JJF 1728-2018 树脂基复合材料超声检测仪校准规范



中华人民共和国国家计量技术规范

JF1728—2018

树脂基复合材料超声检测仪校准规范

CalibrationSPecificationforUltrasonicTestingInstrumentsforResinMatrixComPosites

2018-12-25发布 2019-03-25实施

国家市场监督管理总局 发布

JF1728—2018

树脂基复合材料超声检测仪校准规范

CalibrationSPecificationforUltrasonicTestingInstrumentsforResinMatrixComPosites

��������������

������

������

JF1728—2018

归 口 单 位:全国声学计量技术委员会起 草 单 位:中航复合材料有限责任公司

中国航空工业集团公司基础技术研究院中国计量科学研究院

本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释

本规范起草人:

刘松平(中航复合材料有限责任公司)

刘菲菲(中国航空工业集团公司基础技术研究院)边文萍(中国计量科学研究院)

邢广振(中国计量科学研究院)

傅天航(中航复合材料有限责任公司)

李乐刚(中国航空工业集团公司基础技术研究院)史俊伟(中国航空工业集团公司基础技术研究院)

目 录

引言………………………

(Ⅲ)

1范围……………………

2引用文件………………

3术语和计量单位………………………

3.1纵向分辨力…………

3.2近表面分辨力………………………

3.3近底面分辨力………………………

3.4脉冲回波周期数……………………

3.5扫描灵敏度…………

4概述……………………

5计量特性………………

5.1水平线性误差………………………

5.2垂直线性误差………………………

5.3纵向分辨力…………

5.4近表面分辨力………………………

5.5近底面分辨力………………………

5.6脉冲回波周期数……………………

5.7检测灵敏度…………

5.8基线电噪声…………

5.9扫描范围……………

(1)

(1)

(1)

(1)

(1)

(2)

(2)

(2)

(2)

(4)

(4)

(5)

(5)

(5)

(5)

(5)

(5)

(5)

(5)

5.10扫描灵敏度………………………

(5)

5.1 胶接缺陷检测灵敏度……………

(5)

6校准条件………………

6.1环境条件……………

6.2测量标准及其他设备………………

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校准数据处理………………………

8.2校准结果的测量不确定度…………

8.3校准证书……………

9复校时间间隔…………

(5)

(5)

(5)

(6)

(6)

(6)

(16)

(16)

(16)

(16)

(16)

Ⅰ

附录A 校准用试块……………………

(17)

附录B 校准证书的内页格式…………

(2)

附录C 测量不确定度评定示例

………

(25)

Ⅱ

引 言

本规范依据JF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》的要求编写。

本规范制定中,在技术方面主要参考了JG746—204《超声探伤仪》和ASTME317—16《StandardPracticeforEvaluatingPerformanceCharacteristicsofUltrasonic

Pulse-EchoTestingInstrumentsandSystemswithouttheUseofElectronicMeasurementInstruments》(不借助其他电子测量仪器的超声脉冲回波检测仪及系统性能特性评估标准惯例)中超声检测仪垂直线性、水平线性等性能参数要求及其测试方法。

本规范依据JF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》给出了复合材料超声检测仪检测灵敏度的测量不确定度的评定示例。

本规范为首次发布。

Ⅲ

树脂基复合材料超声检测仪校准规范

1范围

本规范适用于在不需要借助其他专门的电子测量仪器设备条件下,使用对比试块对树脂基复合材料超声检测仪可能影响缺陷检测、定位与分析等使用性能的校准。

2引用文件

本规范引用下列文件:

JG746超声探伤仪检定规程JF101通用计量术语及定义JF1059.1测量不确定度评定与表示GB/T3102.7声学的量和单位

GB/T12604.1无损检测 术语 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术语和计量单位

本规范采用GB/T3102.7中规定的量和单位。

JF101、JF1059.1和GB/T12604.1中界定的及以下术语和定义适用于本规范。

3.1纵向分辨力 depthresolution,rangeresolution

树脂基复合材料超声检测仪与换能器匹配,其分辨超声波传播方向(通常使用中与

复合材料厚度方向一致)相邻两个不同深度缺陷的能力,按公式(1)或公式(2)计算。

式中:

