 36 39 42 45 5$ 62 67 70 74 50 3 6 8 10 13 15 17 19 21 23 30 37 42 47 50 30 100 10 19 26 32 37 41
26、 45 48 51 54 64 70 74 78 80 7 探头性能要求7. 1 外观7. 1. 1 检测方法400 3 111 11 34 23 54 34 67 45 76 54 I 82 目测检查探头的外观和装配质量，看其是否正确标识，以及存在能够影响探头性能和长期稳定性的表面缺陷及损伤。特别对于接触式探头，应使用直尺和塞尺测量探头接触面的平面度。7. 1. 2 验收标准对于接触式平探头，其整个接触面的间隙不应大于0.05mm。、lU GB/T 27664.2-20门7.2 射频脉冲谊形7.2.1 检测方法对于接触式探头采用图5所示的测量装置，对于液浸式探头采用图13所示的测量装置按下列
27、条件检测回波幅度和脉冲宽度:a) 检测接触式单换能器探头:采用来自半圆柱体试块的半圆柱面的回波，半圆柱面的半径应大于探头近场长度的1.5倍或在聚焦探头的聚焦范围内。b) 检测双换能器探头:使用一个半径最接近探头焦点的半圆柱体试块。c) 检测液浸式探头:对于聚焦探头，在焦距上使用一个大平面反射体;对于平换能器，在其大于1倍近场长度处使用一个大平面反射体。应记录脉冲发生器的设定值和测得的发射脉冲的峰-峰值幅度。建议绘制发射脉冲波形图，最好在其检测结果中包括这些脉冲波形图。E即2 mom mOM HOM E 。说明21一一脉冲发射器;2一一一示波器;3一一测试点;4一起声探头55一一参考试块。图5测
28、量回渡时间间隔的装置2)2) 图5与EN12668-2: 2001中的图5有差异。11 GB/T 27664.2-20门7.2.2 验收标准脉冲宽度误差的最大允许值为制造者规定的技术指标的土10%。7.3 脉冲频谱和带宽7.3. 1 检测方法使用与7.2相同的试块和检测装置，把反射体的回波放在闸门内，用频谱分析仪或离散傅里叶变换测出频谱。来自探头模块、探头外壳、阻尼块等的伪回波不应与参考试块回被同时进行分析，闸门最小应为脉冲宽度的两倍并对准脉冲的最大值。测量回波幅度下降一6dB时的高、低频率，如采用液浸式方法时，应依据表3对测量值进行修正。根据这些高、低频率儿和fl按公式(1)计算中心频率fO
29、:fO三n:女士带宽按公式(2)计算:b.f = fu fl 相对带宽按公式(3)计算，以百分数表示:b.f阻1= (b. f/ fo) X 100 7.3.2 验收标准中心频率偏差的最大允许值为数据表中规定频率的士10%。. ( 1 ) .( 2 ) . ( 3 ) -6 dB带宽偏差的最大允许值为标称带宽的:1:15%。如果频谱在fl和fu之间有多个最大值，相邻最大值和最小值幅度的差值不应超过3dBo 对于相对带宽超过100%的宽带探头，下限频率不应高于(1十10%)fl上限频率不应低于(1 -10%)fu o 7.4 相对脉冲回波灵敏度7.4. 1 栓测方法将超声检测仪设置为单发射(或接
30、收)方式，相对脉冲回波灵敏度按公式(4)计算zSrel = 20 loglo (Ve/V.) 式中zVe一一来自规定反射体(优选平面反射体)的放大前回波峰-峰值电压;V.一一按7.2测出的施加到探头上的峰-峰值电压。 ( 4 ) 由于探头灵敏度要受到藕合条件、脉冲发生器阻抗、探头、探头电缆和接收器的影响，采用不同类型的超声检测仪检测探头时，测出的探头灵敏度可能不同，因此，上述参数应在数据表中予以规定。7.4.2 验收标准相对脉冲回波灵敏度偏差的最大允许值为制造者规定指标的土3dBo 12 GB/T 27664.2-20门7.5 距离幅度曲线7.5. 1 方法超声脉冲幅度随探头距离的改变而变化，
