GBT 28880-2012 無損檢測 不用電子測量儀器對脈沖反射式超聲檢測系統(tǒng)性能特性的評定

N77無損檢測不用電子測量儀器對脈沖反射式超聲檢測系統(tǒng)性能特性的評定2012-11-05發(fā)布中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布I Ⅲ 1 13術(shù)語和定義 2 2 2 3 3 36.3垂直極限和垂直線性 66.4分辨力 6.5靈敏度和噪聲 6.6經(jīng)過校準的增益控制器準確度 6.8斜射檢測的靈敏度和分辨力 7.1總則 8精密度和系統(tǒng)誤差 9關(guān)鍵詞 附錄A(資料性附錄)專門設(shè)計的圖6所示分辨力參考試塊 附錄B(資料性附錄)許用的RB-RA型、RB-RC型、RB-E型參考試塊 附錄C(資料性附錄)采用斜射技術(shù)檢測時的靈敏度和分辨力測定方法 Ⅲ本標準使用重新起草法修改采用ISO18175:2004《無損檢測不用電子測量儀器對脈沖反射式超·用技術(shù)內(nèi)容相當?shù)腉B/T11259—1999代替了ASTME428-2000(見6.4.2);·用等同采用國際標準的GB/T12604.1代替了ISO5577(見第3章);·在文件清單中增加了等同來用國際標準ISO2400:1972的GB/T19799.1—2005(見附錄·在文件清單中刪除了ISO18175;2004原引用的JISZ2352,并將ISO18175:2004引用JISZ2352的內(nèi)容直接編寫成本標準的條款(見6.4.5和6.4.6)。1無損檢測不用電子測量儀器對脈沖本標準也可用于評定采用脈沖波列和A型顯示(射頻或視頻)的超聲檢測儀。本方法適用于車間于系統(tǒng)狀態(tài)不改變或無替代部件的重復使用的系統(tǒng)。本標準不能代替對用于檢測給定材料系統(tǒng)的GB/T12604.1無損檢測術(shù)語超聲檢測(GB/T12604.1—2005,ISO5577:2000,IDT)GB/T19799.1—2005無損檢測超聲檢測1號校準試塊(ISO2400:1972,IDT)ASTME114.接觸法直射聲束超聲脈沖回波檢測操作規(guī)程(ASTME114-1995,Standardpracticeforultrasonicpulse-echostraight-beamexaminationbythASTME127鋁合金超聲標準參考試塊的制作和檢驗操作規(guī)程(ASTME127-1998,Standard2immersedultrasonicexaminationbythereflectionIEEE標準100美國電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)電工和電子術(shù)語詞典(IEEEStandarddictionaryofelectricalandelectronicterms,Wiley-interscience,NewYork)GB/T12604.1和IEEE標準100界定的術(shù)語和定義適用于本文件。5.1本標準描述的方法適用于車間和現(xiàn)場條5.3盡管本標準包括了多種重要性能，然而5.7對系統(tǒng)進行評定或校準的頻次在本標準中未5.9本標準描述的評定方法一般能適用于采36.1.5當采用接觸法檢測時，應(yīng)穩(wěn)固地放置探頭，并確保耦合條件的變化不會影響檢測結(jié)果，見4試塊尺寸表圖1中的尺寸公差A1B1C1D1E1H1TW1所有表面：圖1推薦用于評定水平線性和垂直線性的試塊控制器，以顯示11個無干擾的背面回波。