JJF 1447-2014 衍射时差法超声探伤仪校准规范-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 4 4 72 0 1 4衍射时差法超声探伤仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rU l t r a s o n i cF l a wD e t e c t o r sb yT i m e-o f-F l i g h tD i f f r a c t i o n 2 0 1 4-0 2-1 4发布2 0 1 4-0 5-1 4实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布衍射时差法超声探伤仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rU l t r a s o n i cF l a wD e t e c t o r sb yT i m e-o f-F l i gh tD i f f r a c t i o nJ J F1 4 4 72 0 1 4 归 口 单 位:全国声学计量技术委员会 起 草 单 位:中国计量科学研究院北京时代之峰科技有限公司北京邹展麓城科技有限公司中国特种设备检测研究院 本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释J J F1 4 4 72 0 1 4本规范起草人:边文萍(中国计量科学研究院)杨 平(中国计量科学研究院)彭雪莲(北京时代之峰科技有限公司)朱 岩(中国计量科学研究院)王 超(北京邹展麓城科技有限公司)胡 斌(中国特种设备检测研究院)J J F1 4 4 72 0 1 4目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语(1)3.1 衍射时差法(T O F D)(1)3.2 T O F D图像(1)3.3 直通波(1)3.4 底面反射波(1)3.5 探头中心间距(P C S)(1)3.6 探头延迟(1)3.7 缺陷深度(1)3.8 缺陷自身高度(2)3.9 缺陷长度(2)3.1 0 盲区(2)4 概述(2)5 计量特性(3)5.1 接收器带宽(3)5.2 发射脉冲上升时间(3)5.3 上表面盲区(3)5.4 缺陷深度、高度及长度测量误差(3)6 校准条件(3)6.1 环境条件(3)6.2 测量标准及其他设备(3)7 校准项目和校准方法(4)7.1 校准项目(4)7.2 校准方法(4)8 校准结果表达(9)8.1 校准数据处理(9)8.2 校准证书(9)8.3 校准结果的测量不确定度评定(9)9 复校时间间隔(1 0)附录A 推荐的探伤仪校准记录的内容(1 1)附录B 推荐的超声探伤仪校准证书内页格式(1 2)附录C 典型的对比试块(1 3)附录D 比对试块4 0 0mm厚钢的探头推荐性选择(1 4)附录E 衍射时差法超声探伤仪缺陷深度测量误差不确定度的评定实例(1 5)J J F1 4 4 72 0 1 4引 言本规范是依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则的编写要求和格式编写的。本规范对G B/T2 3 9 0 22 0 0 9 无损检测 超声检测 超声衍射声时技术检测和评价方法中对设备要求中较重要的指标做了计量性能的要求,即计量性能中纳入了缺陷深度、缺陷高度、缺陷长度及上表面盲区等几项检测内容。并参照 焊缝无损检测-超生检测-衍射时差技术(T O F D)的利用(I S O1 0 8 6 3-W e l d i n g-U s eo f t i m e-o f-f l i g h td i f-f r a c t i o nt e c h n i q u e(T O F D)f o r t e s t i n go fw e l d s)对衍射时差法探伤仪器、探头、扫查装置及编码器进行了综合评价。本规范为首次发布。J J F1 4 4 72 0 1 4衍射时差法超声探伤仪校准规范1 范围本规范适用于采用超声波衍射时差法(t i m e-o f-f l i g h td i f f r a c t i o n,TO F D)原理的超声探伤仪(以下简称探伤仪)的校准。