ΔhL=hD2-hD1 (1)

ΔhL=Δnp×hp (2)

ΔhL——纵向分辨力,mm;

hD1、hD2——分别为树脂基复合材料中在厚度方向相邻两个缺陷的深度,mm;

Δnp——树脂基复合材料中在厚度方向相邻两个缺陷的铺层数差,Δnp=1,2,3,…,n;

hp——1个树脂基复合材料铺层的标称厚度,mm。

3.2近表面分辨力 near-surfaceresolution,entry-surfaceresolution

树脂基复合材料超声检测仪与换能器匹配,其分辨超声波在树脂基复合材料入射表

面一侧近表面缺陷的能力,按公式(3)或公式(4)计算。

ΔhE=hD

(3)

ΔhE=nE×hp (4)

1

式中:

ΔhE——近表面分辨力,mm;

hD——树脂基复合材料中缺陷的深度,mm;

nE——树脂基复合材料中缺陷距表面的铺层数,nE=1,2,3,4,…,n。

3.3近底面分辨力far-surfaceresolution

树脂基复合材料超声检测仪与换能器匹配

,其分辨超声波在树脂基复合材料底面反

射一侧近底面缺陷的能力,按公式(5)或公式(6)计算。

ΔhF=h-hD

(5)

式中:

ΔhF=nF×hp (6)

ΔhF——近底面分辨力,mm;

h——树脂基复合材料厚度,mm;

nF——树脂基复合材料中缺陷距近底面的铺层数,nF=1,2,3,4,…,n。

3.4脉冲回波周期数 pulse-echoperiod , 、 , ,

检测仪屏幕显示的脉冲信号的周期数nT所示。

如nT≈1

nT≈2

nT≈2.5等

如图1

图1脉冲回波周期数示意图

3.5扫描灵敏度scaningsensitivity

换能器在自动扫描过程中,根据其连接的树脂基复合材料超声检测设备屏幕指示的

信号或图像能够清晰确定的最小缺陷大小。通常用可检出最小缺陷的直径表示,单位为mm。

4概述

树脂基复合材料超声检测仪是指用于树脂基复合材料和胶接结构缺陷无损检测的专门的超声检测仪器,包括带自动扫描功能的超声检测设备、胶接检测仪器及其换能器。树脂基复合材料超声检测仪由超声波激励单元、发射/接收单元、信号处理单元、信号显示单元等主要部分组成,它利用来自树脂基复合材料中的声波信号进行缺陷的检测、定位、定量或定性分析,如图2所示;树脂基复合材料超声检测设备是在树脂基复合材料超声检测仪基础上,增加了A/D转换单元、扫描单元、成像单元,它利用来自树脂基复合材料中的声波信号和换能器的位置信号,通过图像和声波信号进行缺陷的检测、定位、定量或定性分析,如图3所示;胶接检测仪器由声波发射/接收单元、信号处理2

单元、信号显示单元等主要部分组成,它利用来自声波在胶接结构中产生的振动特性及其变换进行缺陷的检测,如图4所示;换能器由压电晶片和阻尼块等主要部分组成,它用于超声波的发射和接收。当树脂基复合材料超声检测仪、树脂基复合材料超声检测设备和胶接检测仪器的检测结果出现不同时,以树脂基复合材料超声检测仪的检测结果为准。

图2树脂基复合材料超声检测仪原理框图

3

图3树脂基复合材料超声检测设备原理框图

图4胶接检测仪原理框图

5计量特性

5.1水平线性误差

利用来自给定反射体的多次底波在树脂基复合材料超声检测仪屏幕水平方向显示的刻度数与其理论刻度数的偏差来描述水平线性误差(ΔL)。使用试块A(见附录A.1)进行水平线性误差校准,校准结果不大于3.0%。

4

5.2垂直线性误差

利用来自给定反射体的反射回波信号在树脂基复合材料超声检测仪屏幕垂直方向显示的刻度数与其理论刻度数的偏差来描述垂直线性误差(Δ)。使用试块C(见附录A.3)进行垂直线性误差(Δ)校准,校准结果不大于6.0%。

5.3纵向分辨力

使用试块B(见附录A.2)进行纵向分辨力(ΔhL)校准,校准结果不大于2hp。

5.4近表面分辨力

使用试块C进行近表面分辨力

(ΔhE)

