(高清版)GBT 42399.3-2023 無損檢測儀器 相控陣超聲設(shè)備的性能與檢驗 第3部分：組合系統(tǒng)

f國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I 1 1 1 2 3 4 7 78.1通則 78.2陣元和通道 78.2.1通則 78.2.2通道分配 88.2.3陣元相對靈敏度 8 8.3.2未飽和性 8.3.3接觸式探頭的聲束特性 8.4成像檢查 20 8.4.3-6dB斑點尺寸 219.2設(shè)備外觀檢查 219.2.1檢測方法 219.2.2驗收標(biāo)準(zhǔn) 219.3陣元相對靈敏度 22 229.3.2檢測方法 22Ⅱ 22 9.5.1通則 9.5.3驗收標(biāo)準(zhǔn) 9.6.1通則 9.7探頭入射點 249.7.1通則 9.7.3驗收標(biāo)準(zhǔn) 9.8折射角 25 附錄A(資料性)測試項目及驗收標(biāo)準(zhǔn) 28ⅢV1超聲檢測系統(tǒng)。該檢測方法對現(xiàn)場或車間環(huán)境下的用戶均適用。其目的是在檢測前對系統(tǒng)正確工作、聲束特性或?qū)ο到y(tǒng)是否性能退化進行檢驗。該檢測方法不是為了證明系統(tǒng)適合特定的應(yīng)用，而是為了下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文ISO5577無損檢測超聲檢測術(shù)語(Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Vocabula-ISO18563-1無損檢測相控陣超聲設(shè)備的性能與檢驗第1部分：儀器(Non-destructivetes-ting—CharacterizationandverificationofultrasonicphasedarrEN1330-4無損檢測術(shù)語第4部分：超聲檢測用術(shù)語(Non-destructivetesting—Terminolo-EN16018無損檢測術(shù)語相控陣超聲檢測用術(shù)語(Non-destructivetesting—Terminology—Termsusedinultrasonictestingwithphasedarrays)EN16392-2無損檢測相控陣超聲設(shè)備的性能與檢驗第2部分：探頭(Non-destructivetes-ting—Characterizationandverificationofultrasonicphasedarrayequipmen2包括符合ISO18563-1的儀器和符合EN16392-2的探頭，并已通過本文件第8章規(guī)定的第1組測試和第9章規(guī)定的第2組測試的系統(tǒng)。第6章描述的探頭在每個位置的發(fā)射和激發(fā)孔徑規(guī)格。記錄系統(tǒng)測試結(jié)果并用于與參照系統(tǒng)的數(shù)值進行對比的文件。4符號表1的符號適用于本文件。定義λ陣元的相對靈敏度a%%%除了失效陣元之外，所有陣元信號幅度的平均值D3表1符號(續(xù))定義幅度-距離測量的參考增益N與激發(fā)孔徑相關(guān)的近場長度θ折射角p陣元間距X和設(shè)置)前應(yīng)根據(jù)第8章(第1組測試)和第9章(第2組測試)進行檢測。在工作車間或現(xiàn)場的任一套系統(tǒng)均應(yīng)定期進行第2組測試，在每次第2組測試后，更新系統(tǒng)記陣元和通道陣元相對靈敏度折射角——探頭入射點折射角——工件上的入射點4表2測試項目(續(xù))聲束尺寸偏向角柵瓣(推薦)幅度比較陣元相對靈敏度探頭入射點折射角偏向角5模式1模式2模式3模式5模式6每個激發(fā)孔徑的法則是否相同模式111不適用不適用6表3操作模式(續(xù))每個激發(fā)孔徑的法則是否相同1多個不適用電子扇掃不適用多點聚焦多個1相同相同等深度聚焦多個多個均相同電子扇掃均相同多點聚焦多個1每個孔徑的聲束不同每個孔徑的聲束不同等深度聚焦7表3操作模式(續(xù))每個激發(fā)孔徑的法則是否相同多個多個不同電子扇掃不同多點聚焦注1:為了簡潔，只注明聲束中心線，箭頭為聲束方向，圓點為聚焦點。