CS10304斜探头性能测试教学课件第一部分仪器和探头的性能

任务四

斜探头性能测试项目三：焊接接头超声检测知识要点：仪器和探头的性能K值的选择能力要点：斜探头声速设定，零点调节前沿长度测定K值测定

任务四斜探头性能测试项目三：知识要点：能力要点：超声波探伤仪的使用钢板测厚锻件探伤距离-波幅曲线DAC的绘制超声检测平板对接焊缝的UT检测斜探头性能测试超声波探伤仪的使用钢板测厚锻件探伤距离-波幅曲线DAC的绘制学习任务安排1.斜探头的声速设定。2.斜探头前沿长度测定。3.斜探头K值测定。学习任务安排1.斜探头的声速设定。学习任务目标将超声波探伤仪调节好为进行下一步学习任务DAC曲线制作做好准备学习任务目标将超声波探伤仪调节好为进行下一步学习任务DAC曲资讯资料建议1.学生手里资料：教学方案实施，学生工作页，学生课业，评分标准2.书3、网站中国工业检测网/无损检测检测网/无损检测标准网/中国无损检测学会信息网/无损检测咨询网/中国机械工程学会无损检测学会网/ndt/TheAmericanSocietyforNondestructiveTesting(NDT)美国无损检测学会/BritishInstituteofNon-DestructiveTesting英国无损检测学会/EuropeanFederationforNon-DestructiveTesting无损检测欧洲联盟/资讯资料建议1.学生手里资料：教学方案实施，学生工作页，学生教材：许利民．无损检测及技能训练．长沙：中南大学出版社，2010参考书籍：[1]马世辉，李小棒．无损检测．北京：机械工业出版社，2013．[2]李家伟，陈积懋．无损检测手册．北京：机械工业出版社，2002．[3]赵熹华，焊接检验，北京：机械工业出版社，2003．[4]闻立言，焊接生产检测，北京：机械工业出版社,1997[5]王自明．无损检测综合知识．北京：机械工业出版社，2004．[6]中国机械工程学会焊接分会．焊接词典（第三版）．北京：机械工业出版社，2008．[7]中国标准出版社．无损检测常用标准汇编．北京：中国标准出版社，2006．[8]国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材编审委员会．无损检测综合知识.北京：机械工业出版社，2005．[9]夏纪真．无损检测导论．广州：中山大学出版社，2010．[10]邵泽波，刘兴德．无损检测．北京：化学工业出版社，2011．[11]王仲生．无损检测诊断现场实用技术．北京：机械工业出版社，2002．

……6教材：许利民．无损检测及技能训练．长沙：中南大学出版社，20本任务重点：了解仪器的性能、探头的性能及仪器与探头的综合性能，斜探头前沿长度和K值测定。本任务难点：K值测定的准确性。学习方法建议：通过阅读数字式超声波探伤仪的使用说明书进行操作；教师指导前沿长度及K值测定，多做练习。本任务重点：了解仪器的性能、探头的性能及仪器与探头的综合性能焊接方法与设备第1部分

仪器和探头的性能及其测试2022/12/10焊接方法与设备第1部分

仪器和探头的性能及其测试2022/1导入：超声检测仪器、探头和试块构成了整个超声检测系统，该系统的性能如何将直接超声检测结果的准确性。导入：超声检测仪器、探头和试块构成了整个超声检测系统，该系统1.超声波探伤仪和探头的主要性能指标仪器和探头的性能包括仪器的性能、探头的性能及仪器与探头的综合性能。仪器的性能：仅与仪器有关的性能，如仪器的垂直线形、水平线形和动态范围等。探头的性能：仅与探头有关的性能，如探头的入射点、k值或折射角、主声束偏离和双峰情况等。仪器与探头的综合性能：是指不仅与仪器有关而且与探头有关的性能，如分辨力、盲区、灵敏度余量等。

1.超声波探伤仪和探头的主要性能指标仪器和探头的性能包括仪器2.仪器和探头性能及测试1)垂直线性仪器的垂直线性是指仪器屏幕上的波高与探头接收的信号之间成正比的程度。垂直线性的好坏影响缺陷定量精度。垂直线性误差≤5%