校准,

校准结果不大于2hp。

5.5近底面分辨力

( ) , 。

使用试块C进行近底面分辨力

ΔhF 校准

校准结果不大于2hp

5.6脉冲回波周期数

使用试块A进行脉冲回波周期数

5.7检测灵敏度

(nT)

校准,

校准结果不大于2。

。

树脂基复合材料超声检测仪可检出的最小缺陷尺寸通常用最小缺陷的直径表示 使

用试块D(见附录A.4)进行检测灵敏度校准,校准结果不大于ϕ3.0mm。

5.8基线电噪声

树脂基复合材料超声检测仪扫描基线上的杂乱信号。

校准,校准结果不大于垂直满屏刻度的20%。

5.9扫描范围

使用试块D进行基线电噪声

。

树脂基复合材料超声检测仪屏幕水平方向的显示范围校准,校准结果不小于20.0mm。

使用试块D进行扫描范围

5.10扫描灵敏度

使用试块D进行扫描灵敏度校准,

校准结果不大于ϕ3.0mm。

只适合带自动扫描

功能的树脂基复合材料超声检测设备。

5.1 胶接缺陷检测灵敏度

胶接检测仪可检出的最小缺陷尺寸

,通常用圆形缺陷直径或矩形缺陷边长或蜂窝格

数表示。使用试块E1~E3(见附录A.5~A.7)进行胶接缺陷检测灵敏度校准,校准结果不大于ϕ12mm或12mm×12mm或不大于3个蜂窝格。只适合胶接结构检测仪器。

6校准条件

6.1环境条件

a)气压:(86~106)kPa。

b)温度:15℃~35℃。

c)相对湿度:30%~90%。

6.2测量标准及其他设备

a)千分尺:量程(0~25)mm,最大允许误差±0.08mm。

b)对比试块:试块A~E。

5

7校准项目和校准方法

7.1校准项目 。

校准项目见表1

表1校准项目一览表

序号

项目名称

计量特性条款号

校准方法条款号

1

外观检查

7.2.1

7.2.1

2

水平线性误差

5.1

7.2.2

3

垂直线性误差

5.2

7.2.3

4

纵向分辨力+

5.3

7.2.4

5

近表面分辨力+

5.4

7.2.5

6

近底面分辨力+

5.5

7.2.6

7

脉冲回波周期数+

5.6

7.2.7

8

检测灵敏度

5.7

7.2.8

9

基线电噪声

5.8

7.2.9

10

扫描范围

5.9

7.2.10

1

扫描灵敏度

5.10

7.2.1

12

胶接缺陷检测灵敏度

5.1

7.2.12

注:“+”表示采用脉冲超声穿透法检测的树脂基复合材料检测仪可不作要求。

7.2校准方法

7.2.1外观检查

a)目视树脂基复合材料超声检测仪、换能器等外表、显示等部分应无表面明显的磕碰、裂痕等;

b)目视和手工检查各连接座、旋钮、键盘等应无松动、坏损,各种连接线缆等应完好;

c)对于树脂基复合材料超声检测设备各轴应运动平滑、无异响或卡壳现象,极限位置保护等应完好,电机应无过热现象;

d)应具有完好标识、准用标识、型号和出厂编号标识;

e)显示屏幕信号显示迹线稳定,无影响检测信号显示的跳动;

f)树脂基复合材料超声检测设备应能进行信号闸门位置与宽度、扫描参数等正常设置,图像显示正常,当采用喷水或水膜或水浸耦合时,应保证良好的耦合;

g)检测参数设置、信号显示、报警、存储等功能正常。

7.2.2水平线性误差

a)将换能器置于试块A表面上,并保持良好的耦合,如图5所示;

6

图5水平线性误差校准方法示意图

b)调节树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等控制器,以显示

3个无干扰的底面反射回波信号,如图6所示;

c)调节树脂基复合材料超声检测仪增益,将第1个底面反射回波信号(B1)调至50%满屏刻度,记录此时第1个底面回波信号波峰的水平刻度x1;

d)调节树脂基复合材料超声检测仪增益,将第2个底面反射回波信号(B2)调至

50%满屏刻度,记录此时第2个底面回波信号波峰的水平刻度x2;

e)调节树脂基复合材料超声检测仪增益,将第3个底面反射回波信号(B3)调至50%满屏刻度,记录此时第3个底面回波信号波峰的水平刻度x3;

f)按公式(7)计算水平线性误差:

H

|x2-x1+x3|

式中:

ΔL=

2 ×10% (7)

s

ΔL——水平线性误差,%;

Hs——水平满屏刻度数;

x1——第1个底面回波波峰B1的水平刻度数;x2——第2个底面回波波峰B2的水平刻度数;x3——第3个底面回波波峰B3的水平刻度数。

7.2.3垂直线性误差

图6水平线性误差校准信号示意图

a)将换能器置于试块C表面上,并保持良好的耦合,如图7所示。

7

图7垂直线性误差校准方法示意图

b)移动换能器在试块C中缺陷F2的位置,调节树脂基复合材料超声检测仪增益、

扫描延迟和扫描范围等控制器,使来自试块C中缺陷F2回波信号D的幅度和底面回波信号B的幅度比目测为H1:H2=2∶1,如图8所示。

c)调整树脂基复合材料超声检测仪增益,使D以“一大格”的增量从满屏刻度的一个大格变化至满屏刻度的10%,读出并记录D和B的幅度值,D和B的理论值见表2。

d)垂直线性误差用回波信号B的理论值与实测值的最大正偏差与最大负偏差之和

表示。按公式(8)计算垂直线性误差:

Δ=ΔH+max+ΔH-max

(8)

式中:——

Hv Hv

,;

Δ 垂直线性误差%

—— ,

Hv 满屏幕的垂直大刻度数Div由树脂基复合材料超声检测仪显示屏幕

——决定,通常Div=8或10个大刻度格; ;

ΔH+max

回波信号B的理论值与实测值的最大正偏差

ΔH-max——回波信号B的理论值与实测值的最大负偏差。

图8垂直线性误差校准信号示意图

8

表2D和B理论值与实测记录信息

D的幅值H1

(用屏幕大格数表示)

B的理论幅值H2

(用屏幕大格数表示)

B的实测幅值H'2

(用屏幕大格数表示)

ΔH=H2-H'2

1

0.5

2

1

3

1.5

4

2

5

2.5

6

3

7

3.5

8

4

9

4.5

10

5

7.2.4纵向分辨力

a)将换能器连接至树脂基复合材料超声检测仪,选择反射模式,接通仪器电源;

b)将换能器置于试块B表面上,并保持良好的耦合;

c)调节树脂基复合材料超声检测仪增益/衰减,使来自试块B的表面回波信号F、底面回波信号B位于树脂基复合材料超声检测仪屏幕适合观察的位置,底面回波信号B的幅值处于仪器满屏的50%~10%范围内;

d)移动换能器找到试块B中最边缘缺陷F1或F4的回波信号D,如图9所示;

图9纵向分辩力校准方法示意图

e)向缺陷内侧移动换能器至出现相邻深度缺陷回波信号

(图10中所示的回波信号

D2或D1),缓慢移动换能器,使两个相邻深度缺陷回波信号D1和D2幅值相近且达到最高;

f)两相邻深度缺陷回波信号D1、D2若目视清晰可辨,此时hD2=hD1+hp,则纵向分辨力按公式(1)或公式(2)计算;

g)若D1、D2重叠不可分辨,则需选用Δnp更大的试块,按照此节b)~f)重新进行校准。

9

(a)特征波形1 (b)特征波形2

图10纵向分辩力校准信号示意图

7.2.5近表面分辨力

a)将换能器置于试块C的无缺陷区,并保持良好的耦合,如图1所示;

