(高清版)GBT 42399.3-2023 无损检测仪器 相控阵超声设备的性能与检验 第3部分：组合系统

f国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会I 1 1 1 2 3 4 7 78.1通则 78.2阵元和通道 78.2.1通则 78.2.2通道分配 88.2.3阵元相对灵敏度 8 8.3.2未饱和性 8.3.3接触式探头的声束特性 8.4成像检查 20 8.4.3-6dB斑点尺寸 219.2设备外观检查 219.2.1检测方法 219.2.2验收标准 219.3阵元相对灵敏度 22 229.3.2检测方法 22Ⅱ 22 9.5.1通则 9.5.3验收标准 9.6.1通则 9.7探头入射点 249.7.1通则 9.7.3验收标准 9.8折射角 25 附录A(资料性)测试项目及验收标准 28ⅢV1超声检测系统。该检测方法对现场或车间环境下的用户均适用。其目的是在检测前对系统正确工作、声束特性或对系统是否性能退化进行检验。该检测方法不是为了证明系统适合特定的应用，而是为了下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文ISO5577无损检测超声检测术语(Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Vocabula-ISO18563-1无损检测相控阵超声设备的性能与检验第1部分：仪器(Non-destructivetes-ting—CharacterizationandverificationofultrasonicphasedarrEN1330-4无损检测术语第4部分：超声检测用术语(Non-destructivetesting—Terminolo-EN16018无损检测术语相控阵超声检测用术语(Non-destructivetesting—Terminology—Termsusedinultrasonictestingwithphasedarrays)EN16392-2无损检测相控阵超声设备的性能与检验第2部分：探头(Non-destructivetes-ting—Characterizationandverificationofultrasonicphasedarrayequipmen2包括符合ISO18563-1的仪器和符合EN16392-2的探头，并已通过本文件第8章规定的第1组测试和第9章规定的第2组测试的系统。第6章描述的探头在每个位置的发射和激发孔径规格。记录系统测试结果并用于与参照系统的数值进行对比的文件。4符号表1的符号适用于本文件。定义λ阵元的相对灵敏度a%%%除了失效阵元之外，所有阵元信号幅度的平均值D3表1符号(续)定义幅度-距离测量的参考增益N与激发孔径相关的近场长度θ折射角p阵元间距X和设置)前应根据第8章(第1组测试)和第9章(第2组测试)进行检测。在工作车间或现场的任一套系统均应定期进行第2组测试，在每次第2组测试后，更新系统记阵元和通道阵元相对灵敏度折射角——探头入射点折射角——工件上的入射点4表2测试项目(续)声束尺寸偏向角栅瓣(推荐)幅度比较阵元相对灵敏度探头入射点折射角偏向角5模式1模式2模式3模式5模式6每个激发孔径的法则是否相同模式111不适用不适用6表3操作模式(续)每个激发孔径的法则是否相同1多个不适用电子扇扫不适用多点聚焦多个1相同相同等深度聚焦多个多个均相同电子扇扫均相同多点聚焦多个1每个孔径的声束不同每个孔径的声束不同等深度聚焦7表3操作模式(续)每个激发孔径的法则是否相同多个多个不同电子扇扫不同多点聚焦注1:为了简洁，只注明声束中心线，箭头为声束方向，圆点为聚焦点。注2:探头阵列和测试工件间的介质可是液体(液浸)或者固体(如楔块位置);8第1组测试8如果用的是外形特殊设计的探头楔块，如有可能，宜在没有楔块的情况下检验阵元通道的均9GB/T42399.3—2023/ISO1856测量每一阵元信号的幅度A。测量每一阵元信号的幅度A。每个阵元的相对灵敏度(单位dB)按公式(1)计算：△Se=20log(A./Amean)Aa——单个阵元信号的幅度；△S——阵元相对灵敏度。参考灵敏度An是指除失效阵元外的阵元信号幅度的平均值。同时要计算出Aa并记录至系统记如果阵元灵敏度相对Are偏差大于3dB,则应进行补偿。 确认信号下降到全屏高度的约40%,之后是约20%位置。08.3.3.2折射角——探头入射点相控阵探头的入射点位置并不是探头的固有特性，非相控阵接触式探头也是如此。探头入射点位置不但随激发孔径变化，还随应用于孔径的延迟法则而变化。应在初次使用前确定探头声束入射点和折射角，之后定期进行稳定性验证。可用以下两种测量方法：a)先确定探头入射点，然后测量折射角，该方法采用的参考试块需具有1/4圆柱体(参见图2)和横通孔(参见图3)。b)同时获得探头入射点和折射角，该方法需使用有横通孔的参考试块。根据所选择的方法，可使用符合ISO2400或者ISO19675标准的参考试块。采用如下两种方法中最适合的一种实施：a)先确定探头入射点，再测定折射角使用1/4圆柱体的参考试块来确定探头入射点。