注2:探頭陣列和測試工件間的介質(zhì)可是液體(液浸)或者固體(如楔塊位置);8第1組測試8如果用的是外形特殊設(shè)計的探頭楔塊，如有可能，宜在沒有楔塊的情況下檢驗陣元通道的均9GB/T42399.3—2023/ISO1856測量每一陣元信號的幅度A。測量每一陣元信號的幅度A。每個陣元的相對靈敏度(單位dB)按公式(1)計算：△Se=20log(A./Amean)Aa——單個陣元信號的幅度；△S——陣元相對靈敏度。參考靈敏度An是指除失效陣元外的陣元信號幅度的平均值。同時要計算出Aa并記錄至系統(tǒng)記如果陣元靈敏度相對Are偏差大于3dB,則應(yīng)進行補償。 確認(rèn)信號下降到全屏高度的約40%,之后是約20%位置。08.3.3.2折射角——探頭入射點相控陣探頭的入射點位置并不是探頭的固有特性，非相控陣接觸式探頭也是如此。探頭入射點位置不但隨激發(fā)孔徑變化，還隨應(yīng)用于孔徑的延遲法則而變化。應(yīng)在初次使用前確定探頭聲束入射點和折射角，之后定期進行穩(wěn)定性驗證。可用以下兩種測量方法：a)先確定探頭入射點，然后測量折射角，該方法采用的參考試塊需具有1/4圓柱體(參見圖2)和橫通孔(參見圖3)。b)同時獲得探頭入射點和折射角，該方法需使用有橫通孔的參考試塊。根據(jù)所選擇的方法，可使用符合ISO2400或者ISO19675標(biāo)準(zhǔn)的參考試塊。采用如下兩種方法中最適合的一種實施：a)先確定探頭入射點，再測定折射角使用1/4圓柱體的參考試塊來確定探頭入射點。對于非聚焦聲束，圓柱體半徑應(yīng)比激發(fā)孔徑的近場長度更大。對于聚焦聲束，圓柱體半徑應(yīng)在聚焦范圍內(nèi)。應(yīng)將圓柱軸線標(biāo)記在參考試塊至少一側(cè)上，如圖2所示。標(biāo)引序號說明：圖2刻有軸線的1/4圓柱參考試塊與激發(fā)孔徑相關(guān)的近場長度N的估算值，可由標(biāo)準(zhǔn)公式(2)獲得，單位為毫米(mm):式中：D——激發(fā)孔徑的對角線長度，單位為毫米(mm);L——激發(fā)孔徑長度，單位為毫米(mm);W——激發(fā)孔徑寬度，單位為毫米(mm);λ——參考試塊材質(zhì)的波長，單位為毫米(mm)。調(diào)整探頭位置，使圓弧面回波達到最大。保持探頭位置，檢查陣元信號的未飽和性(參見8.3.2),如果是未飽和，那么探頭入射點應(yīng)與1/4圓柱軸刻度中心線對齊。一旦確定探頭入射點位置并記錄下來(例如在楔塊上做標(biāo)記),就應(yīng)采用已知橫通孔位置的參考試b)同時測定探頭入射點和折射角要求使用擁有至少4個不同深度橫通孔的參考試塊(4個橫通孔是否垂直對準(zhǔn)均可),參見圖4。圖4同時測量折射角和探頭入射點的原理——探頭在帶有4個橫通孔的參考試塊上的位置及關(guān)聯(lián)圖在參考試塊截面比例圖上根據(jù)這些孔的距離(a;)繪制對應(yīng)的孔深(d;)位置，然后畫出穿過這些點這樣探頭入射點和聲束角度就可在圖形上同時表示出來；探頭入射點位置對應(yīng)圖4的距離X,折射角日按公式(3)進行計算：在所關(guān)注區(qū)域內(nèi)進行沿聲束軸靈敏度的檢驗。如果本測試只采用一個固定距離，該距離值應(yīng)用于如果儀器支持自動記錄沿聲束軸靈敏度(如距離幅度曲線或者類似時間校正增益TCG的自動校這項測試要求使用的參考試塊在所關(guān)注區(qū)域內(nèi)帶有反射體。反射體為如圖5所示的橫通孔。調(diào)節(jié)增益，使任一橫通孔的回波最大幅度達到屏幕高度的80%。并測試陣元信號的未飽和性。將最大回波信號幅度時的反射體深度和/或聲程記錄下來，并在系統(tǒng)記錄表上記錄所用增益用相互平行且在不同深度的橫通孔參考試塊(參見圖5)來測量1)將探頭放在試塊上；1)將探頭放在參考試塊上。如果儀器支持自動記錄沿聲束軸靈敏度(如距離振幅曲線或者類似TCG的自動校正功能),該儀使用如圖5所示的帶橫通孔的反射體?？