图1 近表面分辨力校准方法示意图

b)调整树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等控制器,使试块

底面回波信号幅度达到满屏刻度的50%;

c)移动换能器在试块C上的位置,使换能器位于试块缺陷F1处;

d)记录换能器位于缺陷F1处的缺陷回波信号D,如此时能清晰地显示出表面回波信号F和缺陷回波信号D的波峰,如图12所示,此时hD=hp、nE=1,按公式(3)或公式(4)计算近表面分辨力;

e)如此时表面回波信号F和缺陷回波信号D的波峰重叠不可分辨,则需选用nE更大的试块,按照此节a)~d)重新进行校准。

10

7.2.6近底面分辨力

图12近表面分辨力校准信号示意图

a)使用千分尺测量试块C的厚度h,并将换能器置于试块C无缺陷区,并保持良好的耦合,如图1所示;

b)调整树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等控制器,使试块

底面回波信号幅度达到满屏刻度的50%;

c)移动换能器在试块C上的位置,使换能器位于试块缺陷F3处;

d)记录换能器位于缺陷F3处的缺陷回波信号D,如此时能清晰地显示出底面回波信号B和缺陷回波信号D的波峰,如图13所示,此时hD=h-hp、nF=1,按公式(5)或公式(6)计算近底面分辨力;

e)如此时底面回波信号B和缺陷回波信号D的波峰重叠不可分辨,则需选用nF更

大的试块,按照此节a)~d)重新进行校准。

图13近底面分辨力校准信号示意图

1

7.2.7脉冲回波周期数

a)将换能器连接至树脂基复合材料超声检测仪,选择反射模式,接通树脂基复合材料超声检测仪电源;

b)将换能器置于试块A表面,并保持良好的耦合,如图14所示;

) 图14脉冲回波周期数校准方法示意图 、

c调节树脂基复合材料超声检测仪使得来自试块A表面回波信号F 底面回波信

号B位于检测仪屏幕适合观察的位置;

d)调节树脂基复合材料超声检测仪衰减或增益,使底波信号B波幅值处于树脂基复合材料超声检测仪满屏的80%,典型波形如图15(a)、图15(b)所示;

e)底波信号B中以正向幅值最高波峰为主波峰Vp,负向最低波谷为主波谷Vm。

f)底面回波信号B中除了主波峰Vp外,若还有正向波峰V'p,当V'p幅值大于Vp

幅值的20%,则V'p作为1个副波峰,确定底面回波信号B中主、副波峰总个数nx;

(a)典型波形1 (b)典型波形2

图15脉冲回波周期数校准波形示意图

g)底面回波信号B除了主波谷Vm,若还有波谷V'm负向幅值大于Vm负向幅值的20%,则V'm作为1个副波谷,确定底面回波信号B中主、副波谷总个数ny;

h)脉冲回波周期数按公式(9)计算。

式中:

2

nT——脉冲回波周期数,个;

nT=nx+ny

(9)

nx——底面回波信号B中主、副波峰总个数,个;ny——底面回波信号B中主、副波谷总个数,个。

7.2.8检测灵敏度

12

a)将换能器置于试块D无缺陷区,并形成良好的耦合,如图16所示;

图16检测灵敏度校准方法示意

b)调整树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等控制器,使试块

底面回波信号B幅度达到满屏刻度的50%;

c)调整换能器在试块上的位置,使换能器位于试块D中某一平底孔(如F6)上方,并使平底孔回波信号D达到最大,如图17所示;

d)如此时平底孔回波信号幅值达到满屏刻度的30%或以上,记录此时的平底孔回波信

HN

)e)如不满足d)中要求,则需选用包含有更大直径平底孔的试块,按照此节a)~

号幅值HD和基线信号的幅值HN,当20lgHD≥6dB时,检测灵敏度达到ϕ3.0mm;

d重新进行校验,此时检测灵敏度为相应平底孔直径。

7.2.9基线电噪声

图17检测灵敏度校准信号示意图

a)将换能器置于试块D中缺陷F6上方的位置,保持适当的耦合,如图16所示,在缺陷F6位置附近移动换能器,使来自试块D中缺陷F6的回波信号幅值最大,并保持此时换能器所在的位置;

b)调整树脂基复合材料超声检测仪增益,使来自试块D中缺陷F6的回波信号幅

值达到满屏10%;

13

c)保持树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等检测参数不变,取下换能器及其连接线,此时屏幕上基线上电噪声幅度占满屏刻度的百分比,即为被校准树脂基复合材料超声检测仪的基线电噪声,参见图18。

7.2.10扫描范围

图18基线电噪声校准信号示意图

b

a)将换能器置于试块D无缺陷区,并保持良好的耦合,如图16所示;

