无损检测仪器 超声检测设备的性能与检验 第1部分：仪器 征求意见稿

1GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020无损检测仪器超声检测设备的性能与检验第1部分：仪器本文件规定了工作频率0.5MHz～15MHz范围内的A型脉冲数字式超声检测仪电性能的检验方法和验收标准，适用于采用单晶或双晶探头的手动超声无损检测。本文件也适用于多通道仪器。本文件可部分适用于自动检测系统中的超声检测仪，但是可能还需要对其他项目进行检测以确保其工作性能满足要求。本文件不适用于连续波工作的超声检测仪。本文件也不适用于超声相控阵仪器，参见ISO18563-1。若相控阵仪器具有用于单晶或双晶探头的专用通道接口，则本文件适用于这些通道。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ISO5577，无损检测超声检测词汇（Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Vocabulary）注：GB/T12604.1-2020无损检测术语超声检测（IISO/IEC17050-1，符合性评估供应商符合性声明第1部分：一般要求（Conformityassessment—Supplier'sdeclarationofconformity—Part1:Generalrequirements）3术语和定义ISO5577界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1模拟输出analogueoutput超声仪器将监测闸门内最大接收信号按幅度比例转换为直流电压值输出。3.2发射串扰crosstalkduringtransmission当超声检测仪置于发射接收分离（双探头）工作方式时，在发射脉冲期间，从发射器输出端到接收器输入端的信号传播量。3.3发射脉冲后盲区deadtimeaftertransmitterpulse采用脉冲回波技术时，放大器由于发射脉冲而饱和，使得发射脉冲启始后无法响应输入信号的时间。3.42GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020数字输出digitaloutput当信号低于或高于监测闸门门槛电平时，超声仪器输出对应的低或高状态值。3.5数字采样误差digitisationsamplingerror由模数转换器周期性测量采样而引入的输入信号的显示幅度误差。3.6等效输入噪声equivalentinputnoise在超声检测仪显示屏上观测电噪声电平，其由接收器的输入端测得的输入信号电平确定。如果放大器本身没有噪声信号，则显示屏显示的信号电平就会与输入信号电平相同。3.7外部衰减器externalattenuator用于检测超声检测仪的可溯源的经过校准的标准衰减器。3.8下降时间falltime比例闸门输出的幅度从峰值的90%降到10%所需要的（模拟输出）时间。3.9监测闸门信号开关保持时间switchedmonitorgatesignalholdtime自监测闸门内的信号高于阈值后，监测闸门开关输出保持在其最大输出的50%以上的时间。3.10保持时间holdtime监测闸门内信号的模拟输出幅度高于其最大输出幅度90％以上的（模拟输出）时间。3.11模拟输出线性linearityofanalogueoutput比例闸门输出电压与输入信号幅度之间接近成正比关系程度的一种量度。3.12增益中间值mid-gainposition超声检测仪增益设置到其最大值与最小值之和的一半，用分贝（dB）表示。3.13接收器输入阻抗receiverinputimpedance等效成并联的电阻和电容表征的接收器内部阻抗的特性1)ENISO22232-1:2020原文为50%，与图8、8.9.3.4检测方法的相关描述不一致，本部分按图8修改为90%。3GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20203.14响应时间responsetime超声检测仪从检测到信号至显示其峰值幅度80%所需的时间。