墒褂闷矫娣瓷潴w(如平底孔),但是實用性比較差。因其只適合垂直入驗證所有反射體的最大回波幅度達到滿屏高度80%以上，并檢驗陣元信號的未飽和性(見8.3.2)。記錄對應(yīng)的增益值G(錄入系統(tǒng)測試記錄表),作為之后進行系統(tǒng)穩(wěn)定性的距離幅度測量的參考距離幅度曲線和增益Gre應(yīng)記錄至系統(tǒng)記錄表。沿聲束軸的規(guī)定焦點和實測焦點之間的位置差值應(yīng)小于或等于聚焦區(qū)長度的一半(見圖8)。根據(jù)實際操作的激發(fā)孔徑，通過同時記錄回波幅度和探頭掃描運動進行測量。為了給聲束形狀定a)使用帶橫通孔的參考試塊1)將探頭放在參考試塊上方；2)在參考試塊上移動探頭，使其入射面垂直于參考試塊的橫通孔孔軸，以獲得探頭覆蓋區(qū)域3)對于反射體的最高幅度回波，要檢查其陣元信號的未飽和性(見8.3.2);4)記錄下每個反射體回波下降6dB時探頭的位置。用兩個一6dB位置點的間距乘以折射b)使用帶半球形底孔或平底孔的參考試塊該操作步驟與8.3.3.4.2b)相似。側(cè)面平行且不同距離位置的半球形底孔參考試塊1)將探頭放在參考試塊上。4)記錄反射體幅度下降6dB的探頭位置。用兩個-6dB探頭位置的間距乘以折射角的余 9第2組測試 調(diào)整增益使信號達到滿屏高度的80%,記錄下校準(zhǔn)最小950參考線調(diào)整增益，使反射體回波幅度達到滿屏高度的80%,并記錄增益值。該檢測使用同一延遲法則，檢查模式3和4中所有虛擬探頭靈敏度的均勻性。只采用一個選定的將所有虛擬探頭標(biāo)準(zhǔn)化后，使用相同延遲法則，每一反射體深度的幅度顯示應(yīng)在平均幅度響應(yīng)的 (資料性)測試項目及驗收標(biāo)準(zhǔn)見表A.1。陣元和通道最長TOF與離反射體最遠的陣元相對應(yīng)；最短TOF與離反射體最近的陣元回波相對應(yīng)；陣元相對靈敏度失效陣元數(shù)量應(yīng)不超過同一激發(fā)孔徑總陣元數(shù)的1/16,且失效陣元不合成信號的+2dB,-6dB,-12dB線性誤差應(yīng)在探頭入射點記錄至系統(tǒng)記錄表中折射角測得的折射角應(yīng)在延遲法則設(shè)置的規(guī)定值的士2°65°,則測得的角度應(yīng)在規(guī)定值±5°之內(nèi)的入射點記錄至系統(tǒng)記錄表中；測得的折射角應(yīng)在延遲法則設(shè)置的規(guī)定值的士2°65°,則測得的角度應(yīng)在規(guī)定值士5°之內(nèi)記錄至系統(tǒng)記錄表中(接觸式探頭);距離幅度曲線和增益G記錄于系統(tǒng)記錄表(液浸式探頭)聲束尺寸記錄至系統(tǒng)記錄表中偏向角記錄至系統(tǒng)記錄表中柵瓣(推薦)記錄至系統(tǒng)記錄表中記錄至系統(tǒng)記錄表中記錄至系統(tǒng)記錄表中幅度比較記錄至系統(tǒng)記錄表中陣元相對靈敏度根據(jù)8.2,如果新出現(xiàn)一個或多個失效陣元，應(yīng)對新進行聲束定性。以下2種情況除外：a)仿真實驗?zāi)軌蜃C明失效陣元的存在不會對聲的影響；b)失效陣元數(shù)量應(yīng)不超過同一激發(fā)孔徑總陣元數(shù)的1/1元不相鄰。Am.值比Am值下降超過6dB時應(yīng)進行維修操作，除非應(yīng)用可合成信號的+2dB,-6dB,-12dB線性誤差應(yīng)在使用的增益值應(yīng)在G±4dB的范圍內(nèi)；所用增益比Ga下降超過4dB時應(yīng)進行維修操作將所有虛擬探頭標(biāo)準(zhǔn)化后，使用相同延遲法則，每一度顯示應(yīng)在平均幅度響應(yīng)的±2dB內(nèi)；如果沒有采用標(biāo)準(zhǔn)化，那么使用系統(tǒng)時要考慮由此產(chǎn)生的影響探頭入射點探頭入射點測量值應(yīng)在系統(tǒng)記錄表初始報告值的士1mm范圍內(nèi)；激發(fā)孔徑尺寸小于或等于15mm,頻率小于或等于2頭，探頭入射點測量值應(yīng)在系統(tǒng)記錄