在檢測每個背面回波位置之前，將每個背面回波幅度調(diào)整至全屏幅度的50%。再調(diào)節(jié)各掃描控制器(范圍、微調(diào)或延遲),使第三和第九個背面回波的前沿分別位于全屏寬度的20%和80%處(依次將每個背面回波調(diào)至全屏幅度的50%)。當?shù)谌偷诰艂€背面回波精確對準上述的20%和80%全屏寬度位置后，將其他各個背面回波相對全屏寬度的位置讀出并記錄下來。如果檢測儀上沒有掃描延遲控制器時，則將第二和第八個背面回波分別對準全屏寬度的20%和580%位置，將始脈沖起點和其余多個背面回波相對全屏寬度的位置讀出并記錄下來。允許采用的替代方法：將參考試塊第一個背面回波的前沿調(diào)整到水平標尺刻度的零點，第六個背面回波的前沿調(diào)整到水平標尺滿刻度處。觀察并記錄第二至第五個背面回波的位置分別與水平標尺滿刻度的20%、40%、60%和80%標尺刻度的偏差，用該偏差表示時基線非線性的程度。6.2.4數(shù)據(jù)的分析處理6.2.4.1水平極限是以長度單位毫米表示的，是顯現(xiàn)在顯示屏水平標尺刻度線內(nèi)的最大可用掃描長度。除非另有說明，一般都假設(shè)該極限值代表100%水平標尺的滿刻度。如不能達到滿刻度，則表明檢測儀工作可能不正常。6.2.4.2水平線性檢測結(jié)果可用表格形式表示，或繪制成圖2所示的圖。通過兩個設(shè)置基準點的直線表示理想線性，而偏離此直線的位移量稱為偏差(以標尺滿刻度的百分數(shù)表示)。例如圖2所示的檢測點(第六個背面回波位于標尺滿刻度的55%處),其偏差為標尺滿刻度的5%。以“最差”的檢測點表示最大的非線性度。用全部落在一個規(guī)定允差之內(nèi)的一組連續(xù)檢測點表示線性范圍。圖2處理測定水平線性數(shù)據(jù)的示例6度進行比較所做的評定。本標準中描述了雙6.3.2方法A有效的高度范圍內(nèi)對這兩個信號進行比較。用HA和Hs(HA>Hg)分別表示這兩個信號的幅度值。有足夠的調(diào)整余量，能將HA(回波幅度較大者)從全屏幅度的10%調(diào)至全屏幅度的100%。操縱探頭整增益控制器，使HA以10%或更小的增量從全屏幅度的10%調(diào)至100%,按6.1.4規(guī)定的讀數(shù)準確度7表1用方法A通過雙信號(比值)法測定垂直線性范圍時供選用的初始值HA和與HA相對應(yīng)的比值為1.8～2.2的Ha值注：當采用優(yōu)選值時，可直接從圖3的數(shù)據(jù)曲線圖中測定垂直線性范當增益增大時，在有效的垂直標尺刻度范圍內(nèi)，從一個大的反射體(例如參考試塊的表面)上能夠測得的最大乘直偏移量(對視頻信號而言，是指基線至峰值；對射頻信號而言，是指峰-峰值)稱為垂直極限。出具的報告中該極限值以長度單位毫米表示，并要注明其等效刻度格數(shù)。除非另有說明，假定該極限值代表垂直標尺滿刻度的100%,無法達到標尺滿刻度偏移量時，則表明檢測儀工作可能不正常。線性檢測數(shù)據(jù)可用表格形式表示，最好用曲線圖表示。除非有關(guān)文件另有規(guī)定，垂直線性范圍宜采用圖3所示的方法通過作圖確定。如果最初確立的是優(yōu)選設(shè)置條件(HA=60%FS,Hg=30%FS),則可將檢測結(jié)果直接繪制在圖3所示的標尺上。