（NB/T47013.3-2015）（1）仪器的性能2.仪器和探头性能及测试1)垂直线性（1）仪器的性能2)水平线性（时基线性）仪器水平线性是指仪器屏幕上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度，或者说是屏幕上多次底波等距离的程度。仪器水平线性的好坏直接影响测距精度，进而影响缺陷定位的准确。水平线性误差≤1%（NB/T47013.3-2015）2)水平线性（时基线性）3)动态范围动态范围是指仪器屏幕容纳信号大小的能力。动态范围是在增益不变时，示波屏上能分辨的最大反射面积与最小反射面积波高之比。通常以分贝（dB）表示。规定仪器的动态范围不小于26dB。3)动态范围入射点声束轴线与探伤面的交点。探头前距离斜探头的入射点距底面的距离。斜探头k值斜探头在被探工件中折射角（β）的正切值，即k=tg(β)（2）探头的性能入射点（2）探头的性能1)斜探头的入射点和前沿距离斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的K值。1)斜探头的入射点和前沿距离2）斜探头K值和折射角 斜探头K值是指被探工件中横波折射角的正切值。

（注意测定斜探头的K值或折射角也应在近场区以外进行。）2）斜探头K值和折射角斜探头的入射角和钢中折射角关系斜探头的入射角和钢中折射角关系(1)使声束能扫查到整个焊缝截面。(2)使声束中心线尽量与主要危害性缺陷垂直，在条件许可时，尽量用K大些的探头。薄工件K大些，厚工件K可小些。(3)保证有足够的探伤灵敏度。(4)根据检测对象选K：如单面焊根部未焊透，选K=0.7-1.5，即在K=0.84-1时检测灵敏度最高。探头K值的选择应从以下三个方面考虑:(1)使声束能扫查到整个焊缝截面。探头K值的选择应从以下三个如光从探头考虑：从斜入射往复透过率角度分析，有机玻璃→钢折射角β=40—50°（相当于K=1左右）往复透过率最高，大于20%—30%。此时检测灵敏度最高。β=50—60°时，往复透过率17—20%。（相当K=1.5）β=60—70°时，往复透过率14—17%。（相当K=2）如光从探头考虑：从斜入射往复透过率角度分析，有机玻璃→钢折射β=70—80°时，往复透过率10—14%。（相当K=2.5—K=3）β=80—90°时，往复透过率10%→0。即β越大（K越大），往复透过率越小，灵敏度越小。当然灵敏度除了探头K值，还有仪器配合。β=70—80°时，往复透过率10—14%。（相当K=2.5为保证声束扫查到整个焊缝，探头K值必须满足：（a、b分别为上、下焊缝宽）为保证声束扫查到整个焊缝，探头K值必须满足：探头K值的选择及测定板厚δ/mmK8-25＞25-46＞46-1203.0-2.02.5-1.52.0-1.0K值常因斜楔中的声速、探头的磨损不同，而产生变化，所以必须在试块上测出K值。斜探头K值的选择应考虑到多种因素，这里仅考虑板厚对K值的要求。探头K值的选择及测定板厚δ/mmK8-253.0-2.0K值探头选择原则：1）由于波的衍射，使超声波检测的理论灵敏度为λ/2，因此提高超声波频率，有利于发现更小的缺陷。但是，随着频率的提高，介质中声波散射加剧，使声波能量的衰减增加。2）超声波的频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻的缺陷。3）超声波的频率高，波长短，半扩散角小，声束指向性好，能量集中，有利于对缺陷进行准确定位。但是，近场区长度加大，对探伤不利。探头选择原则：3）探头主声束偏离和双峰探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度称为主声束的偏离。平行移动探头，同一反射体产生两个波峰的现象称为双峰。探头主声束偏离和双峰，将会影响对缺陷的定位和判别。3）探头主声束偏离和双峰声束不同的颜色表示不同的声压值（能量的强弱）声束不同的颜色表示不同的声压值（能量的强弱）声束的方向性直声束斜声束声束的方向性直声束探头声束特性探头声束特性是指探头发射声束的扩散情况，常用轴线上声压下降6dB时探头移动距离（即某处的声束宽度）来表示。探头声束特性（3）综合性能 1）灵敏度余量