对于非聚焦声束，圆柱体半径应比激发孔径的近场长度更大。对于聚焦声束，圆柱体半径应在聚焦范围内。应将圆柱轴线标记在参考试块至少一侧上，如图2所示。标引序号说明：图2刻有轴线的1/4圆柱参考试块与激发孔径相关的近场长度N的估算值，可由标准公式(2)获得，单位为毫米(mm):式中：D——激发孔径的对角线长度，单位为毫米(mm);L——激发孔径长度，单位为毫米(mm);W——激发孔径宽度，单位为毫米(mm);λ——参考试块材质的波长，单位为毫米(mm)。调整探头位置，使圆弧面回波达到最大。保持探头位置，检查阵元信号的未饱和性(参见8.3.2),如果是未饱和，那么探头入射点应与1/4圆柱轴刻度中心线对齐。一旦确定探头入射点位置并记录下来(例如在楔块上做标记),就应采用已知横通孔位置的参考试b)同时测定探头入射点和折射角要求使用拥有至少4个不同深度横通孔的参考试块(4个横通孔是否垂直对准均可),参见图4。图4同时测量折射角和探头入射点的原理——探头在带有4个横通孔的参考试块上的位置及关联图在参考试块截面比例图上根据这些孔的距离(a;)绘制对应的孔深(d;)位置，然后画出穿过这些点这样探头入射点和声束角度就可在图形上同时表示出来；探头入射点位置对应图4的距离X,折射角日按公式(3)进行计算：在所关注区域内进行沿声束轴灵敏度的检验。如果本测试只采用一个固定距离，该距离值应用于如果仪器支持自动记录沿声束轴灵敏度(如距离幅度曲线或者类似时间校正增益TCG的自动校这项测试要求使用的参考试块在所关注区域内带有反射体。反射体为如图5所示的横通孔。调节增益，使任一横通孔的回波最大幅度达到屏幕高度的80%。并测试阵元信号的未饱和性。将最大回波信号幅度时的反射体深度和/或声程记录下来，并在系统记录表上记录所用增益用相互平行且在不同深度的横通孔参考试块(参见图5)来测量1)将探头放在试块上；1)将探头放在参考试块上。如果仪器支持自动记录沿声束轴灵敏度(如距离振幅曲线或者类似TCG的自动校正功能),该仪使用如图5所示的带横通孔的反射体。可使用平面反射体(如平底孔),但是实用性比较差。因其只适合垂直入验证所有反射体的最大回波幅度达到满屏高度80%以上，并检验阵元信号的未饱和性(见8.3.2)。记录对应的增益值G(录入系统测试记录表),作为之后进行系统稳定性的距离幅度测量的参考距离幅度曲线和增益Gre应记录至系统记录表。沿声束轴的规定焦点和实测焦点之间的位置差值应小于或等于聚焦区长度的一半(见图8)。根据实际操作的激发孔径，通过同时记录回波幅度和探头扫描运动进行测量。为了给声束形状定a)使用带横通孔的参考试块1)将探头放在参考试块上方；2)在参考试块上移动探头，使其入射面垂直于参考试块的横通孔孔轴，以获得探头覆盖区域3)对于反射体的最高幅度回波，要检查其阵元信号的未饱和性(见8.3.2);4)记录下每个反射体回波下降6dB时探头的位置。用两个一6dB位置点的间距乘以折射b)使用带半球形底孔或平底孔的参考试块该操作步骤与8.3.3.4.2b)相似。侧面平行且不同距离位置的半球形底孔参考试块1)将探头放在参考试块上。4)记录反射体幅度下降6dB的探头位置。用两个-6dB探头位置的间距乘以折射角的余 9第2组测试 调整增益使信号达到满屏高度的80%,记录下校准最小950参考线调整增益，使反射体回波幅度达到满屏高度的80%,并记录增益值。该检测使用同一延迟法则，检查模式3和4中所有虚拟探头灵敏度的均匀性。只采用一个选定的将所有虚拟探头标准化后，使用相同延迟法则，每一反射体深度的幅度显示应在平均幅度响应的 (资料性)测试项目及验收标准见表A.1。阵元和通道最长TOF与离反射体最远的阵元相对应；最短TOF与离反射体最近的阵元回波相对应；阵元相对灵敏度失效阵元数量应不超过同一激发孔径总阵元数的1/16,且失效阵元不合成信号的+2dB,-6dB,-12dB线性误差应在探头入射点记录至系统记录表中折射角测得的折射角应在延迟法则设置的规定值的士2°65°,则测得的角度应在规定值±5°之内的入射点记录至系统记录表中；测得的折射角应在延迟法则设置的规定值的士2°65°,则测得的角度应在规定值士5°之内记录至系统记录表中(接触式探头);距离幅度曲线和增益G记录于系统记录表(液浸式探头)声束尺寸记录至系统记录表中偏向角记录至系统记录表中栅瓣(推荐)记录至系统记录表中记录至系统记录表中记录至系统记录表中幅度比较记录至系统记录表中阵元相对灵敏度根据8.2,如果新出现一个或多个失效阵元，应对新进行声束定性。以下2种情况除外：a)仿真实验能够证明失效阵元的存在不会对声的影响；b)失效阵元数量应不超过同一激发孔径总阵元数的1/1元不相邻。Am.值比Am值下降超过6dB时应进行维修操作，除非应用可合成信号的+2dB,-6dB,-12dB线性误差应在使用的增益值应在G±4dB的范围内；所用增益比Ga下降超过4dB时应进行维修操作将所有虚拟探头标准化后，使用相同延迟法则，每一度显示应在平均幅度响应的±2dB内；如果没有采用标准化，那么使用系统时要考虑由此产生的影响探头入射点探头入射点测量值应在系统记录表初始报告值的士1mm范围内；激发孔径尺寸小于或等于15mm,频率小于或等于2头，探头入射点测量值应在系统记录