EN 12668-3.doc

EN 12668-3：2000

无损检测——
超声检验设备的表征及校验——
第3部分：组合设备

目录
1 适用范围 1
2 参考标准 1
3 测试与报告的描述 1
3.1 综述 1
3.2 超声仪器检查 2
3.3 探头检查 3
3.4 系统检查：探头、电缆与超声仪器组合 5

1 适用范围
本标准描述了利用适当的标准校验试块验证超声仪器（即按EN12668-1:1999 和EN12668-2:1998 确定的仪器与探头组合）的方法和验收标准。这些方法并不提供设备对于实际应用的适用性。所描述的方法适用于操作者在现场或车间条件下使用。这些方法仅适用于A-扫描显示的脉冲回波装置，装置具有步进不大于2dB的增益控制或已校准的衰减器，并使用接触法试验。这些方法规定用于手工检测设备。对于自动化检测，可能需要不同的测试，以保证其性能能够满足要求。
EN12668-3:2000 的要求不适用于专用超声测厚仪的组合。
2 参考标准
（说明略）
EN 12223 无损检测-超声检验-1 号校验试块规范
PrEN 12668-1:1999 无损检测-超声检验设备的特性与认证-第1 部分：仪器
PrEN 12668-2:1998 无损检测-超声检验设备的特性与认证-第2 部分：探头
EN 27963 钢焊缝-焊缝超声检验用的2 号校验试块（ISO 7963:1985）
3 测试与报告的描述
3.1 综述
本标准中所描述的方法连同校核频率已在表1中概述。
校核的依从性应记录在超声检验报告上。
表1 组合设备的测试
条款
标题
校核频率
3.2.1
时基线性
每周*
3.2.2
设备增益线性
每周*
3.3.1
探头入射点
每天
3.3.2
波束角度
每天
3.4.2
物理状态与外观
每天
3.4.3
灵敏度和信噪比
每周
3.4.4
脉冲持续时间
每周*
*注：为了简化每周校核的记录，用户每次进行校核时可以使用更方便的设备。
3.2 超声仪器检查
3.2.1 时基线性
3.2.1.1 综述
利用EN 27963 或EN 12223 规定的标准校验试块以及正常的纵波探头或横波斜探头进行本校核。在至少等于后续测试应用的范围内的线性应作校核。在适当情况下，钢中纵波91mm范围相当于横波50mm范围。
3.2.1.2 方法
把探头置于校验试块上使背面/弧面回波等于或超过必须校核线性范围的位置。调整时基，使第一和第六次底波分别与第一和最后的刻度标志一致。用其余四次回波校核线性。
依次提高底波到近似相同的高度，例如80%满屏高。每个回波的前沿应位于相应的格线上。
在第一和第六次回波位置固定的情况下，以相同屏幕高度校核，任何与理想位置的偏差应在规定的允差内。
3.2.1.3 允差
线性的偏差不应超过满屏宽的±2%。
3.2.1.4 校核频率
对于每周使用的超声仪器，至少每周进行一次校核。
3.2.2 设备增益线性
3.2.2.1 综述
本校核是监视影响设备增益的两种特性的综合结果，即放大器线性和已校准增益控制的精度。本测试可使用任意的标准校验试块，最好使用与后续测试相关的探头。
应在超声仪器控制（频率、范围脉冲、能量等）转换到后续测试使用位置的情况下进行线性校核。可调抑制和扫掠增益应关闭。
3.2.2.2 方法
把探头置于校验试块上，获得来自小反射体的反射信号，例如EN 27963试块上的5mm孔。
调整增益设置，使该信号达到80%满屏高，记下已校准增益控制的读数（dB）。 然后增加增益2dB，确认信号上升超过满屏高（101%）。 恢复增益为原始值，然后减小增益6dB，确认信号振幅下降到大约40%屏高。连续三次以6dB增量减小信号，确认信号振幅分别下降到20% 、10%和5%屏高。
3.2.2.3 允差
在下述表2给出范围内的信号振幅是可以验收的。
表2 增益线性的验收范围
增益dB
期望的屏高%
范围
+2
101
不低于95%
0
80
参考线
-6
40
37~43%
-12
20
17~23%
-18
10
8~12%
-24