2 引用文件本规范引用下列文件:J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义J J F1 0 3 42 0 0 5 声学计量名词术语及定义G B3 1 0 2.71 9 9 3 声学的量和单位G B/T3 9 4 71 9 9 6 声学名词术语G B/T1 2 6 0 4.1 无损检测 术语 超声检测G B/T2 3 9 0 22 0 0 9 无损检测 超声检测 超声衍射声时技术检测和评价方法G B/T2 7 6 6 4.12 0 1 1 无损检测 超声检测设备的性能与检验 第1部分:仪器N B/T4 7 0 1 3.1 0 承压设备无损检测 第1 0部分:衍射时差法超声检测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J J F1 0 0 12 0 1 1和J J F1 0 3 42 0 0 5、G B/T1 2 6 0 4.1和J B/T4 7 3 0.14 7 3 0.6界定的以及下列术语和定义适用于本规范。3.1 衍射时差法(T O F D)t i m eo f f l i g h t d i f f r a c t i o n,T O F DN B/T4 7 0 1 3.1 0,3.2利用缺陷端点的衍射波信号发现缺陷和测定缺陷尺寸的一种超声检测方法。3.2 T O F D图像 T O F Di m a g eTO F D扫查数据的二维显示,由扫查过程中采集的A扫描信号连续拼接而成。3.3 直通波 l a t e r a lw a v eN B/T4 7 0 1 3.1 0,3.5同组两个T O F D探头之间在平面或曲面上以最短路径传播的声波。3.4 底面反射波 b a c kw a l l e c h oN B/T4 7 0 1 3.1 0,3.6从发射探头经底面反射到接收探头的超声波。3.5 探头中心间距(P C S)p r o b ec e n t e r s e p a r a t i o n,P C SN B/T4 7 0 1 3.1 0,3.7一组探头对的两只探头入射点之间的距离。3.6 探头延迟 p r o b ed e l a y超声波在探头楔块内的传播时间。3.7 缺陷深度 f l a wd e p t hN B/T4 7 0 1 3.1 0,3.9缺陷上端点到扫查面的距离。1J J F1 4 4 72 0 1 43.8 缺陷自身高度 f l a wh e i g h t缺陷上、下端点间的距离。3.9 缺陷长度缺陷沿焊缝长度的距离。3.1 0 盲区 d e a dz o n eG B/T2 3 9 0 22 0 0 9,3.1由于声源信号干涉,指示可能模糊的区域。4 概述TO F D技术是一种依靠从待检试件内部结构(主要是指缺陷)的“端角”和“端点”处得到的衍射波来检测缺陷的方法,也叫“裂纹端点衍射法”或“尖端反射法”。一般由主机、一对带有楔块的探头、编码器及扫查装置组成。图1 衍射时差法检测原理示意图及A显示波形图发射探头和接收探头按一定间距相向放置,尽可能使被校缺陷处于两探头间距中点正下方,然后使发射探头向被校焊缝发出一束指向角足够大的斜射纵波声束,折射角(即楔角)宜在4 0 7 5 之间。此声束可充分覆盖整个板厚范围内的焊缝体积。若在缺陷上、下端点能产生衍射波并被同尺寸、同频率的接收探头接收到,则根据沿探测面传播的直通波与由缺陷上下端点产生的衍射波以及底面回波(简称底波)到达接收探头的传播时间差与声速的关系,即可准确地测出缺陷(如裂纹)的埋藏深度和自身高度。探伤原理示意图见图1。缺陷深度计算见公式(1)。d=14(c t)2-s212(1)式中:d 缺陷顶端到扫查面的距离,mm;c 声速,m/s;t 从发射到接收的传播时间,其中应去除超声信号在探头内部的传播时间(即探头的延迟时间),s;2J J F1 4 4 72 0 1 4s 两探头入射点间距的一半,mm。5 计量特性5.1 接收器带宽接收器带宽一般在探头-6d B带宽的(0.52)倍的范围内。5.2 发射脉冲上升时间发射脉冲上升时间一般小于可能使用的最高探头标称频率所对应周期的0.2 5倍。5.3 上表面盲区上表面盲区应满足厂家提出的技术要求。5.4 缺陷深度、高度及长度测量误差缺陷深度、高度及长度测量误差应满足厂家提出的技术要求。注:以上指标不是用于合格性判别,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件环境温度:05 0;相对湿度:3 0%9 0%。6.2 测量标准及其他设备6.2.1 正弦信号发生器正弦信号发生器,频率范围1 0 0k H z 3 0MH z,幅值测量误差不超过1%。