JJF 1650-2017 超声探伤仪换能器声场特性校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1650—2017

超声探伤仪换能器声场特性校准规范

CalibrationSpecificationforFieldParametersof

UltrasoundFlawDetectorTransducers

2017-11-20发布2018-02-20实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJF1650—2017

超声探伤仪换能器声

场特性校准规范

JJF1650—2017

CalibrationSpecificationforField

ParametersofUltrasoundFlaw

DetectorTransducers

归口单位全国声学计量技术委员会

:

主要起草单位中国计量科学研究院

:

北京理工大学

吉林省计量科学研究院

本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释

JJF1650—2017

本规范主要起草人

:

杨平中国计量科学研究院

()

徐春广北京理工大学

()

边文萍中国计量科学研究院

()

肖定国北京理工大学

()

朱岩中国计量科学研究院

()

房法成吉林省计量科学研究院

()

JJF1650—2017

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

引用文件

2………………(1)

术语和计量单位

3………………………(1)

声束直径

3.1……………(1)

声束扩散角

3.2…………(1)

场深

3.3…………………(1)

概述

4……………………(2)

计量特性

5………………(2)

近场长度焦距

5.1/……………………(2)

声束直径

5.2……………(2)

声束扩散角

5.3…………(2)

场深

5.4…………………(2)

校准条件

6………………(2)

环境条件

6.1……………(2)

测量标准及其他设备

6.2………………(2)

校准项目和校准方法

7…………………(3)

校准项目

7.1……………(3)

校准方法

7.2……………(3)

校准结果表达

8…………(5)

校准数据处理

8.1………………………(5)

校准证书

8.2……………(5)

校准结果的不确定度评定

8.3…………(5)

复校时间间隔

9…………(6)

附录校准证书的内容

A………………(7)

附录测量不确定度评定示例

B………(10)

附录去离子水的声速随温度变化表

C………………(13)

附录水听器的选择依据

D……………(14)

Ⅰ

JJF1650—2017

引言

本规范依据国家计量校准规范编写规则所给出的规则和格式进

JJF1071—2010《》

行编制

。

本规范参照了无损检测超声检验探头及其声场的表征

GB/T18694—2002《》、

超声扫查部件特性的评价标准导则

ASTME1065—08《》(StandardGuidefor

中描述的测量方法声场特性主

EvaluatingCharacteristicsofUltrasonicSearchUnits),

要参考了包括近场长度焦距声束直径声束扩散角场深等

ASTME1065—08,/、、、

参数

。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF1650—2017

超声探伤仪换能器声场特性校准规范

1范围

本规范规定了用于超声无损检测的超声换能器亦称为超声探头辐射声场的

(“”)

计量特性校准条件和校准方法本规范适用于频率在范围内的平面

、。(0.5~15)MHz

超声换能器与聚焦超声换能器其他超声换能器及其阵列声场特性的校准也可以参照

。

采用

。

2引用文件

本规范引用下列文件

:

通用计量术语及定义

JJF1001

声学计量名词术语及定义

JJF1034

声学的量和单位

GB3102.7

在频率范围内的超声场特性及其测量水

GB/T16540—1996(0.5~15)MHz

听器法

无损检测超声检验探头及其声场的表征

GB/T18694—2002

超声扫查部件特性的评价标准导则

ASTME1065—08(StandardGuideforEval-

uatingCharacteristicsofUltrasonicSearchUnits)

凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规范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规范

,()。

3术语和计量单位

本规范采用和中有关的术语及定义

JJF1001JJF1034。

本规范采用中规定的量和单位

GB3102.7。

声束直径

3.1soundbeamdiameter

在与超声换能器表面平行的声场截面中选择比最大值低若干分贝一般为

,(3dB

或的相同幅值点组成的封闭曲线并对其做拟合形成圆形该圆形的直径即为该

6dB),

处的声束直径单位为毫米

,(mm)。

声束扩散角

3.2beamspread

以声轴为参考线在声轴方向的某段空间内在声轴两侧选择比声轴处声压低若干

,,

分贝一般为或的点并拟合成两段直线该两段直线之间的夹角即为该段

(3dB6dB),

内的声场扩散角单位为度

,(°)。

场深

3.3depthoffield

声轴上的声压场分布中在最大幅值处焦点前后比最大幅值声压下降的

,()6dB

两个位置间的距离即为该超声换能器的场深单位为毫米

,,(mm)。

1

JJF1650—2017

4概述

超声换能器广泛应用在超声无损检测等领域超声换能器的声场特性是无损检测用

,

超声换能器的重要参数声场特性参数一般可通过水听器测量超声信号和扫描声场

,

获得

。

5计量特性

近场长度焦距

5.1/

近场长度焦距的偏差一般不超过标称值的

/±15%。

声束直径

5.2

声束直径的偏差一般不超过标称值的

±20%。

声束扩散角

5.3

声束扩散角的偏差一般不超过标称值的

±20%。

场深

5.4

场深的偏差一般不超过标称值的

±20%。

注:后续校准与上一次校准值一般不超过,以上技术要求不用于合格判定,仅供参考;

±20%

其中焦距和场深一般仅适用于聚焦超声换能器。

6校准条件

环境条件

6.1

室温

:(18~28)℃;

水温

:(15~33)℃。

测量标准及其他设备

6.2

信号发生器及功率放大器

1)

具备猝发音功能的任意波形发生器频率范围上限高于

,15MHz;

如果信号发生器的输出幅度较低考虑采用功率放大器来驱动信号功率放大器的

,,

带宽应优于总失真不大于

(0.5~15)MHz,2%。

水听器及其前置放大器

2)

水听器组带宽应至少覆盖水听器有效直径一般应小于介质中工

(0.5~15)MHz,

作频率所对应波长的倍即具体选择依据也可以参照附录

2,2λ;D。

数字示波器

3)

工作频率上限不低于采样率应高于

100MHz,200MHz;

至少应有两个通道具备时间延迟测量时间分辨力优于和幅值测量

,(0.1μs)

功能

。

水槽及多自由度调节机构

4)

测量用水槽应满足声场扫描范围的需求应具备最少两个夹持调节机构用于夹持及

,

调节超声换能器的位置和姿态夹持调节机构应具有最少五个自由度的调节能力包括

。,

XYZ的空间定位以及调节水平偏转和垂直俯仰功能其中XYZ的空间定

、、,,、、

2

JJF1650—2017

位精度应优于另外两个自由度旋转角度分辨力应优于

0.02mm,0.05°。

温度计

5)

测量范围至少覆盖示值误差应优于

(15~33)℃,±0.1℃。

7校准项目和校准方法

校准项目

7.1

校准项目见表

1。

表1平面/聚焦超声换能器校准项目一览表

序号项目名称校准方法

近场长度焦距

1//

声束直径

2/

声束扩散角

3/

场深

4

校准方法

7.2

声场参数的测量一般是通过扫描定位装置带动水听器进行若干平面的扫描得到

,