)调整树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描深度等控制器,使树脂

基复合材料超声检测仪屏幕上多次底面回波信号中的最后一次底面回波信号幅度超过基

线噪声一倍以上,如图19所示;

c)读出此时屏幕内的底面回波信号次数N,按公式(10)计算扫描范围。 ()

式中:

Sr=N×h 10

Sr——扫描范围,mm;

N——屏幕上显示的底面回波信号次数。

图19扫描范围校准信号示意图

14

7.2.1扫描灵敏度

a)接通设备电源,开启设备计算机及水耦合系统;

b)进入树脂基复合材料超声检测设备工作界面,将换能器移至试块D处,观察A-

显示窗口中来自试块D的超声信号;

c)调节增益/衰减,使来自试块D的透射信号或底面反射信号幅值不低于A-显示窗口满屏的50%;

d)根据树脂基复合材料超声检测设备操作说明书设置信号闸门,使所选择信号位于闸门内;

e)设置扫描范围,且覆盖整个试块;

f)对试块D进行超声C-扫描成像检测,检测完毕,保存扫描数据文件;

g)利用统计分析软件对试块D中缺陷F6的成像检测结果的长度L和宽度W进行测量,参见图20;

h)利用试块D中F6缺陷的实际尺寸减去缺陷测量尺寸获得二者的尺寸偏差,若二者偏差在-1.0mm~+1.0mm,则树脂基复合材料超声检测设备扫描灵敏度为ϕ3.0mm;

i)如不满足h)中的要求,则需选用包含有更大直径平底孔的试块,按照此节

a)~h)重新进行校验,此时灵敏度为相应平底孔直径。

图20缺陷长度L和宽度W测量示意图

7.2.12胶接缺陷检测灵敏度

a)将胶接检测仪器与其匹配的换能器连接。

b)开机,进入仪器工作界面。

c)按照操作说明书操作,进入调谐工作界面,将换能器置于试块E1、E2、E3无缺陷区,获取并此时对应好区信号幅值:A1。

d)将换能器置于试块E1、E2、E3缺陷区,获取并此时对应缺陷区信号幅值:A2。

e)计算ΔA=|A1-A2|,如果ΔA>15,则胶接缺陷检测灵敏度为ϕ12mm(试块E1)或12mm×12mm(试块E2)或3个蜂窝格大小(试块E3)。

f)如不满足e)中的要求,则需选用包含有更大尺寸缺陷的试块,按照此节a)~

15

e)重新进行校验,此时灵敏度为相应缺陷的尺寸。

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。

所有的数据修约到小数点后一位。

8.2校准结果的测量不确定度

树脂基复合材料超声检测仪测量不确定度按JF1059.1的要求评定,定的示例见本校准规范中的附录C。

不确定度评

8.3校准证书

经过校准后出具校准证书

,推荐的树脂基复合材料超声检测仪校准证书的内页格式

见附录B。校准证书应至少包括以下信息:

a)标题:“校准证书”。

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。

e)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,应说明被校准对象的接收日期。

h)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代码。

i)本次校准所用测量标准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。

9复校时间间隔

树脂基复合材料超声检测仪的复校时间间隔建议为一年。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,使用单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间间隔。