3.15瞬时分辨力temporalresolution能够分辨两个脉冲的峰谷幅度相差6dB时的最小时间间隔。3.16开关迟滞switchinghysteresis使监测闸门开和关之间的信号幅度之差。4符号和含义Ao、AnpFpFDs△fgfgofgufglfgmaxf0fuflfmax△fImaxAN—neinnV/R1ΩRmaxΩRminΩS△Tssss2)ENISO22232-1:2020原文为90%，与8.11.2检测方法规定的不一致，本部分按8.11.2检测方法修改为80%。4GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020T0ssssVVVVVVVVVZoΩZAΩ5符合性的通用要求超声检测仪应满足下列要求，以符合本文件：l)超声仪器在0.5MHz至15MHz的频率范围内应符合第7章；m)应提供符合ISO/IEC17050-1的符合性声明，该声明由经认证的质量管理体系的运营制造商（如依照ISO9001）或由经认可的实验室的运营组织（如依照ISO/IEC17025）发布；n)超声仪器应有明确的标识，以识别制造商，并带唯一的序列号；或显示一个永久性的参考号，可从该参考号追溯至数据表；o)应提供与超声仪器相对应的制造商技术规范，该规范根据第6章规定了性能标准。6超声检测仪的制造商技术规格超声检测仪的制造商技术规格应至少包括表1所列信息。本章所列参数的实际值应为按第7章规定的方法测得的结果，并给出允差。如适用，更详细的内容应包括所用的采样率，脉冲重复频率或显示范围对采样率和响应时间的影响。此外，还应说明显示数据处理的算法原理和所有安装软件的版本。表1仪器技术规格中应说明的技术特性——M—M—5GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020M M—当电池电压过低使超声检测仪性能超出技术—MW—例如：限制有害物质指令（RoHS）、防爆指令————— —— ———M—M— —6GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020———MM M—M—MM M—M——M—M—应说明A扫描特性应说明C扫描特性 ——M—M M—M—M—M—M M—M—7GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20207超声检测仪的性能要求应对超声检测仪进行下述所有测试。对于多通道的仪器，不管是并行的还是多路复用的，每个用到的通道都要进行测试。每一项的测试结果都应满足或者优于规定的要求。应对测试结果进行记录和保存以供检验。a)第1组检验：在超声仪制造生产过程中，抽取同一型号中代表性样品而执行的测试。b)第2组检验：每台超声检测仪都执行的测试。1)制造商或代理商在提供超声检测仪之前的检验（基线测量）；2)制造商、业主或实验室，在超声检测仪使用期限内每隔十二个月对超声检测仪的性能进行检验；3)超声检测仪维修后的检验。经有关各方协议，可将第1组中的检测项目补充到第2组的检测项目中。对于本文件实施之前就已出售的使用中的超声检测仪，每隔12个月应按第2组方法进行定期检验以证明其依然符合本文件的要求。维修后，对可能影响到的超声检测仪的所有参数，应选用第1组或第2组方法中的合适的检测项目进行检验。表2总结了在超声检测仪上检验的测试项目。对于带有对数放大器的超声检测仪，应满足附录A的要求。表2超声检测仪的检测清单8GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20208第1组检验8.1第1组检验需要的测量器具按照第1组检验规定的检测方法对超声检测仪进行检测使用的主要测量器具如下：a)任选一种：1)一台带宽不小于100MHz的示波器和一台带宽不小于40MHz频谱分析仪；2)一台带宽不小于100MHz、具有快速傅立叶变换计算功能的数字式示波器。b)阻值为50Ω和75Ω,允差为±1%的无感电阻；c)一台步进1dB、总衰减量100dB的50Ω标准衰减器。