a)灵敏度一般是指整个探伤系统（仪器和探头）发现最小缺陷的能力。发现缺陷愈小，灵敏度就愈高。

b)仪器和探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。（3）综合性能 1）灵敏度余量c)灵敏度余量，又叫仪器与探头的综合灵敏度；是指仪器最大输出时（增益、发射强度最大，衰减和抑制为0），使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。d)灵敏度余量大，说明仪器与探头的灵敏度高。在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。c)灵敏度余量，又叫仪器与探头的综合灵敏度；是指仪器最大输出2）始脉冲宽度始波宽度是指在一定的灵敏度下，屏幕上高度超过垂直幅度20％时的始波延续长度。始波宽度与灵敏度有关，灵敏度高，始波宽度大。始波宽度大，盲区大。对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。2）始脉冲宽度对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm；3）分辨力和信噪比分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。3）分辨力和信噪比焊缝超声波探伤探测条件选择（探测面、探头、试块、耦合剂选择等）声速调节测入射点（前沿长度）、K值距离——波幅曲线DAC绘制焊缝超声波探伤焊缝超声波探伤探测条件选择（探测面、探头、试块、耦合剂选择等谢谢！CS10304斜探头性能测试教学课件第一部分仪器和探头的性能任务四

斜探头性能测试项目三：焊接接头超声检测知识要点：仪器和探头的性能K值的选择能力要点：斜探头声速设定，零点调节前沿长度测定K值测定

任务四斜探头性能测试项目三：知识要点：能力要点：超声波探伤仪的使用钢板测厚锻件探伤距离-波幅曲线DAC的绘制超声检测平板对接焊缝的UT检测斜探头性能测试超声波探伤仪的使用钢板测厚锻件探伤距离-波幅曲线DAC的绘制学习任务安排1.斜探头的声速设定。2.斜探头前沿长度测定。3.斜探头K值测定。学习任务安排1.斜探头的声速设定。学习任务目标将超声波探伤仪调节好为进行下一步学习任务DAC曲线制作做好准备学习任务目标将超声波探伤仪调节好为进行下一步学习任务DAC曲资讯资料建议1.学生手里资料：教学方案实施，学生工作页，学生课业，评分标准2.书3、网站中国工业检测网/无损检测检测网/无损检测标准网/中国无损检测学会信息网/无损检测咨询网/中国机械工程学会无损检测学会网/ndt/TheAmericanSocietyforNondestructiveTesting(NDT)美国无损检测学会/BritishInstituteofNon-DestructiveTesting英国无损检测学会/EuropeanFederationforNon-DestructiveTesting无损检测欧洲联盟/资讯资料建议1.学生手里资料：教学方案实施，学生工作页，学生教材：许利民．无损检测及技能训练．长沙：中南大学出版社，2010参考书籍：[1]马世辉，李小棒．无损检测．北京：机械工业出版社，2013．[2]李家伟，陈积懋．无损检测手册．北京：机械工业出版社，2002．[3]赵熹华，焊接检验，北京：机械工业出版社，2003．[4]闻立言，焊接生产检测，北京：机械工业出版社,1997[5]王自明．无损检测综合知识．北京：机械工业出版社，2004．[6]中国机械工程学会焊接分会．焊接词典（第三版）．北京：机械工业出版社，2008．[7]中国标准出版社．无损检测常用标准汇编．北京：中国标准出版社，2006．[8]国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材编审委员会．无损检测综合知识.北京：机械工业出版社，2005．[9]夏纪真．无损检测导论．广州：中山大学出版社，2010．[10]邵泽波，刘兴德．无损检测．北京：化学工业出版社，2011．[11]王仲生．无损检测诊断现场实用技术．北京：机械工业出版社，2002．

……39教材：许利民．无损检测及技能训练．长沙：中南大学出版社，20本任务重点：了解仪器的性能、探头的性能及仪器与探头的综合性能，斜探头前沿长度和K值测定。本任务难点：K值测定的准确性。学习方法建议：通过阅读数字式超声波探伤仪的使用说明书进行操作；教师指导前沿长度及K值测定，多做练习。本任务重点：了解仪器的性能、探头的性能及仪器与探头的综合性能焊接方法与设备第1部分

仪器和探头的性能及其测试2022/12/10焊接方法与设备第1部分

仪器和探头的性能及其测试2022/1导入：超声检测仪器、探头和试块构成了整个超声检测系统，该系统的性能如何将直接超声检测结果的准确性。导入：超声检测仪器、探头和试块构成了整个超声检测系统，该系统1.超声波探伤仪和探头的主要性能指标仪器和探头的性能包括仪器的性能、探头的性能及仪器与探头的综合性能。仪器的性能：仅与仪器有关的性能，如仪器的垂直线形、水平线形和动态范围等。探头的性能：仅与探头有关的性能，如探头的入射点、k值或折射角、主声束偏离和双峰情况等。仪器与探头的综合性能：是指不仅与仪器有关而且与探头有关的性能，如分辨力、盲区、灵敏度余量等。