31、因此，所有类型探头需要使用表4中规定的反射体测得的距离幅度曲线来评定反射体回波。表4测定距离幅度曲线用的反射体接触式液浸式圆板形反射体平底孔平端面棒圆柱形反射体横孔圆柱形棒球形反射体半球底孔半球形端头棒或球当检测接触式探头时，圆板形反射体、横孔和半球底孔均被用作为等效的反射体。检测液浸式探头时，通常使用小尺寸钢球来测量距离幅度曲线，见7.7.2。检测双换能器探头时，探头的隔声层应与横孔垂直。使用一组大小相同且与探头距离不同的反射体来绘制接收到的回波幅度与探头距离的关系图。每条曲线至少应有八个有效测量点。对于聚焦探头，选用的距离应覆盖焦距范围;对于非聚焦探头，此距离应覆盖包括近场长度在内的范围。
32、距离和幅度在数据表规定的超声检测仪的校准后的显示屏上测定。在获得最大反射体回波的各测试位置，通过提高增益，使噪声达到反射体回披原来幅度时为止，测定噪声与反射体回波的差值，由此得出一条噪声曲线。如果通过提高增益不能使噪声达到那样的幅度时，可采用下述方法估算测定的噪声与反射体回波的差值:例如反射体回波为全屏幅度的40%时，一一若噪声为全屏幅度的20%，则要将衰减器读数再加6dB; 一一若噪声为全屏幅度的10%，则要将衰减器读数再加12dB; 一一若噪声为全屏幅度的5%，则要将衰减器读数再加18dB。测量噪声曲线时，要移开反射体并清除探头表面搞合剂。制造者的数据表中，每种型号的探头都要配有曲线图，曲
33、线图中至少要有一条距离幅度曲线，还应有一条距离噪声曲线。图6a)示出了以钢制圆板形反射体计算出来的圆板形反射体的不同距离幅度曲线图距离增益尺寸图(DGS图)J的示例。图6b)示出了采用3mm横孔测出的距离幅度曲线图的示例。13 GBjT 27664.2-2011 说明:A 背面回波;B 噪声电平;D 距离，单位为毫米(mm);G 增益，单位为分贝(dB)。说明:A-一背面回波;B一-3mm横孔zC 噪声电平;D一一距离，单位为毫米(mm);f一焦区长度;G一一增益，单位为分贝(dB)o14 50 100 500 1 000 a) 钢制圆板反射体的距离幅度曲线节。甲:0 A 30 40 50 1
34、 比J.-队60 70 80 90 110 dB 10 100 500 1000 f D 一G b) 3 mm横孔的距离幅度曲线和噪声电平图6距离幅度曲线和噪声电平5000 mm D B C mm GB/T 27664.2-2011 7.5.2 验收标准在焦区长度内，规定反射体(例如3mm横孔)的回波与噪声电平的dB差不应比制造者规定的数值小3dBo 7.6 电阻抗或静电窑7.6. 1 检测方法对于有匹配电路的探头，例如有与换能器并联或串联电感线圈的探头，没有恒定阻抗或相位的频率间隔，因此，需要用完整的阻抗相位曲线来表征探头的特性。探头阻抗使用GB/T27664. 1规定的网络分析仪或阻抗增益
35、相位分析仪测定。将探头用固定电缆线直接连接到分析仪上，如电缆线是可更换的，则要用长度不超过100mm的电缆连接。接触式探头要与校准试块捐合;液浸式探头要在液体中检测。在以探头的中心频率为对称的一个频段内，绘制阻抗模和相位相对频率的关系曲线。对于没有匹配电路的探头，其电容根据阻抗增益相位分析仪测定的阻抗相位曲线来计算。对于频率低于探头中心频率30%的频率范围，其电容接近于恒定(换能器的电容为静电容)。7.6.2 验收标准测得的阻抗模和相位或静电容偏差的最大允许值为制造者规定指标的士20%。7.7 液浸式探头的声束参数7.7. 1 概述测试方法就是使用一个靶来研究探头在水中的声束特性。这个靶为一个
36、很小的、近似一个点源的反射体或一个水听器。用反射体或水昕器扫查声束测定探头的声束参数;或通过移动靶或探头来测定声束参数。如果该靶是一个反射体，则要采用回波方式。这样能同时检测了探头的发射和接收特性。如果靶为水听器，则要采用发射方式，但是只能检测探头的发射特性。应采用同一个反射体或水听器测量某一特定探头的所有声束参数。当采用水听器或不同类型的反射体测量时，测定的最大响应的位置会有微小变化。因此，基于测量结果重复性的原因，记录测量结果时也应记录所使用的仪器和靶的参数。6.1d)中的2)项和6.2g)列出了使用的靶。超声检测仪或脉冲发生器和接收器的设定值(脉冲能量、阻尼、带宽和增益)应与7.2规定的