当信号频率在15MHz以内时，衰减器在任意10dB范围的累积误差应在±0.3dB以内；d)任选一种：1)一台任意波形发生器，或；2)两台信号发生器，带有外部触发或选通闸门，能输出两个门控的正弦射频信号串。这两个信号的幅度应能单独调整，调整范围应达到20dB。如果使用两台信号发生器，应该采用合适的匹配电路，使这两台信号发生器的输出合并为一路检测信号。e)保护电路，其示例如图2所示；f)一台计时器，能够在1000个触发脉冲后产生一个溢出脉冲，并能够以0.01%的精度测量两个相邻溢出脉冲的间隔时间；g)一台阻抗分析仪；h)环境试验箱；9GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020i)一个能够替代超声检测仪任一电池的可变电源；j)一台用于控制电源电压的可调变压器。第1组检验的所有检测项目均使用电子仪器来产生所要求的检测信号。所用电子仪器的性能及其稳定性应满足检测要求。评估仪器参数所用的测试条件和设备应记录存档。按照本文件某些检测项目的要求，在将示波器和（或）频谱分析仪连接到超声检测仪的发射器之前，要对测量设备做防止被高发射电压击坏的检查。8.2电池工作时间8.2.1检测方法超声检测仪仅使用电池供电（即仪器应与主电源断开）的空载（未连接任何探头）工作时间应按照以下条件进行测量；——充满电的新电池；——20℃至30℃的环境温度；——增益设置为中间值。如果仪器有显示屏：——显示A扫描画面；——屏幕亮度设置为中等亮度。如果仪器特性允许的话：——脉冲重复频率设置为不小于1kHz；——脉冲电压不小于50V；——如果可以的话，脉冲宽度不小于100ns；——时基设置在50μs。在任一其它情况下，应将这些参数设置为其典型值。已修改的参数应由制造商规定。8.2.2验收标准测得的电池持续工作时间应大于等于制造商规定的电池持续工作时间。8.3预热后的稳定性8.3.1检测方法将仪器的声程范围设置为50mm、声速为5920m/s、并设置为全检波。确保电源或电池电压在制造商技术要求规定的范围内。调节信号发生器产生一个在检测仪中间频率范围内的单周期正弦波。添加一个大约等于50%声程范围的延时。将信号幅度设置为全屏幕高度（FSH）的80%。在30分钟的时间内，每隔10分钟观察信号在时基线上的幅度和位置。8.3.2验收标准在预热后的30分钟内，根据制造商的技术要求：a)信号幅度的变化应不超过FSH的±2%；b)沿时基漂移的最大允许值应不超过全屏幕宽度（FSW）的±1%。8.4相对温度变化的稳定性GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20208.4.1检测方法把超声检测仪放入环境试验箱（相对湿度在40%到60%之间），调节试验箱的环境温度。在制造商规定的工作温度范围内，以最大10℃的间隔使温度变化，读出并记录仪器屏幕上相应回波的幅度及其位置。将仪器切换为发射接收分离模式。将发射器的输出连到双通道示波器的A输入通道和信号发生器的触发输入接口（见图1）。将信号发生器的门控输出连接到仪器接收器的输入接口和示波器的B输入通道。图1测量相对温度变化的稳定性的装置连接图GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020图2防止发射脉冲损坏检测仪器的保护电路把超声检测仪的声程设置为50mm，声速为5920m/s，全检波。设置示波器的通道A以查看检测仪的发射脉冲。设置信号发生器产生一个周期为3，频率为2MHz到6MHz之间，延迟为10μs的脉冲。将脉冲幅度设置为1Vpp（电压峰峰值）。调节示波器的通道B以观察脉冲信号。调节检测仪的增益控制器，将所观察到的信号设置为仪器全屏幕高度（FSH）的80%。8.4.2验收标准温度每变化10℃,参考回波幅度变化应不超过±5%，位置变化应不超过±1%。8.5相对电压变化的稳定性8.5.1检测方法使用交流电源供电的检测仪，连接至可调变压器以控制电源电压。使用电池作为主要电源的检测仪应使用稳压电源代替电池供电。