1.超声波探伤仪和探头的主要性能指标仪器和探头的性能包括仪器2.仪器和探头性能及测试1)垂直线性仪器的垂直线性是指仪器屏幕上的波高与探头接收的信号之间成正比的程度。垂直线性的好坏影响缺陷定量精度。垂直线性误差≤5%

（NB/T47013.3-2015）（1）仪器的性能2.仪器和探头性能及测试1)垂直线性（1）仪器的性能2)水平线性（时基线性）仪器水平线性是指仪器屏幕上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度，或者说是屏幕上多次底波等距离的程度。仪器水平线性的好坏直接影响测距精度，进而影响缺陷定位的准确。水平线性误差≤1%（NB/T47013.3-2015）2)水平线性（时基线性）3)动态范围动态范围是指仪器屏幕容纳信号大小的能力。动态范围是在增益不变时，示波屏上能分辨的最大反射面积与最小反射面积波高之比。通常以分贝（dB）表示。规定仪器的动态范围不小于26dB。3)动态范围入射点声束轴线与探伤面的交点。探头前距离斜探头的入射点距底面的距离。斜探头k值斜探头在被探工件中折射角（β）的正切值，即k=tg(β)（2）探头的性能入射点（2）探头的性能1)斜探头的入射点和前沿距离斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的K值。1)斜探头的入射点和前沿距离2）斜探头K值和折射角 斜探头K值是指被探工件中横波折射角的正切值。

（注意测定斜探头的K值或折射角也应在近场区以外进行。）2）斜探头K值和折射角斜探头的入射角和钢中折射角关系斜探头的入射角和钢中折射角关系(1)使声束能扫查到整个焊缝截面。(2)使声束中心线尽量与主要危害性缺陷垂直，在条件许可时，尽量用K大些的探头。薄工件K大些，厚工件K可小些。(3)保证有足够的探伤灵敏度。(4)根据检测对象选K：如单面焊根部未焊透，选K=0.7-1.5，即在K=0.84-1时检测灵敏度最高。探头K值的选择应从以下三个方面考虑:(1)使声束能扫查到整个焊缝截面。探头K值的选择应从以下三个如光从探头考虑：从斜入射往复透过率角度分析，有机玻璃→钢折射角β=40—50°（相当于K=1左右）往复透过率最高，大于20%—30%。此时检测灵敏度最高。β=50—60°时，往复透过率17—20%。（相当K=1.5）β=60—70°时，往复透过率14—17%。（相当K=2）如光从探头考虑：从斜入射往复透过率角度分析，有机玻璃→钢折射β=70—80°时，往复透过率10—14%。（相当K=2.5—K=3）β=80—90°时，往复透过率10%→0。即β越大（K越大），往复透过率越小，灵敏度越小。当然灵敏度除了探头K值，还有仪器配合。β=70—80°时，往复透过率10—14%。（相当K=2.5为保证声束扫查到整个焊缝，探头K值必须满足：（a、b分别为上、下焊缝宽）为保证声束扫查到整个焊缝，探头K值必须满足：探头K值的选择及测定板厚δ/mmK8-25＞25-46＞46-1203.0-2.02.5-1.52.0-1.0K值常因斜楔中的声速、探头的磨损不同，而产生变化，所以必须在试块上测出K值。斜探头K值的选择应考虑到多种因素，这里仅考虑板厚对K值的要求。探头K值的选择及测定板厚δ/mmK8-253.0-2.0K值探头选择原则：1）由于波的衍射，使超声波检测的理论灵敏度为λ/2，因此提高超声波频率，有利于发现更小的缺陷。但是，随着频率的提高，介质中声波散射加剧，使声波能量的衰减增加。2）超声波的频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻的缺陷。3）超声波的频率高，波长短，半扩散角小，声束指向性好，能量集中，有利于对缺陷进行准确定位。但是，近场区长度加大，对探伤不利。探头选择原则：3）探头主声束偏离和双峰探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度称为主声束的偏离。平行移动探头，同一反射体产生两个波峰的现象称为双峰。探头主声束偏离和双峰，将会影响对缺陷的定位和判别。3）探头主声束偏离和双峰声束不同的颜色表示不同的声压值（能量的强弱）声束不同的颜色表示不同的声压值（能量的强弱）声束的方向性