5
可见，低于8%
3.2.2.4 对数放大器
如果超声仪器使用的是对数放大器，条款3.2.2.1和3.2.2.3应代之以按照制造商规范的仪器输入/输出振幅精度的全面测试。测试应验证其误差在任意20dB 跨距内不超过±1dB和任意60dB跨距内不超过±2dB。
3.2.2.5 校核频率
对于每周使用的超声仪器，至少每周进行一次校核。
3.3 探头检查
3.3.1 探头入射点
3.3.1.1 综述
本校验仅适用于斜探头。可在EN 27963或EN 12223带有圆柱反射体（四分之一象限）的标准校验试块上校核探头入射点。
应在校核波束角度之前进行探头入射点校核。
3.3.1.2 方法
把探头置于试块适当的侧面位置，获得来自四分之一象限的反射。前后移动探头，使反射信号振幅最大，注意探头的移动应平行于试块侧面。
当振幅达到最大时，正确的探头入射点应对应试块上标志象限几何中心的刻线。
探头入射点的测量应具有可重复性并在±1mm之内。如果测量的位置与标记偏差大于1mm，则应在探头侧面标记新的位置，并且记录和用于后续的探头校核以及缺陷测绘。
3.3.1.3 允差
允差与应用有关。但是对于缺陷测绘，推荐探头入射点为已知位置的±1mm 之内。
3.3.1.4 校核频率
与探头使用及扫查表面粗糙度造成的磨损速率有关。当探头连续使用时，应至少每几个小时进行校核；此外，对于每天使用的探头应该进行每日校核。
3.3.2 波束角度
3.3.2.1 综述
EN27963和EN12223中规定的参考试块提供了快速校核波束角度的方法。如果需要较高的精确度，应利用prEN12668-2:1998中所述方法之一来确定角度。
3.3.2.2 方法
把探头置于校验试块上，建立一个来自选定孔的信号。前后移动探头，使孔信号最大。当信号达到最大振幅时，可从所测定的探头入射点下方对应校验试块的刻槽读出波束角度。应记录测量值与标称角度之间的偏差。
3.3.2.3 允差
利用上述方法测量的波束角度可精确到大约±1.5°。除非已经知道探头的使用历史，否则以前标记的探头角度不应看作是精确的，特别是70°或更大角度的探头，或者旧探头。推荐的方法是在探头上标记最新测量的角度并记录作为以后探头校核和/或缺陷测绘应用的参考。
允差将取决于应用，但是对于某些方法来说，推荐的角度允差是在±2°以内。
3.3.2.4 校核频率
校核频率取决于探头因为使用以及扫查表面粗糙度引起磨损的速率。当探头连续使用时，至少应每隔几小时就进行校核；此外，对于每天使用的探头应进行每日校核。
3.3.3 同时校核入射点与波束角度
这种方法需要利用的参考试块含有至少3个并最好是4个或更多的横孔，具有不同深度。依次使来自每个孔的直接反射回波达到最大，在每种情况下测量孔中心投影至探头前表面的距离（a'）（前沿距离-译注）。在通过参考试块截面的刻度图形上对应孔深测绘这些距离，绘出通过这些点的直线，可以同时确定探头入射点和波束角度（见图1）。