应进行以下变化的测试：a)在制造商推荐的交流电源电压范围内；以及b)整个充放电周期，在电池正常供电的电池电压范围内。若仪器能够在电池充电时供电和操作，则还应对充电器的线路电压变化进行测试如果仪器具有低压自动关机系统或报警装置，应降低电源和/或电池电压，并记录自动关机系统或报警装置起作用时的回波幅度。将仪器切换为发射接收分离模式。将发射器的输出连到双通道示波器的通道A和射频信号发生器的触发输入接口（见图1）。将信号发生器的门控输出连接到仪器接收器的输入接口和示波器的通道B。把超声检测仪的声程设置为50mm，声速为5920m/s，双向检波(全检波)。设置示波器的通道A以查看检测仪的发射脉冲。设置信号发生器产生一个周期为3，频率为2MHz到6MHz之间，延迟为10μs的脉冲。将脉冲幅度设置为1Vpp（电压峰峰值）。调节示波器的通道B以观察信号发生器产生的脉冲信号。调节检测仪的增益控制器，将所观察到的信号设置为仪器全屏幕高度（FSH）的80%。在技术要求规定的范围内，观察参考信号的幅度和其在时基线上位置的稳定性8.5.2验收标准GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020参考信号的幅度变化应不超过±5%，位置变化应不超过±1%。在低压自动关机系统或报警灯（如适用）应起作用之前，相对于初始值，参考信号的幅度变化应不超过全屏幅度的±2%，位置变化应不超过全屏宽度的±1%。8.6时基偏差8.6.1检测方法本测试比较超声检测仪和经过校准的外部发生器的时基线性。按图3所示连接检测仪。设置脉冲发生器产生一个单周期的正弦波，频率为检测仪宽频带的中心频率（f0）。依次将时基设置为最小、最大和中间位置。在每次设置时，调节触发延迟、超声检测仪的增益和经过校准的外部衰减器，以获得位于时基中心的，幅度至少为全屏幕高度80%的信号。这个步骤设定了脉冲发生器的时间基准。a——终端匹配器仅在超声检测仪与可变射频衰减器进行阻抗匹配时图3通用检测装置连接图以不大于屏幕宽度的5%的增量改变脉冲发生器的触发延迟。GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020记录每个延迟，并测量超声检测仪上相对应的即时显示位置（前沿或最大幅度）。对于每次测量，计算在超声波检测仪上读取的时间与信号发生器给出的延迟之间的差值。8.6.2验收标准最大偏差应不超过屏幕宽度的±0.5%或检测仪的时间分辨力。8.7发射脉冲参数8.7.1概述本条包含了脉冲重复频率和有效输出阻抗的检测方法。发射电压、上升时间和脉冲宽度的检测方法及验收标准在9.3中规定。8.7.2脉冲重复频率8.7.2.1检测方法把超声检测仪置为发射接收分离模式，超声检测仪的发射端连接示波器。检查示波器的输入以防止被高发射电压损坏。使用100x或50x的示波器探头将示波器连接到超声检测仪的发射端。调节示波器，以至少显示两个脉冲。重复频率是这两个脉冲间的时间的倒数。因为脉冲重复频率（PRF）和检测范围控制（即声程）之间可能存在相互影响，所以要验证PRF没有被检测范围限制。为了确保测到正确的PRF，应关闭信号处理功能（如TCG或距离幅度补偿）。使用示波器测量脉冲重复频率的最小值、最大值和典型设置值。8.7.2.2验收标准在每个设定值下测得的脉冲重复频率值，应在设定值的±5%以内或技术要求规定指标的±5%以内。8.7.3有效输出阻抗8.7.3.1检测方法采用9.3.1的检测方法，在超声检测仪的发射端连接一个50Ω的无感电阻，用示波器测量发射脉冲电压V50。然后用75Ω的电阻替换50Ω的电阻，即在超声检测仪的发射端连接一个75Ω的无感电阻，使用示波器测量发射脉冲电压V75。应针对最大和典型的脉冲强度设定值、最大和典型的发射脉冲频率，在最大和最小脉冲重复频率、最大和最小阻尼下进行检测。对于每个设定值，用公式（1）计算有效输出阻抗Zo，单位为欧姆(Ω): (V75−V50)(75V50−50V75)8.7.3.2验收标准有效输出阻抗应在技术要求规定值的±5Ω以内，并且不大于50Ω。