6.2.2 数字示波器带宽D C1 0 0MH z,上升时间不小于3.5n s,时间准确度不超过0.5%,幅值测量误差不超过1.5%。6.2.3 5 0无感电阻最大允许误差不超过0.5。6.2.4 标准衰减器最小步进不大于1d B、总衰减量不小于1 0 0d B、输出阻抗为5 0,且任一1 0d B的累积误差不超过0.3d B。6.2.5 窄脉冲探头1)中心频率范围:(11 5)MH z;2)-6d B频带相对宽度大于或等于6 0%;3)两个探头应具有相同的标称中心频率,其中心频率偏差不超过2 0%。6.2.6 扫查装置探头夹持部分应能调整和设置探头中心间距,在扫查过程中中心间距和相对角度不变;为超声设备提供探头位置信息,以生成与位置相关的B扫描显示;其驱动部分可以采用马达或人工驱动;参考线(如焊缝的中心线)中心的导向精度宜保持在探头中心间距1 0%内。6.2.7 对比试块3J J F1 4 4 72 0 1 4对比试块应采用与工件声学性能相同或相似的材料制成,其材料中不得有大于或等于2mm平底孔当量直径的缺陷;对比试块的外形尺寸应能代表工件的特征和满足扫查装置扫查要求,其厚度应为工件厚度的(0.91.3)倍且两者间最大差值不超过2 5mm;对比试块中的缺陷位置应具有代表性,至少应包含上表面、下表面和内部。本规范采用的对比试块中反射体的形状、尺寸和数量见附录C。6.2.8 直尺测量范围(05 0 0)mm,最大允许误差0.5mm。6.2.9 耦合剂应用有效且适用于对比试块的介质作为超声耦合剂。一般可选水、含添加剂的水(润湿剂、防冻液或防腐剂)、连结剂、油、脂、含水的纤维素糊等。7 校准项目和校准方法7.1 校准项目探伤仪校准项目见表1。表1 探伤仪校准项目一览表序号项目名称技术要求的条款号校准方法的条款号1接收器带宽5.17.2.22发射脉冲上升时间5.27.2.33上表面盲区5.37.2.54缺陷深度、高度及长度测量误差5.47.2.67.2 校准方法7.2.1 校准前的检查探伤仪的外观应完好,无影响正常工作的机械损伤。7.2.2 接收器带宽图2 接收器带宽校准装置示意图1)所用校准设备与被校探伤仪的连接方式如图2所示。将探伤仪置“双”探头工作方式,调节信号发生器使探伤仪的输入正弦信号的峰-峰值电压为1V。4J J F1 4 4 72 0 1 42)依次选取不同频带,调节信号发生器改变输入信号的频率,记录探伤仪显示的最大信号幅度所对应的频率fm a x。3)利用标准衰减器调节上述最大信号幅度,使其在探伤仪上显示为一个全屏幅值1 0 0%信号回波。4)调节信号发生器频率从fm a x提高频率。记录探伤仪信号回波为全屏幅值为7 0.7%所对应的频率,该频率即为上限频率fU。5)调节信号发生器频率从fm a x降低频率。记录探伤仪信号回波为全屏幅值为7 0.7%所对应的频率,该频率即为下限频率fL。6)接收器带宽即为上限频率fU和下限频率fL差的绝对值f。注:在测试过程中,应保证探伤仪的接收放大器不过载,其输入信号幅值保持恒定。7.2.3 脉冲上升时间tr图3 脉冲上升时间校准装置示意图1)所用校准设备与被校探伤仪的连接方式如图3所示。将探伤仪置“双”探头工作方式,发射输出插座连接一个5 0无感电阻,连接示波器至探伤仪的发射端。注:连接示波器前,应检查所设置的发射电压应在示波器允许的输入电压范围内,以免损坏示波器。2)将探伤仪脉冲重复频率调至最大,调整示波器为下降沿触发状态。3)用示波器测量发射脉冲幅度的1 0%与9 0%间对应的时间,图4中的tr为发射脉冲上升时间。图4 发射脉冲上升时间tr测量示意图4)设置不同发射强度、脉冲重复频率、最大及最小阻尼挡位,按1)、2)、3)步骤重复校准。7.2.4 扫查成像前准备7.2.4.1 校正编码器1)按仪器说明书要求连接编码器与主机。在开机界面点击编码器进入编码器校正界面。在 对 比 试 块 上 用 直 尺 量 好3 0 0 mm,起 始 点 标 记 为0 mm,结 束 点 标 记 为3 0 0mm,在扫查器上找好一个基准点对准0mm,按照相关被校仪器的操作说明进行确认。5J J F1 4 4 72 0 1 42)向前推动扫查器,当基准点对准3 0 0mm时,停止推动扫查器,按被校仪器的操作说明进行确认。3)确认后,将自动进入编码器测试界面,推动编码器行走一段距离,若屏幕中显示的数值与实际行走距离误差不超过3%,表明编码器校正成功,并保存编码器名称,否则应重新校正。7.2.4.2 T O F D参数设置按照被校仪器操作说明,进入T O F D成像参数设置界面。1)基础参数:声速:59 3 0m/s,显示延迟:0mm,抑制:0%。