GBT 29302-2012 无损检测仪器 相控阵超声检测系统的性能与检验

无损检测仪器相控阵超声检测IGB/T29302—2012 Ⅲ 1 1 14概述 2 3 3附录A(规范性附录)相控阵声束轮廓的测试 4附录B(规范性附录)相控阵声束偏转范围的测试 7附录C(规范性附录)相控阵阵元有效性的测试 附录D(规范性附录)相控阵聚焦能力评价 附录E(规范性附录)相控阵参数和数据显示的计算机控制评价 附录F(规范性附录)相控阵楔块衰减和延迟补偿评价 附录G(规范性附录)相控阵超声检测仪线性评价 Ⅲ本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准采用重新起草法修改采用美国标准ASTME2491-06《相控阵超声检测仪和系统性能特点评价》本标准与ASTME2491-06相比做了下列技术性修改：——将规范性附录的编号由A1至A7修改为A至G。GB/T12604.1无损检测术语超声检测(GB/T12604.1—2005,ISO5577:2000,IDT)2子方式在多个不同深度进行。请注意ACG有技术限制，也就是说，当超过一定角度范围时不可能阵列(相控)array(phased)也称S扫描或方位角扫描(S-scan)。扇形时，它指的是经延迟和折射角校准后的特定一组阵元的所有A扫描的二维视图。作为声束移动方式4概述34.5尽管大多数系统的阵元使用压电材料，但已经设计制造出电磁声探头并在相控阵超声检测仪中效应而产生干扰信号。孔直径在1.5mm～2.5mm且长度在26.1规范性附录A～附录G描述相控阵系统一些参数评定的试验方法。4A.2.1对于声束固定(即不采用电子或扇形扫描)的单聚焦法则且在液浸装置中使用的相控阵探头，可以使用ASTME1065中描述的球体作为测试靶体或用水听器。当采用多个聚焦法则的动态模式产A.2.2线阵探头有一个活性平面和一个非活性平面或惰性平面。在活性平面上评价声束时，应使用5A.2.4对需要检测的扫查范围内所有回波进行数据采集。显示采用不同色彩或灰阶代表幅度。在测A.2.5使用装在楔块上的相控阵探头作电子扫描的数据显示，也同样可使用时间与位移的直角坐标A.2.6沿着位移轴的分辨力是电子扫描步进的一个函数。如果扫描使用编码的机械装置，分辨力取A.2.7沿着声束轴向的分辨力是两个靶径之间间隔的一个函数。对于高度聚焦的声束来说，从声程A.2.8也可以做惰性平面的声束轮廓。线阵探头的惰性平面垂直于活性平面，指的是不能应用相位A.2.9综合使用活性平面的电子扫描和惰性平面的编码机械扫查进行信号波形的采集，获得的数据可经过投影校正后得到惰性平面的声束尺寸。图A.4展示了在惰性平面进行声束评价的一种方法。6A.2.10图A.5所示可以代替图A.4阶梯深线。图A.6所示为投影的C扫描图。7B.1.1本附录描述测试相控阵探头声束偏转能力的实际范围，只适用于活性平面。使用这些方法可B.1.2设定相控阵探头角度扫描的工作范围的建议极限与探头阵列中每一个阵元的波束扩散角相B.1.3本测试方法的目的是，基于不同角度偏移的信噪比来评价声束的偏转能力。声束偏转能力也B.2.2不同应用可以使用相似的评价方法。当一组聚焦法则设置为规定一个平面而不是某一声程距块如图B.2所示，在离标称入射点指定距离的垂直面和水平面做一系列横孔。横孔也可根据需要，安的最大角度步进为1°。角度步进受系统的脉冲和阵元间距特性之间的时间延迟能力限制。图B.1和8图B.1波束偏转评价试块——恒定声程离出发点50mm的垂直面图B.2波束偏转评价试块——单平面9进行该评价来测定相控阵探头的所有阵元的有效性和声能量的一致性。因为在一般阵超声检测仪的电子性能在不同阵元间是相同的。