37、要求相同。如检测过程中改变设定值时(例如改变增益)，新的设定值应记录在探头的检测报告中。建议用下述两种方法测量声束，它们的区别仅在于记录测量结果的方法不同。a) 直接测量规定的声束参数:按7.7.2的规定，第一种方法是在声束范围内直接读取规定点的参数值，见图7图11;15 G/T 27664.2-2011 Z 17句|严ZL1 ZD ZL 说明:1一一探头;Z一一距离。图7液浸式探头声束轴线上的有效点 ZLI ZL2 Zp h FD 说明zG一一增益，单位为分贝(dB);Z一距离，单位为毫米(mm);Fo 焦距，单位为毫米(mm);FL一焦区长度，单位为毫米(mm)。圈8液浸式非聚焦探头的声轴
38、剖面。说明zFo一一焦距，单位为毫米(mm);FL一一焦区长度，单位为毫米(mm);1 一一增益，单位为分贝(dB); 2一距离，单位为毫米(mm)。图9液浸式聚焦探头的声轴剖面16 Z Fw x, y, X2 Y2 a) 脉冲回波法说明:A 幅度;Fw 焦区宽度;1 -X轴或Y轴。A 。za) 剖面在焦点说明:A 幅度;1一-x轴或Y轴。图10灌浸式探头的横剖面x, y, GB/T 27664.2-2011 X Z Y2 b) 水昕器法。zb) 剖面在焦区长度的末端图11液浸式探头焦区长度的横剖面b) 采用自动扫查系统测量:按7.7.3的规定，第二种方法是在扫查过程中自动采集数据。扫查结果为
39、C扫描图像。提供检测结果时要附一张C扫描图像的拷贝，该拷贝其中应包括在7.7.3中定义的声级标尺。17 G/T 27664.2-2011 在接以下方法检测声束之前，如图12和图13所示，应先将声束轴线垂直于XY平面，以补偿偏向角。操作方法是调整探头夹持器的水平器的。角和V角这两个角度，使来自XY平面的平面靶的回波最大。说明:1一一一延迟s2一一显示屏;3 脉冲发生器54一一闸门F5一峰值检测器;说明:1 延迟52一显示屏;3一脉冲发生器54一一闸门;5一一峰值检测器;! 8 6 定位接口;7一记录仪;8 探头;9一一平板反射体。a) 通过调整声束轴线测量液浸式探头声束的装置8 9 6一一定位接
40、口;7 记录仪;8一一探头;9一一球反射体。b) 使用球反射体测量液浸式探头声束的装置图12测量液浸式探头声束的装置GB/T 27664.2-20门说明:1一一延迟;2一一显示屏;3一一脉冲发生器;4一闸门;5一一峰值检测器;6一-定位接口;7 记录仪;8 探头;9 水昕器。8 9 圄13用水昕器测量液浸式探头声束的装置7.7.2 声束剖面一一-直接在声束上测量7.7.2. 1 概述应采用下述两种方法之一记录超声回波峰值电压:a) 手动记录示波器显示屏上显示的幅度;b) 与扫查架移动同步，用记录仪、绘图仪或与其相当的仪器等自动记录幅度。采用第二种方法时，应从获得的图中推算出焦距、焦区长度、焦区
41、宽度、横截剖面和声束扩散。图12b)示出了当靶为反射体时所用的检测装置，图13示出了当靶为水听器时所用的检测装置。根据声束轴向剖面测出焦距和焦区长度，并根据横向剖面测出焦区宽度和声束扩散。7.7.2.2 轴向剖面一一焦距和焦区长度7.7.2.2.1 检测方法将靶放在探头的声束轴线上，使探头和靶相接触。设定探头前表面或声透镜的坐标为Zo，见图140移动Z轴上的靶(或探头)，使探头与靶的距离加大，测出信号最大时探头与靶的距离。19 GB/T 27664.2-2011 2 Z Z O 2 Z Zo 说明:1一一声束轴线;2 探头;Z 距离。图14测量班浸式探头时其坐标系零点Zo的确定调整X和Y的位置