2)激发参数:对带有感抗开关的探伤仪应关闭感抗,激发模式设置为双晶。脉冲宽度应根据反射波调节,使用矩形脉冲,其宽度宜在(2 55 0 0)n s范围内。一般设置为探头频率周期的一半,对5MH z探头,脉冲宽度设置为1 0 0n s,也可根据探头实际情况调节,以获得较小的直通波的周期,并减少脉冲上升时间,提高信噪比。重复频率的设置应与探头移动速度相匹配,若扫描间隔为1mm,每个扫描间隔记录2个A扫数据,扫查速度最快按1 0 0mm/s设置,则重复频率至少设置为2 0 0H z,一般不大于5 0 0H z。3)接收参数:滤波器带宽一般为最小范围是(0.52)倍的探头中心频率。对5 MH z的探头,如果其-6d B带宽为3MH z,中心频率为5MH z,则可将低通滤波器设为8MH z,高通滤波器设为2MH z,也可将低通滤波器设为5.7 5MH z,高通滤波器设为4.2 5MH z;探头频率范围视探头频率进行选择,对5MH z探头,频率范围宜选择为(0.3 51 3)MH z,波形为射频模式。4)测量参数:测量参数以产品说明书方法设定,测量方式为前沿点、探头延迟设定为零点校准(测量后输入)、探头角度输入所选楔块角度。7.2.4.3 测定探头延迟及楔块前沿距离将两探头相对,找到最大回波,读取声波在楔块中的传播时间,该时间即为探头延迟,然后按图5所示,用尺子测量两楔块重合距离l,l/2就是楔块的前沿距离。图5 楔块前沿距离测量图6J J F1 4 4 72 0 1 47.2.4.4 两探头楔块前端间距1)两探头楔块前端间距设置如图6所示,并按公式(2)计算探头中心间距dp c s=(4/3)Dt a n(2)式中:dp c s 两探头中心间距,mm;D 工件厚度,mm;楔角,()。按公式(3)计算两探头楔块前沿点间距离L=dp c s-l(3)式中:L 两探头楔块前沿点间距,mm;dp c s 两探头中心间距,mm;l 两探头楔块前沿距离,mm。2)固定两探头,按公式(3)中计算出的距离调整两探头楔块前沿点间距L。3)通过调整探伤仪的声程范围和显示延迟,使屏幕上按标准要求显示直通波(直通波起点位于屏幕最左端)、底波和变形波。图6 设置探头间距、楔块前端间距示意图7.2.4.5 灵敏度设置探头置于对比试块同一侧,使直通波中最高波的波幅达到满屏的4 0%8 0%之间。7.2.5 上表面盲区成像扫查校准用盲区试块结构、尺寸等见附录C。1)依据对比试块的厚度确定探头频率、晶片尺寸、楔块角度。2)按7.2.4步骤进行测试前准备。3)将探头放置于试块上无缺陷位置,两探头中心对准所测量埋藏深度的横通孔,按图7所示移动探头并记录图像,当图像结果如图8所示可清晰分辨直通波和横通孔信号时,即可得到上表面盲区小于该盲区距离。7J J F1 4 4 72 0 1 4图7 探头扫描示意图图8 盲区B扫图像4)若图像结果不能清晰分辨直通波和横通孔信号,那么应测试下一个埋藏深度的横通孔,若图像结果仍然不能清晰分辨直通波和横通孔信号,则遵循由浅入深,直到某一个埋藏深度的横通孔的信号能与直通波清晰分辨,该探头组合的近表面盲区为这一横通孔埋藏深度。注意:扫查过程中若遇耦合不好或图像记录不清晰时,可倒回编码器,覆盖扫查,图像与编码器同步进行覆盖成像。5)扫查完成后,按照被校仪器的程序停止扫查,再按保存键保存测试数据及图像。7.2.6 缺陷深度、缺陷高度及缺陷长度测量误差成像扫查1)按7.2.4准备完毕后进行测量。所用校准设备与被校探伤仪的连接方式如图7所示。测试用试块结构、尺寸等见附录C。2)当对比试块D5 0mm时,可采用一组探头对测试。当对比试块D5 0mm时,应在厚度方向分成若干区域,采用相应的探头对在各区域进行检测。具体厚度分区参考见附录D。3)依据对比试块的厚度,确定被测探头频率、晶片尺寸、楔块角度。4)将探头放置于试块上无缺陷位置,两探头中心对准埋藏缺陷的横通孔,按图7所示移动探头并记录图像。若图像结果可清晰分辨直通波和横通孔信号,则可以保存图像。8J J F1 4 4 72 0 1 45)依据被校衍射时差法超声探伤仪操作说明选择测量功能,分别测量所测缺陷的深度、高度及长度。6)按公式(4)计算被校衍射时差法超声探伤仪缺陷的深度测量误差:=d-d(4)式中:被校衍射时差法超声探伤仪缺陷深度测量误差;d 被检衍射时差法超声探伤仪缺陷深度测量平均值;d 标准试块中缺陷深度标称值。按上述6)分别计算被校衍射时差法超声探伤仪缺陷的高度和长度测量误差。8 校准结果表达8.1 校准数据处理所有的数据应先多位计算后修约,出具的校准数据均保留一位小数。