16

附录A

A.1试块A

校准用试块

a)使用范围:用于水平线性误差、脉冲回波周期数的校准。

b)试块材料:树脂基复合材料。

c)结构类型:层压结构。

d)试块尺寸:230mm×145mm×1.8mm(可不限于此尺寸),参见图A.1

所示。

e)内部质量:在与声波垂直平面内不能含有3个以上、大于1mm×1mm的自然缺陷。

单位为毫米

A.2试块B

图A.1试块A

a)使用范围:用于纵向分辨力的校准。

b)试块材料:树脂基复合材料。

c)结构类型:层压结构。

d)试块参考尺寸:10mm×80mm×5.3mm,参见图A.2所示。

e)缺陷大小:ϕ10mm。

f)缺陷模拟:1层聚四氟乙烯膜。

g)缺陷深度:F1~F4缺陷深约试块三分之一厚度,缺陷深度依次间隔Δnp=1。

h)相邻两缺陷覆盖宽度约5mm。

i)试块内部缺陷采用超声C-扫描成像或X-射线检测,检出缺陷的等效面积与缺陷的设计等效面积偏差不超过25%。

j)若需选用Δnp更大的试块,建议Δnp按单个铺层数递增。

17

单位为毫米

A.3试块C

图A.2试块B

a)使用范围:用于垂直线性误差、近表面分辨力、近底面分辨力的校准。

b)试块材料:树脂基复合材料。

c)结构类型:层压结构。

d)试块参考尺寸:125mm×80mm×5.0mm,参见图A.3所示。

单位为毫米

) : 。

图A.3试块C

e缺陷大小

ϕ3mm

f)缺陷模拟:1层聚四氟乙烯膜。

18

g)缺陷深度:F1缺陷深度hF1=nE×hp=hp,F2缺陷深度hF2≈1h,F3缺陷深度

2

hF3=h-nF×hp=h-hp。

h)试块内部缺陷采用超声C-扫描成像或X-射线检测,检出缺陷等效面积与缺陷设计的等效面积偏差不大于25%;

i)若需选用nE、nF更大的试块,建议nE、nF按单个铺层数递增。

A.4试块D

a)使用范围:用于检测灵敏度、扫描范围、扫描灵敏度、基线电噪声的校准。

b)试块材料:树脂基复合材料。

c)结构类型:层压结构。

d)试块参考尺寸:120mm×50mm×12mm。

e)缺陷大小:ϕ3mm。

f)缺陷模拟:机械加工成盲孔,孔底铣平。

g)缺陷深度:孔深如图A.4中hD所示。F1深约6.0mm;F2深约5.0mm;F3深约4.0mm;F4深约3.0mm;F5深约2.0mm;F6深约1.0mm;F7深约1.0mm;F8深约10.0mm;F9深约9.0mm;F10深约8.0mm;F1深约7.0mm。

h)试块内部缺陷采用超声C-扫描成像或X-射线校验,检出缺陷与设计偏差

≤25%。

i)若需选用更大直径平底孔的试块,建议平底孔直径按相应缺陷验收级差的一半递增。

A.5试块E1

图A.4试块D

a)使用范围:用于胶接缺陷检测灵敏度的校准。

b)试块材料:有机玻璃或树脂。

c)结构类型:实心板。

d)试块参考大小:150mm×150mm×7.0mm,参见图A.5。

19

e)缺陷大小:ϕ12mm,参见图A.5。

f)缺陷深度:1.0mm。

g)缺陷模拟:加工成ϕ12mm的平底孔,孔距离试块表面1.0mm,参考图A.5。

h)若需选用更大直径平底孔的试块,建议平底孔直径按相应缺陷验收级差的一半

递增。

单位为毫米

A.6试块E2

图A.5试块E1

a)使用范围:用于胶接缺陷检测灵敏度的校准。

b)试块材料:有机玻璃或树脂。

c)结构类型:实心板。

d)试块参考尺寸:150mm×150mm×7.0mm,参见图A.6。

e)缺陷大小:12mm×12mm,参见图A.6。

f)缺陷深度:1.0mm。

g)缺陷模拟:加工成12mm×12mm的矩形平底孔,孔距离试块表面1.0mm,参考图A.6。

h)若需选用更大直径平底孔的试块,建议矩形平底孔尺寸按相应缺陷验收级差的一半递增。

20

单位为毫米

A.7试块E3

图A.6试块E2

a)使用范围:用于胶接缺陷检测灵敏度的校准。

b)试块材料:树脂基复合材料+蜂窝芯。

c)结构类型:蜂窝胶接结构。

d)试块参考尺寸:150mm×150mm×7.0mm,参见图A.7。

e)缺陷大小:3个蜂窝格,参见图A.7。

f)蒙皮厚度在(0.5~1.0)mm选择,缺陷为蜂窝芯下陷+去胶膜+一层聚四氟乙烯薄膜,缺陷大小为3个蜂窝芯区的面积,蜂窝芯高度可在(10~20)mm选择,参见图A.6。

