JJF(鄂) 187-2026 相控阵超声探伤仪探头校准规范

JJF(鄂)187—2026相控阵超声探伤仪探头校准规范许昊(湖北省计量测试技术研究院)郭海(湖北省计量测试技术研究院)李皓琳(湖北省计量测试技术研究院)肖梅(湖北省计量测试技术研究院)陈磊(武汉中科创新技术股份有限公司)李凤鸣(中国计量大学)蔡家藩(中核武汉核电运行技术股份有限公司)葛亮(中核武汉核电运行技术股份有限公司)JJF(鄂)187—2026 12引用文件 3术语 1 25计量特性 5.1中心频率和相对带宽 25.2脉冲持续时间 25.3相对脉冲回波灵敏度偏差 2 25.5不合格阵元数量 26校准条件 6.1环境条件 36.2校准用仪器设备及其它设备 7校准项目和校准方法 37.1校准项目 37.2校准前准备 47.3校准方法 48校准结果表达 78.1校准记录 8.2校准证书 8.3校准结果的测量不确定度 79复校时间间隔 8JJF(鄂)187—2026附录A校准记录参考格式 9附录B校准证书内页参考格式 附录C相控阵超声探伤仪探头测量不确定度评定示例 本规范参照了GB/T42399.2—2023《无损检测仪器相控阵超声设备的性能与检verificationofultrasonicphasedarrayequipment—Part2:Probes,IDT),JB/T2013《无损检测超声相控阵探头通用技术条件》中描述的测量方法。本规范适用于频率范围(0.5～15)MHz的接触式线阵及二维矩阵相控阵超声探伤仪探头(以下简称相控阵探头)的校准，其他类似结构的探头也可参照本规范进行GB/T12604.1无损检测术语超声检测GB/T42399.2—2023无损检测仪器相控阵超声设备的性能与检验第2部分：destructivetesting—CharacterizationandfJB/T11731—2013无损检测超声相控阵探头通用技术条件3.1阵元element3.2相控阵探头phasedarrayprobe3.3串扰crosstalk相邻的2个阵元之间的信号相互耦合，是一个阵元振动引起相邻阵元受迫振动而产生的耦合信号和电缆信号线之间的互感和互容引起23.4相对脉冲回波灵敏度偏差deviationofrelati中心频率相对标称值的偏差不超过±10%。相对带宽相对标称值的偏差不超过±15%。相对标称值的偏差不超过±10%。5.4串扰不小于25dB。二维矩阵探头：阵元≤64,0;阵元>64,不大于2%。3a)温度：18℃~28℃;b)相对湿度：30%～90%。6.2.1脉冲发射器/接收器频率范围覆盖(0.1～20)MHz,上升时间不大于10ns,负向脉冲不小于50V。频率范围覆盖(0.1～20)MHz,频率MPE:±0.1%,幅值MPE:±1.0%。6.2.3数字示波器±0.1%,幅值MPE:±3.0%。钢材质，试块直径大于相控阵探头长度20mm以上，试块长度大于相控阵探头6.2.5平面试块钢材质，试块厚度范围(10～200)mm,试块长度大于相控阵探头长度20mm以上，试块宽度大于相控阵探头宽度20mm以上。4相控阵探头校准项目见表1。项目名称技术要求条款号校准方法的条款号1中心频率和相对带宽2脉冲持续时间34串扰5a)外观检查：相控阵探头外侧有无正确标识和装配，有无可能影响其当前或以b)脉冲发射器/接收器、信号发生器、数字示波器预热15分钟。d)若相控阵探头楔块是非集成楔块，校准前需拆卸楔块；若相控阵探头内集成7.3.1中心频率和相对带宽按图1所示连接被测相控阵探头与校准用设备，设置脉冲发射器/接收器频率，脉冲发射器/接收器脉冲发射器/接收器相控阵探头数字示波器图1测试设备连接示意图JJF(鄂)187—2026按式(1)计算中心频率，按式(2)计算相对带宽。按7.3.1中方法测得的首次回波，用数字示波器测量回波幅度下降20dB(峰值的10%)高度位置的时间差即为脉冲持续时间。7.3.3相对脉冲回波灵敏度偏差按7.3.1中方法测得的首次回波，用数字示波器测量峰-峰值，按式(3)计算相6按图2所示连接被测相控阵探头与校准用设备。校准时，探头应与试块保持良好信号电压及相邻阵元的串扰电压。