8.2 校准证书经校准的探伤仪应出具校准证书,校准证书至少应包括以下信息:a)实验室名称和地址;b)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);c)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;d)客户的名称和地址;e)被校探伤仪的描述和明确标识;f)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校探伤仪的接收日期;g)如果与校准结果的有效应用有关时,应对被校探伤仪样品的抽样程序进行说明;h)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;j)校准环境的描述;k)校准结果及其测量不确定度的说明;l)对校准规范的偏离的说明;m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;n)校准结果仅对被校对象有效的声明;o)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。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评定探伤仪校准结果的测量不确定度按J J F1 0 5 9.12 0 1 2的要求评定,测量不确定度评定的示例见附录E。9J J F1 4 4 72 0 1 49 复校时间间隔探伤仪的复校时间间隔建议为2年。然而,由于复校时间间隔的长短是由探伤仪的使用情况、使用者、探伤仪本身质量等诸多因素所决定的,因此,送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。01J J F1 4 4 72 0 1 4附录A推荐的探伤仪校准记录的内容 超声探伤仪校准记录 共 页 第 页委托方:校准日期:年月日制造者:型号规格:出厂编号:1 外观检查2 接收器带宽f(MH z):fU:fL:f=|fU-fL|=3 发射脉冲上升时间:n s4 上表面盲区(盲区试块厚度):mm所用探头频率:MH z、楔块角度:()、探头中心间距(P C S)mm。5 缺陷深度、缺陷高度、缺陷长度测量误差:次数项目 123平均值mm标称值mm测量误差mm缺陷深度mm缺陷高度mm缺陷长度mm 所用比对试块厚度:mm、所用探头频率:MH z、楔块角度:()、探头中心间距(dp c s)mm。校准的技术依据:J J F1 4 4 72 0 1 4衍射时差法超声探伤仪校准规范校准所使用的标准装置的名称、溯源性及有效性的说明:校准的环境条件:环境温度:相对湿度:%校准员:核验员:11J J F1 4 4 72 0 1 4附录B推荐的超声探伤仪校准证书内页格式校准项目校 准 结 果接收器带宽/MH z发射脉冲上升时间/n s上表面盲区/mm缺陷深度测量误差/mm缺陷高度测量误差/mm缺陷长度测量误差/mm 校准条件:环境温度:相对湿度:%测量不确定度:21J J F1 4 4 72 0 1 4附录C典型的对比试块C.1 2 0mm厚对比试块举例见图C.1。单位:mm图C.1 对比试块图C.2 8mm厚盲区试块举例见图C.2。单位:mm图C.2 典型的对比试块图31J J F1 4 4 72 0 1 4附录D比对试块 4 0 0mm厚钢的探头推荐性选择 比对试块4 0 0mm厚钢的探头选择见表D.1。表D.1 平板对接接头的探头推荐性选择和设置工件厚度mm检测分区数或扫查次数深度范围mm标称频率MH z声束角度()晶片直径mm1 21 510t1 577 06 0241 53 510t1 057 06 0263 55 010t537 06 0365 01 0 0202t/57.557 06 0362t/5t536 04 561 21 0 02 0 030t/57.557 06 036t/53t/5536 04 561 23t/5t526 04 562 02 0 03 0 0404 07.557 06 0364 02t/5536 04 561 22t/53t/4526 04 562 03t/4t315 04 01 02 03 0 04 0 0504 07.557 06 0364 03t/1 0536 04 561 23t/1 0t/2526 04 562 0t/23t/4315 04 01 02 03t/4t315 04 01 22 541J J F1 4 4 72 0 1 4附录E衍射时差法超声探伤仪缺陷深度测量误差不确定度的评定实例衍射时差法超声探伤仪缺陷深度测量误差受声束传输时间、轴偏移、探头间距和耦合剂厚度变化、声速变化、声速入射点偏移等因素的影响。