8.8接收器8.8.1概述本章节规定了测量从发射到接收的串扰、接收灵敏度、发射脉冲后盲区、动态范围、接收器输入阻GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020抗、距离幅度校正和时间分辨力等检测项目的测试方法。有关放大器的频带宽度、等效输入噪声、校准衰减器的精度和幅度线性等检测项目的检测方法及验收标准在9.4中规定。8.8.2发射期间从发射器到接收器的串扰8.8.2.1检测方法在发射器输出端和接收器输入端接50Ω的电阻，超声检测仪设置为发射接收分离模式。如图4所示，用示波器测量发射器输出端V50和接收输入端VE的峰峰电压值。这两个电压比的对数值即为在发射期间的发射串扰Ds（单位为分贝），按公式（2）计算：V50VEDs=20logV50VE2——发射器输出端3——接收器输入端4——终端匹配器图4测量发射串扰的装置连接图为了防止测量设备带来额外的发射串扰，仅使用示波器的一个通道分别单独对发射器和接收器进行测量。8.8.2.2验收标准发射串扰值Ds应大于80dB。对于多通道系统，发射期间的串扰值Ds应大于制造商的技术要求规定的值。8.8.3发射脉冲后盲区8.8.3.1检测方法设置超声检测仪时基全屏刻度为0μs～25μs。然后调整零点偏移，使发射脉冲前沿与屏幕零刻度重合。按图5所示连接设备，将超声检测仪设置为单探头工作方式（发射器和接收器连通）。GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020图5发射脉冲后盲区测量的装置连接图依次选择超声检测仪每个频带的设定值，调节信号发生器输出为频带设定值的中间频段，使用超声检测仪的中等增益设定值，按图6所示，调节信号发生器的输出电平，使显示屏信号幅度为全屏幅度FSH的50%。GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020图6检测过程中在超声检测仪显示屏上见到的用于测量发射脉冲后盲区的信号波形设置发射电压为最大值的50%，设置脉冲宽度为所选频率的时间周期的一半（如适用）。发射脉冲后盲区t1是从发射脉冲前沿到波幅稳定在全屏幅度的45%~55%之间时的持续时间。用于测量的脉冲宽度和脉冲电压的值必须记录下来。注：如图2所示的保护电路用于保护信号发生器以免被发射脉冲损坏。固定衰减器用于保护示波器的外部触发输入8.8.3.2验收标准检测仪的发射脉冲后盲区应小于等于制造商的技术要求规定的值。8.8.4动态范围和最大输入电压8.8.4.1检测方法用图3所示的检测装置，在按照9.4.2所测得的每一个频带的中心频率fo处确定动态范围。该检测装置产生十个周期的测试信号，如图7所示。图7通用设备配置产生的测试波形将超声检测仪的衰减器或增益控制器（包括校准的和未校准的）设置到最小增益，提高输入信号幅GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020度直至信号显示的幅度达到全屏幅度的100%或输入信号增加时信号幅度没有明显的线性变化（出现饱和）。测量输入信号的最大电压Vmax，测量时要适当考虑外部标准衰减器的设置。将超声检测仪的增益控制器（包括校准的和未校准的）设置到最大增益。如果当前设置的增益值下噪声电平大于全屏幅度的5%，减少增益，直至噪声电平幅度为全屏幅度调整输入信号幅度使超声检测仪显示的信号幅度达到全屏幅度的10%。测量输入信号的电压Vmin（测量时要适当考虑外部标准衰减器的设置）。可用的动态范围GD按公式（3）计算，单位为分贝。Vmin低于等效输入噪声Vein时，可用动态范围则按公式（4）计算，单位为分贝：8.8.4.2验收标准应满足以下标准：a)可用的动态范围GD取决于Vmax，且应至少在一个规定的频段内至少为b)最小输入电压Vmin应小于等于制造商技术要求规定的值。8.8.5接收器输入阻抗8.8.5.1检测方法超声检测仪分别置于双探头（发射器和接收器分离）和单探头（发射器和接收器连通）工作方式，用阻抗分析仪测定接收器输入阻抗的实部和虚部。当在发射器和接收器没断开的单探头工作方式下测量输入阻抗时，应停止发射脉冲。