测量时，应选取首尾2个阵元，并在中间均匀选取若干阵元，总校准阵元数不应低于总阵元数的25%,且至少包含4组相邻阵元。按式(4)计算串扰。1)未有反射回波；2)相对脉冲回波灵敏度偏差不大于-10dB。7a)标题，如“校准证书”;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；推荐的校准证书的内页格式参见附录B。8.3校准结果的测量不确定度相控阵探头校准结果的测量不确定度按JF1059.1—2012的要求评定，不确定度评定示例见附录C。89附录A标准器名称不确定度/准确度等级/最大允许误差温度：℃相对湿度：%1外观检查：2中心频率和相对带宽：下限频率(MHz)上限频率(MHz)中心频率(MHz)相对带宽(%)3脉冲持续时间：4相对脉冲回波灵敏度偏差：阵元编号幅度测量值偏差(dB)扩展不确定度激励电压(mV)串扰电压(mV)串扰(dB)6不合格阵元数量：附录B阵元编号中心频率(MHz)相对带宽(%)扩展不确定度2脉冲持续时间：阵元编号脉冲持续时间(ns)扩展不确定度3相对脉冲回波灵敏度偏差：阵元编号相对脉冲回波灵敏度偏差(dB)扩展不确定度阵元编号串扰(dB)扩展不确定度以下空白附录CC.1频率测量不确定度C.1.1测量方法按图1所示连接被测相控阵探头与校准用设备，设置脉冲发射器/接收器频率，头使回波幅度最大，用数字示波器测出首次回波频谱。从频谱幅度最高处下降6dB确定上限频率f和下限频率f₁。u²(f₀)=c²u²(f.)+c₂²u²(f₁)C.1.3输入量标准不确定的评定和不确定度分量1)重复测量引入的标准不确定度u;2)脉冲发射器/接收器引入的标准不确定度U₂;3)数字示波器引入的标准不确定度U₃;JJF(鄂)187—2026C.1.3.1重复测量引入的标准不确定度重复测量10次，由A类标准不确定度u₁。测量值计算结果见表C.1。123456789脉冲发射器/接收器幅值稳定性MPE:±0.1%,按均匀分布，取k=√3,则：C.1.3.3数字示波器引入的标准不确数字示波器MPE:±0.1%,时域-频域转换引入的误差不超过±1.0%,按均匀分布，取k=√3,则：C.1.4不确定分量汇总表频率测量不确定度分量汇总表见表C.2。不确定度来源标准不确定度(%)脉冲发射器/接收器时域-频域转换C.1.5合成标准不确定度C.1.6扩展不确定度取包含因子k=2,则UreL=2×u(f₀)=3.0%C.2脉冲持续时间测量不确定度C.2.1测量方法C.2.2数学模型dB(峰值的10%)高度位置的时间差即t₀——测量值，ns。JJF(鄂)187—20261)重复测量引入的标准不确定度u₁;2)数字存储示波器引入的标准不确定度U₂。重复测量10次，由计算实验标准偏差，单次测量u₁=s可计算A123456789时间/nsC.2.3.2数字存储示波器引入的标准不确数字存储示波器时间不确定度为Urel=0.7%,k=2,则：脉冲持续时间测量不确定度分量汇总表见表C.4。不确定度来源分类ABC.2.6扩展不确定度C.3.3输入量标准不确定的评定和不确定度分量1)重复测量引入的标准不确定度u₁;2)脉冲发射器/接收器引入的标准不确定度U₂;3)数字存储示波器引入的标准不确定度u₃。C.3.3.1重复测量引入的标准不确定度重复测量10次，由计算实验标准偏差，单次测量u₁=s可计123456789灵敏度偏差/dBJJF(鄂)187—2026数字存储示波器幅度不确定度为Urei=0.9%(0.078dB),k=2,则：C.3.4不确定分量汇总表相对脉冲回波灵敏度偏差测量不确定度分量汇总表见表C.6。不确定度来源标准不确定度/dBABBC.3.5合成标准不确定度C.3.6扩展不确定度C.4串扰测量不确定度C.4.1测量方法按图2所示连接被测相控阵探头与校准用设备，信号发生器输出频率设置为相控C——串扰，dB;1)重复测量引入的标准不确定度u₁;2)信号发生器引入的标准不确定度U₂;3)数字存储示波器引入的标准不确定度u₃。C.4.3.1重复测量引入的标准不确定度重复测量10次，由计算实验标准偏差，