下列就衍射时差法超声探伤仪缺陷深度误差测量进行不确定度评定。E.1 测量模型=d-d(E.1)式中:被校衍射时差法超声探伤仪缺陷深度测量误差;d 被校衍射时差法超声探伤仪缺陷深度测量平均值;d 标准试块中缺陷深度标称值。E.2 方差及灵敏系数由于f(d,d)中的d,d互不相关,故其合成方差为:u2c()=c2(d2)u2(d)+c2(d2)u2(d)式中灵敏系数为:c(d)=()(d)=1 c(d)=()(d)=-1即:u2c()=u2(d)+u2(d)E.3 单次测量结果不确定度的A类评定不确定度的A类评定由统计的方法获得。用探伤仪对标准试块进行6次重复测量,测量数据如表E.1所示。测量重复性所引入的不确定度分量,即缺陷深度实验标准偏差的最大值为uA=s1=0.1 8mm。表E.1 缺陷深度的测量数据mm厚 度mm中心频率MH z标称探头角度()d1d2d3d4d5d6sn1 456 09.49.09.19.29.09.30.1 63 056 01 3.71 3.71 3.41 3.61 3.41 3.70.1 57 0(厚度测量设定:02 8)56 02 1.12 1.12 1.02 1.12 1.12 1.10.0 47 0(厚度测量设定:2 17 0)56 04 7.64 8.04 7.64 7.94 7.74 7.60.1 8E.4 不确定度的B类评定E.4.1 声束传播时间测量误差引入的测量不确定度分量u151J J F1 4 4 72 0 1 4由于s=12(c t)c o s9 0 -,(E.2)式中:楔角,()。因为d=14(c t)2-s212,所以d=14(c t)2-14(c t)2c o s2(9 0 -)12=12c tc o s即d=12c tc o s因此对时间的灵敏系数为c(t)=dt=12cc o s,当声速为59 3 0m/s,楔角为6 0 时,c(t)=1259 3 0c o s 6 0 =14 8 2.5m/s传播时间测量误差在0.0 2s以内,满足矩形分布,那么u1=U13=c(t)u(t)3=14 8 2.50.0 21 0-6/1.7 3 2=0.0 1 71mmE.4.2 轴偏移误差引入的测量不确定度分量u2扫查时,由于缺陷不是位于两个探头之间的中心位置,将会导致深度测量误差。轴偏移误差一般小于3%。按均匀分布考虑,按间距1 1 5.5mm计算,u2=2.0 0mm。E.4.3 探头间距误差引入的测量不确定度分量u3扫查架中心线的导向精度不应超过探头间距1 0%。由公式(1)和(E.2)可得到:d=12c tc o s=sc o t 那么缺陷深度测量结果对探头间距的灵敏系数为 c(2s)=d(2s)=12c o t当探头间距1 1 5.5mm,楔角为6 0 时,c(2s)=12c o t 6 0=0.2 8 87导向精度满足矩形分布u3=U33=1 1 5.50.10.2 8 873=1.9 3mmE.4.4 耦合剂厚度变化引入的测量不确定度分量u4超声波在耦合剂中的传输速度远小于在金属中的传输速度。所以耦合剂厚度的不均匀也将 会 带 来 深 度 测 量 误 差。若 耦 合 剂 不 均 匀 性H=0.5 mm,则 深 度 误 差 为0.0 5mm,按均匀分布考虑,则u4=0.0 5mm3=0.0 3mm。E.4.5 检测表面不平整引入的测量不确定度分量u5依据试块技术要求,其表面粗糙度为3.2m,则由其引起的深度测量误差为61J J F1 4 4 72 0 1 46.4m。该项分量可以忽略。综合考虑A类、B类不确定度,总的不确定度来源如表E.2所示。表E.2 标准不确定度汇总表不确定度分量不确定度来源标准不确定度/mmuA重复性引入的不确定度0.1 8u1声束传播时间测量误差引入的测量不确定度分量0.0 2u2轴偏移误差引入的测量不确定度分量2.0 0u3探头间距误差引入的测量不确定度分量1.9 3u4耦合剂厚度变化引入的测量不确定度分量0.0 3u5检测表面不平整引入的测量不确定度分量0.0 0E.4.6 综合B类不确定度分量为uB=u12+u22+u32+u42+u52=2.7 8mmE.4.7 合成标准不确定度为uc=uA2+uB2=2.7 9mmE.4.8 扩展不确定度为假设满足正态分布,取包含因子k=2有,扩展不确定度为U=k u=22.7 9=5.6J J F1 4 4 72 0 1 4