兩條極限值曲線圖示了Hg的刻度允差是從所設(shè)定的基準點處士1格開始(考慮了讀數(shù)誤差),到兩端點的士6格為止。理想線性定義為從原點通過基準點再延伸至垂直標尺滿刻度的一條直線。在確定線性范圍時，將相鄰的各數(shù)據(jù)點連接起來，并標出位于基準點上、下方與極限曲線相交的第一個點的坐標。線性上限值由曲線交點所對應(yīng)的HA值給出，線性下限值則由曲線交點所對應(yīng)的Hs值給出。若不能獲得優(yōu)選的設(shè)置值，則應(yīng)按同樣的方法作出新的線性直線并確定相應(yīng)的極限值。8X--H?,以水平標尺滿刻度的百分數(shù)(%FS)表示；Y——HA,以垂直標尺滿刻度的百分數(shù)(%FS)表示；1——理想直線。6.3.3方法B92—發(fā)射端；圖4推薦用于測定垂直線性(方法B)和進行增益控制器校準的系統(tǒng)配置圖在單探頭的配置中，脈沖發(fā)生器和衰減器輸入端是并聯(lián)的。因此，為了將脈沖發(fā)生器隔離并在輸入超過其額定值時保護衰減器，可能需要使用降壓電阻器。而在采用雙探頭的配置中，則不需進行隔離。由檢測介質(zhì)所提供的聲程長度宜足以把始脈沖(或任何檢測儀的互相干擾)與所需要的信號分開，所謂的所需要的信號通常是指第一次背面回波或界面回波(單探頭法),或第一個穿透信號(雙探頭法)。在大多數(shù)檢測情況下，采用50mm水中聲程或150mm金屬(如鋁合金)中聲程即可滿足要求。6.3.3.2檢測方法將外部衰減器的衰減量置于約30dB,再調(diào)整檢測儀的掃描和增益控制器，在讀數(shù)允差內(nèi)(即不超過2%FS或更小),使顯示屏中央形成一個全屏幅度50%的信號。以1dB步進逐漸減小外部衰減量，直至達到全屏幅度100%為止，并記錄每一步進的信號幅度以標尺滿刻度的百分數(shù)表示。重新調(diào)整外部衰減器，使信號再次達到全屏幅度50%,并將外部衰減量以2dB步進逐漸增大，共增進五擋，然后再以4dB步進逐漸增大衰減量，直到信號基本消失為止。記錄每一步進的信號幅度。與相對衰減量對應(yīng)的垂直信號幅度與相對衰減量對應(yīng)的垂直信號幅度0000245689865432Hx是經(jīng)過校準的檢測裝置上垂直標尺指示的讀數(shù)值。Hr是理想線性響應(yīng)的理論值。得到的幅度讀數(shù)值，其差值(可以是正值或負值)就是偏離理想直線的偏移量，示。在所有顯現(xiàn)的規(guī)定極限值內(nèi)的一系列幅度值中，從最小值一直到最大值的范圍，稱為線性范圍。作圖法需要采用對數(shù)標尺或進行反對數(shù)運算，以獲得直線的線性圖。便于使用的優(yōu)選形式如圖5所示。偏離了理想直線的偏移量能直接以標尺滿刻度的百分數(shù)讀出；而垂直線性范圍則通過圖5所示的兩條極限值線確定。對于規(guī)定的任何允差值，都可采用類似的方法作出不同的極限值線。圖5采用方法B(輸入/輸出法)測定垂直線性范圍用的數(shù)據(jù)曲線圖A—A6.4.3檢測方法根據(jù)所檢測的規(guī)定型式的檢測儀的周期檢驗標準的規(guī)定，確定所需用的試塊、頻率、探頭和檢測條到全屏幅度的80%。使用該試塊，調(diào)節(jié)檢測儀的控制器，將系統(tǒng)靈敏度調(diào)整到規(guī)定的水平，而又不過多降低分辨力。為了獲得最佳的靈敏度-分辨力性能，常需調(diào)整脈沖長度以及一個或多個增益控制器。