JJF 2391-2026 超声声时标准棒校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范超声声时标准棒校准规范2026-04-02发布2026-10-02实施超声声时标准棒校准规范归口单位：全国声学计量技术委员会主要起草单位：广东省计量科学研究院广东工业大学广州计量检测技术研究院参加起草单位：湖北省计量测试技术研究院中国计量科学研究院河南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JJF2391—2026本规范主要起草人：陈华(广东省计量科学研究院)陈沈理(广东工业大学)周长华(广州计量检测技术研究院)参加起草人：姚秋平(湖北省计量测试技术研究院)邢广振(中国计量科学研究院)李敏毅(广东省计量科学研究院)朱卫民(河南省计量科学研究院)I (1)2引用文件 4概述 (1)5计量特性 (1)6校准条件 6.1环境条件 (1)6.2测量标准及其他设备 (1)7校准项目和校准方法 7.1校准项目 7.2校准方法 8校准结果表达 8.1校准证书 8.2校准结果的测量不确定度 9复校时间间隔 附录A推荐的校准证书的内页格式 附录B声时误差测量不确定度评定示例 ⅡJJF1071—2010《国家计量校准规范编及定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范参照了JJG990—2004《声波检测仪检定规程》。本规范为首次发布。1超声声时标准棒校准规范1范围本规范适用于超声声时标准棒的校准，其他类似装置也可参照执行。2引用文件本规范引用下列文件：JJG990—2004声波检测仪检定规程JJF1001通用计量术语及定义JJF1034声学计量术语及定义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3.1声时timeoftransmittedsound声波在介质中传播的时间。4概述超声声时标准棒(以下简称声时棒)是一种超声声时计量器具，由各向同性的材质(如有机玻璃、金属等材质)制作而成的圆柱体。超声波在声时棒中传播的时间即为声时，声时棒主要用于声波检测仪测量前的声时校准和调零。5计量特性声时最大允许误差：±0.6μs。注：本规范中的计量特性不做合格判定，仅供参考。6校准条件6.1环境条件环境温度：20℃~26℃。相对湿度：10%～90%。6.2测量标准及其他设备6.2.1脉冲发生/接收器频率范围应覆盖0.5kHz～10MHz,上升时间应不大于10ns,负向脉冲电压应不2小于100V。6.2.2数字示波器带宽应不小于100MHz,A/D位数不少于8位(bit),电压幅度测量误差应不超过士3%。6.2.3超声换能器中心频率：应大于40kHz且不超过标称值的±10%,相对带宽相对标称值的偏差不超过标称值的±15%。7校准项目和校准方法7.1校准项目声时棒校准项目见表1。表1声时棒校准项目一览表序号项目名称计量特性的条款号校准方法的条款号1声时7.2校准方法校准前，检查声时棒的外观，表面不应有破损、剥落，两端面无明显毛刺，无腐蚀。7.2.1连接超声脉冲发生/接收器、数字示波器、超声换能器，如图1所示。调节超声脉冲发生/接收器的设置，选择适合超声换能器频率的带宽；重复频率置合适挡位，脉冲发射电压大于100V,模式置于“一发一收”挡。7.2.2选择洁净的轻质油作为耦合剂，选择直径不大于声时棒直径的发射换能器和接收换能器，保持耦合在同一轴线并对中。对换能器施以一定的预紧力，调节示波器设置，使得接收信号峰-峰值为示波器满屏显示的2/3。数字示波器超声脉冲发生/接收器发射数字示波器超声脉冲发生/接收器发射超声换能器图1声时校准(发射和接收换能器直接耦合)连接示意图7.2.3利用示波器光标测量功能，测量出发射超声换能器与接收超声换能器的首波时间差，连续测量3次，取平均值to。7.2.4连接超声脉冲发生/接收器、数字示波器、超声换能器，如图2所示。固定声时棒，在两端面均匀涂抹耦合剂，超声换能器夹持声时棒两端面，保持耦合在同一轴线并对中，施加一定的预紧力。调节示波器设置，使得接收信号峰-峰值为示波器满屏显示的2/3,如图2所示。7.2.5重复步骤7.2.3,连续测量3次时间差，取平均值t₁。数字示波器发射超声脉冲发生/接收器接收数字示波器发射超声换能器超声换能器声时棒图2声时校准(发射和接收换能器耦合声时棒)连接示意图7.2.6声时棒声时测量值按照公式(1)进行计算：t₁——发射和接收换能器夹持声时棒时3次测量平均值，μS;to——发射和接收换能器直接耦合时3次测量平均值，μs。7.2.7根据声时棒制造厂提供的声时标称值t.,按公式(2)计算声时误差。式中：t——声时棒声时测量值，μs。注：如果制造厂未能提供标称值，只给出测量值。8校准结果表达声时棒出具校准证书，校准结果应给出测量结果的不确定度，校准证书的内容及内页格式见附录A。b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识；4e)客户的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h)如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；1)校准结果及其测量不确定度的说明；m)对校准规范的偏离的说明；n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o)校准结果仅对被校对象有效的声明；p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。8.2校准结果的测量不确定度声时棒的测量不确定度按JJF1059.1的要求评定，不确定度评定的示例见附录B。9复校时间间隔声时棒的复校时间间隔建议为1年。复校时间间隔的长短取决于其使用情况，如环境条件、使用频率及测量对象等，因此使用单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间间隔。5附录A推荐的校准证书的内页格式推荐的声时棒校准证书的内页格式见图A.1。证书编号×××××××-××××校准机构授权说明校准的技术依据校准环境条件及地点地点温度℃相对湿度%名称测量范围准确度等级/最大允许误差准证书编号名称测量范围准确度等级/最大允许误差证书编号图A.1校准证书的内页格式6证书编号××××××-××××声时：发射和接收换能器直接耦合时3次测量平均值to:us。校准员：核验员--以下空白--共×页第×页7声时误差测量不确定度评定示例B.1测量条件与测量方法B.1.1环境条件实验室温度：20℃~26℃;相对湿度：10%～90%。B.1.2测量标准脉冲发生/接收器(型号：5073PR):测量范围为0.5kHz～10MHz;发射电压MPE为±10%。数字示波器(型号：MD03014):测量范围为(0.01～100)MHz;A/D位数不少于8位(bit)。超声换能器(型号：50k-P28F):测量范围为50kHz;中心频率MPE为±10%。B.1.3测量参数声时误差。B.1.4测量方法见7.2.1。B.2测量模型声时棒声时误差测量模型见公式(B.1):式中：公式(B.1)中被测量△t的估计值为y,输入量仅由t引入，则有：y=f(t)合成标准不确定度u.可表示为：其中，c₁为灵敏系数，u(t)为由声时棒声时测量引入的标准不确定度。B.3输入量的标准不确定度评定B.3.1温度对声时误差的影响引入的不确定度分量实验室温度变化范围为20℃~26℃,根据多次试验的结果，温度对声时误差的影响可忽略。B.3.2脉冲发生/接收器、超声换能器引入的不确定度分量根据脉冲发生/接收器、超声换能器的工作原理和仪器特性，经多次试验，脉冲发8生/接收器对声时误差的影响可以忽略。B.3.3数字示波器引入的不确定度分量数字示波器的AD采样为8位，其读数分辨力为1/256,优于0.5%,以标称值为25.4μs声时棒为例，按均匀分布考虑，示波器光标测量值引入的不确定度分量为：B.3.4测量重复性引入的测量不确定度分量对标称值为25.4μs有机玻