【内容：范围、引用文件、术语和计量单位、概述、校准条件、校准项目和方法、校准结果表达、复校时间间隔】 1、范围 本规范规定了具有 B 型显示功能的相控阵超声探伤仪的计量特性、校准条件和校准方法。适用于相控阵超声探伤仪 B 型显示模式下的计量特性的校准。 ▲奥林巴斯Omniscan SX相控阵探伤仪 2、引用文件 本规范引用下列文件： JJG 746—2004 超声探伤仪 JJF 1001—2011 通用计量术语及定义 JJF 1034—2005 声学计量名词术语及定义 GB 3102.7—1993 声学的量和单位 GB/T 3947—1996 声学名词术语 GB/T 12604.1—2005 无损检测 术语 超声检测 JB10062—1999 超声探伤用探头性能测试方法 ASTM E 2491-06 相控阵超声检测仪器及系统性能评价标准导则 * 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规则；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规则。 3、术语和计量单位 本规范采用GB3102.7—1993规定的量和单位。 本规范采用JJF 1001—2011、JJF 1034—2005、GB/T 12604.1—2005 中界定的和以下术语及定义。 3.1 B 型显示 B mode display 一种能够显示被检件的横截面图像，指示反射体的大致尺寸及其相对位置的超声信 息显示方法。 ▲常规超声B扫描 上面显示的B扫描表明对应于试块中横通孔（SDH）位置的两个较深的反射体和一个较浅的反射体。 在线性扫查中，所有聚焦法则以一个固定角度对各个孔径序列进行脉冲触发。而扇形扫查则是使用固定孔径，以一系列变换的角度发射脉冲，通过电子方式使声束偏转。 3.2 成像横向分辨力 lateral imaging resolution 成像系统在与声束轴线垂直的方向的分辨力。 3.3 成像纵向分辨力 axial imaging resolution 成像系统在声束轴线方向的分辨力。 ▲奥林巴斯Omniscan X3相控阵探伤仪 4、概述 相控阵超声探伤仪一般由主机和探头(又称为换能器阵列)组成。探头一般是由若干压电阵元组成的阵列。相控阵超声探伤仪通过主机独立控制探头中的各个阵元，实现探头声束的相控发射与接收，在介质指定空间区域内实现超声波的偏转和聚焦。 常用探头分为直探头与斜探头，此外还有与探头配套使用的各种楔块等。 超声探伤时，缺陷的位置L 由公式(1)确定。 L=α (1)式中： c——声速， m/s; t—— 传播时间， s。 5、计量特性 5.1 扇扫成像横向分辨力 扇扫成像横向分辨力一般不大于2mm。 5.2 扇扫成像纵向分辨力 扇扫成像纵向分辨力一般不大于2mm。 ▲-30°到 +30°范围内的扇形扫描 * 以上图示扫描是使用零度界面楔块，生成一个扇形图像，以显示分层缺陷和稍微偏斜的缺陷 。 ▲+35°到+70°范围内的扇形扫描 * 上图使用楔块增加入射声束的角度，以生成横波。最常见的折射角度范围在 30 到 70 度之间。这种技术与常规角度声束检测相似，不同的是声束以一系列不同的角度扫射，而不是以通过楔块形成的单一固定角度传播。其图像显示与线性扇形扫查图像相同，也是被测工件的检测区域的横截面图。 5.3 短缺陷分辨力 短缺陷分辨力一般不大于5mm。 5.4 成像横向几何尺寸测量误差 人工缺陷成像的横向几何尺寸测量误差一般不超过±5%。 5.5 成像纵向几何尺寸测量误差 人工缺陷成像的纵向几何尺寸测量误差一般不超过士5%。 5.6 扇扫角度范围测量误差 通过对人工缺陷的扇形扫查成像，确定扫查角度范围，测量误差一般不超过±3°。 5.7 扇扫角度分辨力 角度分辨力一般不大于2.5°。