當采用液浸法檢測時，要使探頭橫向移動，從而獲得最大的孔信號幅度，并要使探頭與界面保持垂直。按規(guī)定可能需要較大的增益，因而除了在調(diào)整相對于界面的垂直度以獲得最大信號以外，之后不要再降低增益。入射面和背面分辨力測定方法如下：確保使界面信號達到最大(必要時可降低靈敏度)。如果從所需要的任一檢測孔獲得的顯示回波最高達不到全屏幅度的80%或更高時，應(yīng)增大靈敏度直至達到為止。除非有關(guān)文件另有規(guī)定，在上述條件下，只有滿足了下述要求才能認為一個孔被分辨出來了：即孔的顯示回波能清晰地與相鄰的界面回波分開，分開處幅度不超過全屏幅度的20%;當移動探頭至所檢測孔的信號消失時，在整個檢測范圍內(nèi)的雜波要不大于全屏幅度的20%,如圖7所示。如果由于試塊尺寸的限制而無法達到上述要求時，應(yīng)選用具有較長金屬聲程的相似類型的試塊進行檢測。當這兩種方法都不能使用時，則要估計出孔信號附近處的剩余噪聲，并在檢測報告中記錄這種限制情況。如果還要求測定近表面區(qū)域內(nèi)的線性，例如評定圖8調(diào)整檢測儀控制器，使可分辨的信號幅度達到全屏幅度的80%,然后使用校準過的增益控制器，以較小步進降低靈敏度，直至其福度達到全屏幅度的20%。記錄所需要的增益變化量(單位為分貝)。圖7測定近表面和背面分辨力時顯示器的典型響應(yīng)入射面和背面分辨力由從檢測孔底面至相應(yīng)表面的金屬聲程、孔徑和用來調(diào)整檢測靈敏度的參考試塊(如果不采用分辨力試塊中的指定孔)確定。在分辨力檢測范圍內(nèi)，響應(yīng)的非線性由12dB與檢測孔顯示回波從全屏幅度的80%降至20%時所需的增益變化量的增量二者的差值(單位為分貝)表示。6.4.5許用的替代方法以及背面分辨力的定義經(jīng)用戶同意，可采用下述型式的替代參考試塊：帶有多個距試塊基準背面不同距離平面的大平底試塊如附錄B中圖B.1所示的RB-RA型試塊和帶有多個距入射面不同距離的直徑為4mm的平底孔試塊如附錄B中圖B.2所示的RB-RC型試塊。可以使用下述的分辨力替代定義：來自相鄰的不同平面的兩個幅度為顯示屏全屏幅度100%的回波信號，在其相交處的幅度為全屏幅度的3%(-30dB)時，檢測儀顯示的兩平面間的距離；或幅度為顯示屏全屏幅度100%的背面回波與另一個平面背面回波信號相交處的幅度為全屏幅度的3%2)(-30dB)時，檢測儀顯示的背面與另一不同平面間的距離。這里術(shù)語“全屏幅度100%”涉及的垂直偏移的最大線性范圍由相關(guān)文件規(guī)定的線性極限值定義。6.4.6許用的替代方法以及近表面(入射面)分辨力的定義帶有多個距入射面不同距離的直徑為4mm的平底孔。在這種情況下可替代的分辨力定義是：一個幅度為全屏幅度100%的平底孔信號與入射面信號相交處的幅度為全屏幅度的3%(-30dB)時，檢測儀顯示的平底孔底面與入射面間的距離。6.5靈敏度和噪聲6.5.1重要性靈敏度是衡量檢測系統(tǒng)探測來源于尺寸、幾何形狀或距離而產(chǎn)生的相應(yīng)小幅度信號不連續(xù)能力的參數(shù)。噪聲能夠掩蓋不連續(xù)信號，從而限制不連續(xù)的可探性。噪聲的來源可能是電學或聲學的，如果噪和信噪比是相互關(guān)聯(lián)的，對它們的評定宜在相似的檢測條件下進行。除非所檢測的規(guī)定型式的檢測儀的周期檢驗標準另有規(guī)定，檢測用參考試塊應(yīng)從符合6.4.2a)中規(guī)定的一組面積和(或)幅度的鋁合金標準參考試塊中選取。