g)若需选用更大缺陷的试块,建议蜂窝格数按相应缺陷验收级差的一半递增。

图A.7蜂窝结构试块中缺陷示意图

21

附录B

校准证书的内页格式

B.1树脂基复合材料超声检测仪校准证书的内页格式

证书编号××××××—××××

校准机构授权说明

校准的技术依据

JF1728—2018树脂基复合材料超声检测仪校准规范

校准环境条件及地点

地点

温度

℃

相对湿度

%

其他

校准使用的计量(基)标准装置

名称

测量范围

不确定度/准确度等级/最大允许误差

计量(基)标准证书编号

有效期至

树脂基复合材料超声检测仪校准结果

序号

项目

测得值

标准不确定度

1

水平线性误差

2

垂直线性误差

3

纵向分辨力

4

近表面分辨力

5

近底面分辨力

6

脉冲回波周期数

7

检测灵敏度

8

基线电噪声

9

通用技术要求

2

B.2树脂基复合材料超声检测设备校准证书的内页格式

证书编号××××××—××××

校准机构授权说明

校准的技术依据

JF1728—2018树脂基复合材料超声检测仪校准规范

校准环境条件及地点

地点

温度

℃

相对湿度

%

其他

校准使用的计量(基)标准装置

名称

测量范围

不确定度/准确度等级/最大允许误差

计量(基)标准证书编号

有效期至

树脂基复合材料超声检测设备校准结果

序号

项目

测得值

标准不确定度

1

水平线性误差

2

垂直线性误差

3

纵向分辨力

4

近表面分辨力

5

近底面分辨力

6

脉冲回波周期数

7

检测灵敏度

8

基线电噪声

9

扫描范围

10

扫描灵敏度

1

通用技术要求

第×页 共×页

23

B.3树脂基复合材料胶接检测仪校准证书的内页格式

证书编号××××××—××××

校准机构授权说明

校准的技术依据

JF1728—2018树脂基复合材料超声检测仪校准规范

校准环境条件及地点

地点

温度

℃

相对湿度

%

其他

校准使用的计量(基)标准装置

名称

测量范围

不确定度/准确度等级/最大允许误差

计量(基)标准证书编号

有效期至

树脂基复合材料胶接检测仪校准结果

序号

项目

测得值

相对扩展不确定度

1

胶接缺陷检测灵敏度

2

通用技术要求

第×页 共×页

24

附录C

测量不确定度评定示例

本附录以检测灵敏度为例,说明树脂基复合材料超声检测仪各校准项目的不确定度评定过程。

C.1测量模型

检测灵敏度采用ϕ3mm平底孔缺陷位置处缺陷信号与基线信号幅值比进行评定,

当幅值比ΔdB大于6dB时,评定为ϕ3mm平底孔缺陷可检出,即检测灵敏度达到ϕ3mm平底孔缺陷,而检测灵敏度的评定标准由公式(C.1)给出,检测灵敏度的不确定度是基于其评定标准的。

HN

式中:

ΔdB=20lgHD

(C.1)

ΔdB——换能器置于ϕ3mm平底孔缺陷位置处时,缺陷信号与基线信号幅值

——比,dB;

, , ;

HD——换能器置于ϕ3mm平底孔缺陷位置处时,缺陷信号的幅值 小格

HN 换能器置于ϕ3mm平底孔缺陷位置处时 基线信号的幅值,小格。

C.2标准不确定度的评定

C.2.1检测灵敏度重复性

检测灵敏度测量实施过程中

,评定方法的不确定度主要来源于缺陷信号幅值与基线

信号幅值的检测重复性。在相同条件下(即人员相同、仪器相同、方法相同、试块相同等),对ϕ3mm平底孔缺陷的检测信号进行重复测量10次(n=10),得到的结果见表C.1。

表C.1检测灵敏度的测量数据

缺陷信号幅值/小格

基线信号幅值/小格

检测灵敏度/dB

1

71.3

4.5

24.0

2

71.5

4.5

24.0

3

71.2

4.6

23.8

4

71.3

4.5

24.0

5

71.3

4.5

24.0

6

71.4

4.6

23.8

7

71.4

4.5

24.0

8

71.3

4.5

24.0

25

表C.1(续)

缺陷信号幅值/小格

基线信号幅值/小格

检测灵敏度/dB

9

71.3

4.5

24.0

10

71.4

4.6

23.8

平均值

HD=71.34

HN=4.53

2