为确保不同阵元的性能差别仅是由探头结构引起C.2测试设置C.2.2用一层均匀的耦合层将探头耦合到25mm厚的一程回波达到80%显示幅度。C.2.4观察阵列中每个阵元的A型扫描显示，并记录每个阵元达到80%信号幅度要求的接收器增C.2.5注意并记录任何没有底波或水声程信号的阵元(失效阵元)。可以将结果填写在类似表C.1的C.2.7使用收集到的数据进行探头一致性和功能性评价。比较以前用相同仪器设置(包括增益)评价C.2.8一个探头中失效阵元的总数和相邻失效阵元的数量应由合同双方商定并书面注明。这个数字C.2.9允许的失效阵元数量应基于其他方面的性能，例如使用的聚焦法则的聚焦范围和声束偏转范阵元23456789D.2.3在需要检测的平面用电子扫描或编码机械扫描，采集全部波形并显示深度校正的B型投影图的横孔，并且使用-6dB法从B扫图像计算直径，工作范围D.2.6应规定孔直径和焦点大小的实际限度。聚焦声束的实际焦点不能小于所用波长的1.5倍。对将从一个靶体接收到的信号响应定位为2维或3维坐标。比较规定目标的实际已知位置和显示的理论E.2.2确保数据采集的等效数字化频率最少为80MHz。E.2.3准备一块钢试块，具有根据ASIME494测定声速的二系列横孔。该声速值将用于聚焦法E.2.5扫描并保存25mm焦距的S扫描。E.2.8将使用软件评价获得的数据与试块上孔的实际位置进行对比。计算机显示的横孔声程指示位F.1概述F.1.1在使用电子或扇形扫描时，各个发射和接收器的电子差异和探头阵元间的差异会导致各个聚F.1.2当相控阵探头使用延迟线或折射楔块时，依据费马定理计算声束偏转和投影显示。这就需要F.2.6重复横孔最大反射信号F.2.8楔块衰减评价要求有恒定的钢声程，确保只评价楔块变化的影响。对于使用一维线阵探头的F.2.9不同楔块和扫描方式设置的探头移动如图F.1所示。F.3.6在扫描设置中，重复操作使每个聚焦法则弧面半径响应最大化，每次延迟被调节后保存参数ASTME317中规定的线性要求G.2.1设置相控阵超声检测仪为A型显示。G.2.2根据线性校验采用的脉冲波串，调节合适的A扫显示范围，选择与ASTME317中描述相似G.3.1将相控阵超声检测仪连接到一个探头(横波或纵波),并将探头耦合到一块可以产生如图.G.2中两个信号的试块上。调节探头至两个信号幅度分别为全屏幅度的80%和40%。如果相控阵超声检G.3.2提高接收器增益使较大幅度的信号达到全屏幅度的100%。记录这个增益设置下的较低幅度G.3.3将较大幅度信号的高度以10%的步进降低至全屏幅度的10%,记录每步对应的第二个幅度信G.3.4调节增益将较大信号恢复到80%幅度，确保较小信号不会因为耦合变化而偏离原先40%的幅度。如果第二个信号大于41%或小于39%全屏高度时，重复检测。G.3.5两个反射体信号的幅度比应保持2:1的关系，在10%至100%(如果100%饱和，则取99%)的全屏幅度(FSH)范围内保持士3%以内的波动为可接受误差。G.4.1一台16/64相控阵超声检测仪有16个发射器和接收器，可用于访问64个阵元。选择每个发块或从图G.1中20mm厚的专用线性试块的底面回波可以作为测试信号。另外，也可使用液浸法G.4.5选择相控阵超声检测仪中发射器-接收器的通道1。使用A型扫描显示，监视从选中靶体发出G.4.7调节信号至100%幅度，减少6dB增益并以显示幅度的百分比记录信号的实际幅度。G.4.8信号幅度宜落在±3%理论显示高度的范围内。如表G.1中要求的允许高度范围。G.4.10对于有10或12比特(bit)幅值采样并能设置在闸门内读取大于屏幕可视幅度的相控阵超声图G.2显示高度线性图G.3相控阵超声检测仪通道1底波A型扫描的显示图图G.4A型扫描的水平线性日期：签名：发