這樣的試塊能夠作為評定系統(tǒng)性能的比較基準，但如果需要其他特定材料或檢測條件下的數(shù)據(jù)，應(yīng)使用適當?shù)奶厥庠噳K。當選用6.4.2a)中規(guī)定檢測頻率(0.4～1.5)MHz(1.0～2.5)MHz(2.0～10.0)MHz試塊代號5-0300～8-03002-0300～6-03001-030 1——Φ0.4mm;2——ΦC.8mm;3——Φ1.2mm5—Φ2.0mm;6——Φ2.4mm;7——Φ2.8mm,8—φ3.2mm。6.5.3檢測方法將檢測儀的靈敏度降至最低，測定當產(chǎn)生幅度至少為全屏幅度的60%,且在檢測范圍內(nèi)基線噪聲不大于全屏幅度的20%時的最小孔尺寸。如果參考試塊尺寸允許，可將探頭從檢測孔輕輕移開，測得的在信號所在的相同區(qū)域內(nèi)的噪聲也不應(yīng)超過全屏幅度的20%。否則，應(yīng)按6.4.3規(guī)定的檢測方法測定噪聲。如果信號幅度大于全屏幅度的60%時，要將試塊編號、噪聲電平和信號幅度記錄下來。如果在最高靈敏度時噪聲超過了全屏幅度的20%,則減小增益使噪聲降低到全屏幅度的20%,然后測定最小的孔，使其回波幅度達到全屏幅度的60%或更大些，并將試塊編號、噪聲電平、信號幅度和增益的減小量(單位為分貝)記錄下來。如可用的最小孔所產(chǎn)生的顯示信號超過了全屏幅度的100%,使用增益控制器將孔的顯示信號降至全屏幅度的60%,并記錄保持噪聲不超過全屏幅度的20%時所用的增益量6.5.4.1靈敏度定義為：檢測儀在信噪比大于或等于3:1,并在所需要的增益控制器設(shè)置值(即最大增益或保持噪聲不超過全屏幅度20%時的合適的增益量)下，要求產(chǎn)生的信號幅度為全屏幅度的60%時顯示的規(guī)定孔尺寸或檢測距離。6.5.4.2系統(tǒng)噪聲如果在最高靈敏度時，其幅度小于全屏幅度的20%,則用最高靈敏度時的噪聲幅度峰值表示；否則用使噪聲下降，并使可用的最小孔回波幅度降為不低于全屏幅度的60%時增益的減小量(單位為分貝)表示。按此規(guī)定，在檢測報告中宜同時報告總噪聲和電噪聲值。圖8測定靈敏度和噪聲時顯示器的典型響應(yīng)6.5.5許用的靈敏度檢測替代方法以及數(shù)據(jù)的分析處理經(jīng)用戶同意可以使用的測定檢測儀“靈敏度余量”的方法是：設(shè)定并記錄而產(chǎn)生全屏幅度的10%噪聲峰值時增益控制器的值。然后將探頭耦合到有關(guān)文件規(guī)定了指標的合適的參考試塊上，記錄參考試塊的信號達到全屏幅度50%時增益控制器所設(shè)定的值與“非耦合”產(chǎn)生的噪聲峰值達到全屏幅度10%時增益控制器的值之差為“靈敏度余量”,單位為分貝。6.6經(jīng)過校準的增益控制器準確度6.6.1重要性當通過與一個參考信號進行比較對回波信號幅度做定量檢測時，應(yīng)使用經(jīng)過精確校準的增益控制器，尤其是參考信號幅度與回波信號幅度相差較大時就更要這樣做。在進行此項檢測時，都假定增益控制器是以慣用的分貝為單位校準的。有關(guān)增益控制器的術(shù)語與定義參見6.1.2。回波盡可能近似地回復至全屏幅度60%的參考線上。在校正過程中，使用1.0dB或合適的較小衰減增量，宜使所調(diào)整的幅度始終處在全屏幅度的56%～64%之間，將增益控制器和外部衰減器的新調(diào)定