CSTM LX 9400 00424-2020 无损检测 钢材 自动红外探伤机的性能与检验-征求意见稿

ICSXX.XXX.XX

XXX

团体标准

T/CSTMXXXXX-202X

无损检测钢材自动红外探伤机的性能与

检验

Non-destructivetesting—SteelCharacterizationandverificationofautomatic

infraredthermographyflawdetector

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTMXXXXX—2020

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T/CSTMXXXXX—2020

无损检测钢材自动红外探伤机的性能与检验

1范围

本文件规定了高频感应加热式红外热成像探伤机（以下简称红外探伤机）性能的检验方法和验收指

标，它们仅适用于检测钢棒和钢坯表面缺陷的自动红外探伤机系统，不适用于手动式操作的红外探伤机，

也不适用于采用其他加热方式的红外探伤机。

本文件给出的验收指标仅作为参考示例，用户或客户可根据特定红外探伤机的特点和探伤要求提出

验收限值。

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，仅所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/T12604.9无损检测术语红外检测

GB/T38238无损检测仪器红外线热成像系统与设备性能描述

3术语和定义

GB/T12604.9和GB/T38238界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

对比标准缺陷referencestandard

用于校验无损检测设备的人工缺陷，如刻槽。

3.2

对比试样referencesample

包含对比标准缺陷的试样（如钢棒或钢坯）。

3.3

参考标准standard

经过检定的高等级红外测温仪或PTC热敏电阻，用于测量目标物体的表面温度并作为基础参考值。

3.4

背衬板backboard

在自动红外探伤机中位于红外探测器的对面、温度高于被检测钢材、用于在检测中衬托被检钢材温

度的通电加热板。

3.5

最小温差分辨力minimumtemperaturedifferenceresolution

红外探伤机能够检测出最小对比标准缺陷（一般是具有一定长度、宽度和深度的刻槽）对应的温度

差，单位℃。

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4概述

任何物体发出红外辐射能量都与该物体的表面温度有关。红外探伤机首先利用高频感应线圈对被检

钢棒或钢坯表面进行加热，由于钢材表面缺陷的边缘断裂处分子活动剧烈，所以该区域温度会高于周围

材料的温度。然后，红外探伤机采用焦平面阵列的量子红外探测器实时测量钢材表面各点辐射的红外线，

并将其转变成电信号。最后，通过信号的分析和处理，识别、量化和显示检测出的缺陷。

红外探伤机由感应加热器（含感应线圈）、红外探测器（包括红外摄像头及其光学系统和A/D转换

系统）、信号放大及处理系统、显示输出以及缺陷标记系统等部分组成。

5探伤机性能

4.1感应加热器

4.1.1电流稳定度：IS≤5％。

4.1.2频率稳定度；fS≤2％。

4.2红外探测器

4.2.1最小温差分辨力误差：△T≤红外探伤机最小温差分辨力标称值的三分之一。

4.2.2重复性：△T´≤红外探伤机最小温差分辨力标称值的三分之一。

4.3背衬板

温度稳定度：≤5%。

4.4综合性能

4.3.1缺陷分辩力：达到红外探伤机说明书给出的标称值。

4.3.2噪声等效温差：≤红外探伤机最小温差分辨力标称值的二分之一。

4.3.3本机噪声电平：不大于满幅的20％。

6检验条件

5.1环境条件

5.1.1环境温度为15℃～35℃。

5.1.2相对湿度不大于85％RH。

5.1.3参考标准的环境温度应符合其相应技术条件的要求。

5.2检验器具

5.2.1参考标准

扩展不确定度U95小于红外探伤机允许误差限绝对值的1/3。

5.2.2标准电流表

准确度等级：1.0级

5.2.3数字示波器

允许误差：±5%

频率范围：0MHz～20MHz

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7检验项目和检验方法

6.1外观检查

6.1.1红外探伤机各部分应完好无损，通电后所有功能均应正常。

6.1.2光学系统应清洁无损伤。有激光瞄准系统的应瞄准清晰，瞄准标记应处于瞄准视场中心。

6.2感应加热器

选择红外探伤机配备的不同规格的感应线圈，分别连接到感应加热器电源上。在感应线圈空载状态

下，分别测量电流稳定度和频率稳定度。

6.2.1电流稳定度

接通感应加热器的电源，由标准电流表读出其输出电流，然后每隔5min测量一次，共测量3次。将

测量结果分别记作Ii（i＝1、2、3），并将Ii的最大值Imax（A）和最小值Imin（A）代入(1)式计算感应电

流稳定度：

II

Imaxmin100%(1)

SI

上式中，I为3次测量的电流平均值（A）。

6.2.2频率稳定度

接通感应加热器的电源，由示波器读出其输出频率，然后每隔5min测量一次，共测量3次。将测

量结果分别记作fi（i=1、2、3），并将fi的最大值fmax（Hz）和最小值fmin（Hz）代入(2)式计算频率稳

定度：

fmaxfmin(2)

fS100%

f0

式中：f0是感应电流频率的标称值（Hz）。

6.3红外探测器

6.3.1温差分辨力误差

使用带有红外探伤机能够检出最小对比标准缺陷的对比试样，分别从参考标准和红外探伤机读出对

比标准缺陷的温差值，两者之差即为红外探测器的最小温差分辨力误差△T：

Ttt(3)

式中：△t是参考标准的测量温差值（℃）；△t´是红外探伤机的测量温差值（℃）。

至少测量三次，取最劣值。

6.3.2重复性

选择对比试样上的任何区域，使用红外探伤机快速测量区域中的一点，共测量3次，红外探测器的

重复性△T´用（4）式表示：

(4)

TTmaxTmin

式中：T´max是红外探伤机测量温度示值的最大值（℃）；T´min是红外探伤机测量温度示值的最小值（℃）。

6.4背衬板

接通背衬板电源，按说明书要求的时长进行预热。使用参考标准测量背衬板的温度，每隔5min测

量一次，共测量3次。将测量结果分别记作ti（i=1、2、3），并将ti的最大值tmax（℃）和最小值tmin

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（℃）代入(5)式计算背衬板的温度稳定度：

tt

tmaxmin100%(5)

St

式中：t是3次测量的平均值（℃）。

6.5综合性能

6.5.1缺陷分辩力

使用带有红外探伤机能够检出最小对比标准缺陷的对比试样，使对比试样以正常检测速度重复三次

通过红外探伤机。从探伤机显示屏幕上观察对比标准缺陷，若均清晰可分辨，则认为红外探伤机的缺陷

分辨力达到说明书的标称值。

6.5.2噪声等效温差

使对比试样以正常检测速度通过红外探伤机，记录最大噪声对应的温差值。连续测量三次，取最劣

值。

6.5.3本机噪声电平