图1 同时确定探头入射点和波束角度
1 斜率=波束角度；x 探头入射点
3.4 系统检查：探头、电缆与超声仪器组合
3.4.1 基本数值的测量
用户在最初应利用3.4.2和3.4.3给出的方法确定信噪比和脉冲持续时间的基本数值。这些数值应当既是对于后续测试使用的实际探头与超声仪器的测量，也是所用探头型号与超声仪器型号每种组合的测量。在这些最初的基本测量中，相关的超声仪器控制，例如频率、脉冲能量、抑制、脉冲重复频率，应与后续校核所用的参数相同。最初的基本测量所用的试块型号与电缆型号及长度也应与后续校核所用的相同。这些最初的基本测量所用的超声仪器和探头应依从prEN12668-1:1999和prEN12668-2:1998。 这些数值用作基本数值以便与以后校核的测量值进行比较。
3.4.2 物理状态与外观
3.4.2.1 方法
目视检查超声仪器、探头、电缆以及校验试块的外观有无能够影响系统当前操作或以后的可靠性的物理损伤或磨损。特别要检查探头面有无物理损伤或磨损。如果探头是分割型的组合探头，还应检查元件是否正确组合。检查电接触的不稳定性。
3.4.2.2 校核频率
每天使用的设备应每天校核一次。
3.4.3 灵敏度与信噪比
3.4.3.1 综述
本校核的目的是提供一个简单的方法，以便于操作者鉴别组合设备的性能是否变坏。这些校核仅用于监视原来工作良好的设备的固定组合的连续性能。
测量的信噪比与用户对特定型号的超声仪器与探头确定的基本数值进行比较。这里给出一个校核灵敏度简单方法，但不能作为按检验及所用检测标准的要求来确定检验灵敏度的方法。
适合使用带有小直径孔的EN12223校验试块，或者带有5mm 直径孔的EN27963试块。
校核灵敏度应使用相关的超声仪器控制，例如频率、脉冲、能量、抑制、脉冲重复频率、范围设置，应设置到基本数值测量时所用的位置。
未校准的增益控制应设置到最大或者以前确定的位置。所用电缆型号及长度应与基本数值测量时所用的相同。在后面的测试中应使用同样的超声仪器设置。
3.4.3.2 方法
灵敏度校核时，把探头置于选定的校验试块上，调整其位置，使来自所用横孔的信号最大。
调整校准控制（dB）把该信号设置为20%屏高并记下此时增益控制的读数。把探头从试块上移走并将探头面上的耦合剂擦掉。把探头放在一边，利用校准控制，增大增益，直至与目标孔相同范围上的整个系统噪声达到20%屏高，记下此时增益控制的新读数。
第一次的增益测量记录提供了探头与超声仪器灵敏度的校核，第一次和第二次测量之间的差异（dB）给出信噪比。在每种情况下，都要在基本数值测量选定的特定范围上校核这些参数。
3.4.3.3 允差
灵敏度和信噪比应在由用户对该种探头和超声仪器进行的基本数值测量的6dB以内。
3.4.3.4 校核频率
对于每周使用的探头至少每周进行一次校核。
3.4.4 脉冲持续时间
3.4.4.1 综述
这是探头和超声仪器组合校核，类似于prEN12668-2:1998 所述，测量对脉冲形状、匹配、放大器带宽、内置抑制以及滤波电路对信号显示的影响。所测量的脉冲持续时间与用户对于一定型号的超声仪器和探头所确定的基本数值比较。
脉冲持续时间校核只需要显示在经校准的时基上，对于横波探头为EN27963 或EN12223标准校验试块的半径反射信号，对于纵波探头为底面回波信号。
校核时应使用相关的超声仪器控制，例如频率、脉冲能量、抑制、脉冲重复频率、范围设置，应设定在基本测量时使用的位置。所用电缆的型号及长度应与基本测量使用的相同。
在实际应用中，对于后续的检测应使用相同的超声仪器设置和电缆。
3.4.4.2 方法
利用经校准的时基来测量脉冲持续时间，通过适当的设定，调整反射信号振幅达到100%屏高。测量10%屏高的信号宽度（以毫米为单位）。
如果有需要，可以把测量的毫米转换为微秒。
3.4.4.3 允差
脉冲持续时间不应大于用户对这种型号探头及超声仪器在相同仪器设置下得到的基本测量的1.5倍。
3.4.4.4 校核频率
每周使用的探头，至少每周校核一次。对于横波探头，可以结合探头入射点进行校核（见3.3.1）。

8