6、校准条件 6.1 环境条件 温度：18℃~28 ℃ 6.2 标准器及其他设备 专用试块 A 、B 具有一系列不同位置、不同角度、不同尺寸的规则通孔和盲孔以模拟缺陷，具体结构及参数如图1、图2所示。 ▲校准屏幕 调节相控阵超声探伤仪到B 型显示工作状态，进行如下校准。 8、校准结果表达 8.1 校准数据处理 所有的数据应先计算后修约，出具的校准数据均保留一位小数。 8.2 校准证书 相控阵超声探伤仪校准后出具校准证书，校准证书应包括的信息及推荐的校准证书 内页格式见附录 A。 8.3 校准结果的不确定度评定 校准结果的不确定度按JJF1059—1999 进行评定，不确定度评定实例见附录C。 9、复校时间间隔 复校时间间隔建议为1年。 然而，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、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。 附 录 A： 校准证书内容 A.1 校准证书至少应包括以下信息： a) 标题，如“校准证书”; b) 证书的编号、页码及总页数； c) 校准实验室的名称和地址； d) 进行校准的日期； e) 进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准); f) 送校单位的名称和地址； g) 被校相控阵超声探伤仪的描述和明确标识； h) 校准所依据的技术规范的名称及代号； i) 所用计量标准的名称、技术参数及有效期； j) 校准时的环境条件； k) 校准结果； I) 校准结果的测量不确定度； m) 复校时间间隔的建议； n) 校准人签名、核验人签名、批准人签名； o) 校准结果仅对被校对象有效的声明； p) 未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。 A.2 推荐的相控阵超声探伤仪校准证书的内页格式如下：
附 录 B：专用试块技术要求 专用试块的技术要求： 本规范实验所采用试块的材料是45#钢，声速为5920m/s, 表面粗糙度小于1.6μm。所有的人工缺陷中除了A-3 区中是规则的圆形盲孔外，其余人工缺陷均为规则的画形通孔，试块的几何尺寸与人工缺陷的位置及几何尺寸如图1、图2所示。 一般来说，试块材料为金属，表面应足够平整。材料没有明确的限制，只要确切知道试块材料的声速、保证试块中人工缺陷的加工精度即可。
附 录 C：校准结果不确定度评定 本附录给出了相控阵超声探伤仪成像检测纵向分辨力的不确定度评定实例。 C.1 数学模型 缺陷的位置由声速与传播时间确定，数学模型如公式C.1 确定。 L=α (C.1)式中： c——声速， m/s; t——传播时间， s 材料的声速c 与传播时间t 相互独立，相对不确定度可以写为： C.2 A 类不确定度的评定 选择横向通孔成像结果为测量对象，对水平投影间距为35mm的两个孔进行6次独立成像检测。成像后测量两孔的水平投影间距，得到如下数据 (mm): 35.8，35.4，35.4，35.6，35.4，35.6 单次测量引入的标准不确定度为0.163 mm, 相对不确定度为0.47%。 C.3 B 类不确定度的评定 B类不确定度主要来自工件中人工缺陷的加工误差带来的不确定度、输入声速误差带来的不确定度、时间测量带来的不确定度等。 1 ) 相 距35mm时人工缺陷间距最大允许误差为±0.2mm，相对误差小于0.57%。以均匀分布考虑，其引入的标准不确定度 2)输入材料声速带来的最大误差为1.0%。以均匀分布考虑，其标准不确定度 3)时间测量中，由于采样率一般高于40MHz，每个数据代表的时间间隔约为0.025μs。即便是对最近的孔成像检测，总的传播时间约为 T=3.5μs，相对误差为0.71%。以均匀分布考虑，标准不确定度 综合考虑A 类 、B 类不确定度，总的不确定度来源如表C.1 所示。 C.4 合成标准不确定度 C.5 扩展不确定度 C.6 结论 对于超声探伤的空间定位来说，2%的空间定位精度基本满足所有的探伤定位需求，故校准可行。