42、，进一步使信号幅度达到最大值，设距离坐标为Zp电压为Vp0焦距按公式(5)计算:FD=lzp-Zol .(5) 通过增大或减小探头与反射体之间的距离来测定焦区的极限值，即找出对于使用反射体时使Vp降低6dB或使用水听器时使Vp降低3dB的两个点，ZLl和ZL2是这些点在Z轴上的坐标。焦区长度按公式(6)计算:F L = I ZL2 - ZLl I 7.7.2.2.2 验收标准焦距和焦区长度误差的最大允许值为制造者规定指标的士15%。7.7.2.3 横剖面一一焦区宽度7.7.2.3.1 检测方法( 6 ) 检测方法使用与7.7.2.2相同的检测装置和设定值，按7.7.2.2的规定，将靶放在探头的
43、焦点处。测量X轴的焦区宽度时，沿X轴方向移动探头(或水听器)，并测出靶的回波幅度降低6dB(或采用水听器时，靶的回波幅度降低3dB)时的两个点X1和Xz0 测量Y轴的焦区宽度时，返回至X轴的焦点处，沿Y轴方向移动探头(或水听器)，测出Y轴上靶的回旋幅度降低6dB(当采用水听器时，靶的回波幅度降低3dB)时的两个点Yl和Yz0 焦点处的X轴和Y轴上的焦区宽度按公式(7)计算:W X1 = I X z - X1 I W Y1 = I Yz - Y1 I ( 7 ) 20 GB/T 27664.2-20门7.7.2.3.2 验收标准焦区宽度误差的最大允许值为制造者规定指标的土15%。7.7.2.4
44、横剖面-一声束扩散7.7.2.4.1 检测方法仅在探头不采用人工聚焦方式(例如加声透镜或用曲面压电元件)时，需检测声束扩散。按7.7.2.3的规定，通过在远场中测量声束宽度，从而推算出声束扩散。应按以下步骤测量:a) 按7.7.2.3，先测出焦点处声束宽度WX1和Wy1;b) 将靶(或探头)放置在按7.7.2.2测定的焦区长度的末端ZL2。记录峰值电压从声束轴线的最大值VL降低6dB (采用反射体时)或降低3dB(采用水昕器时)靶在X轴和Y轴上的位置坐标:X:、X和川、Y。在焦区长度末端处的声束宽度按公式(8)计算:Wl(2 = I X2- Xll WY2二IY2- Y11 . ( 8 ) X
45、、Y方向的声束扩散按公式(9)计算:Yx = arctan (Wl(2 - WX1 )/2(ZL2 - Zp) y二arctan(WY2 - W Yl) /2(ZL2 - Zp) . . . ( 9 ) 7.7.2.4.2 验收标准声束扩散误差的最大允许值为制造者规定值的:l:10%或10，取其较大者。7.7.3 声束剖面一一使用自动扫描系统测量7.7.3. 1 概述探头(或反射体)在不同平面上自动扫查过程中要记录超声回波峰值电压，还应记录在下述条件下，幅度随位置的变化量:a) 灵敏度、数据处理的幅度分辨力、扫查速度和扫查分辨力应足够大，以免信息丢失。自动扫描系统应有足够大的动态范围，以能采集
46、到未饱和的高幅度信号(在焦点处获得)和高信噪比的低幅度信号。b) 在焦点处测定的最大峰值电压Vp定义为odB级，对应odB、-3dB、-6dB、一12dB各级所用的代码应标记在扫查记录的标尺上。应按下述步骤通过三次扫查进行检测:a) 一次扫查z在包括声束轴线的XZ或YZ平面上进行扫查以测出焦距和焦区长度;b) 两次扫查:在焦距和焦区长度末端的XY横剖面上进行扫查。这两次扫查测出X和Y方向的焦区宽度和声柬宽度。声束扩散根据在XY平面上测定的声束宽度进行计算。7.7.3.2 采用扫查方式的声束剖面测定的焦距和焦区长度7.7.3.2.1 检测方法当靶为反射体时，使用与图12b)相同的检测装置F当靶为水昕器时，使用与图13相同的检测装置。GB/T 27664.2-2011 依据在包括声束轴线的平面上的扫查结果，推算出焦距和焦区长度。调整扫查架的位置以使:a) 其移动平面包含声束轴线;b) XZ或YZ平面的扫查区域足够大，能够包括焦区长度的末端和横轴(X和Y)上的两个点，这两个点的幅度比声束轴线上的点低6dB(采用反射体)或3dB(采用水听器)。根据C扫查图，还需测量下列参数:a) 7.7.2.2定义的焦距FD;b) 7.7.2.2定义的焦区长度F