测试采用信号频率为4MHz，将超声检测仪的增益控制器分别设置在最小（Rmin，Cmin）和最大（Rmax，Cmax）增益下进行这些测量。超声检测仪如装有阻尼控制器，在检测过程中应将其设置在最小档位。通常，由一个输入电阻和一个并联电容足以确定接收输入阻抗。8.8.5.2验收标准当检测频率为4MHz并在最大增益时，输入阻抗的实数部Rmax应满足：45Ω≤Rmax≤1KΩ,并联电容Cmax≤200pF的条件。对应最大增益和最小增益时，输入阻抗的实数部Rmax和Rmin应满足公式（5）的条件：在最大增益和最小增益时，输入阻抗电容部分Cmax和Cmin应满足公式（6）的条件：8.8.6时间校正增益（TCG）GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20208.8.6.1检测方法应将操作者所要求的理论DAC（距离幅度曲线）与超声检测仪实际生成的曲线进行比较，来检验时间校正增益（TCG）的性能。理论曲线应根据制造商所提供的TCG控制器操作信息计算生成，实际曲线是在所激活的TCG的水平时基线上的N个位置上，通过检测脉冲幅度变化测得的。将理论曲线与实际曲线比较。本项检测选择的DAC应包含超声检测仪能够达到的最大校正斜率。按图3所示连接检测仪器，超声检测仪设置为发射接收分离模式，频带设置为最宽的频带。调整超声检测仪的增益，使TCG的动态范围最大。此项检测的整个过程中要避免前置放大器比TCG电路先达到饱和。检测时启动TCG功能，使水平时基线上的检测信号位置正好在TCG范围的起点前，调整校准过的外部衰减器，使超声检测仪的检测信号幅度为全屏幅度的80%，此时外部标准衰减器设定值记为An。增加检测信号的延迟时间，使该信号沿着时基线移动△T，并应满足公式（7）的条件 式中：T0——DAC开始时间；Tfinal——DAC结束时间；N——测量次数，N≥11。调整校准过的外部衰减器，使检测信号幅度为全屏幅度的80%，并记录衰减器设定值An；延迟时间再增加△T，使检测信号范围加大，再次记录使检测信号为全屏幅度80%时的衰减器设置值。继续增加延迟时间和调整外部标准衰减器并记录其值，直至做完N次测量为止。最后一次测量结束后，通过给校准过的外部衰减器增加6dB，使信号幅度降低并依据其是否处在全屏幅度的38%～42%范围内而评定TCG的饱和情况。如果信号幅度不在该范围内，应减少△T，重复进行TCG的饱和检测。应在未饱和的位置上测试TCG的动态范围。绘制出实际DAC和理论DAC图。TCG增益的最大、中间及最小设定值均应进行测试。8.8.6.2验收标准操作者所需要的理论DAC（距离幅度曲线）与实际DAC之间的差值不得超过±1.5dB。8.9闸门8.9.1概述所有闸门的检测均采用图3所示的仪器配置方式。对于所有的测量项目，超声检测仪均设置为发射接收分离模式。如图8所示，发生器能够使这样的设备配置产生一个检测信号。将检测信号置于闸门内。GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20201——显示屏宽度2——发射脉冲5——监测闸门16——开关监测闸门信号13—图8检测监测闸门的信号时序图8.9.2数值输出的闸门8.9.2.1闸门内的幅度线性8.9.2.1.1检测方法使用如图3所示的配置方式，产生一个与发射脉冲同步的检测脉冲。将超声检测仪的增益控制器选定在其增益范围的中间值并将超声检测仪设置在最宽频带。调整测量信号的触发，使每发射一次脉冲，产生一个测量信号。调整测量信号的幅度，使检测仪闸门内回波达到全屏幅度的80%，将这个幅度称为参考幅度。按照表3的相对衰减值，逐步改变检测信号的幅度。记录测量到的闸门内幅度值表3衰减器不同设置值所对应的闸门内信号理论幅度GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20200对于能够测量闸门内高于全屏幅度的100%的信号幅度的设备，例如显示为数值，幅度线性应测试至最大可达到的幅度值。调节增益，将信号设置为闸门内最大幅度值的80%作为参考值。按表3减小增益，记录信号幅度值。8.9.2.1.2验收标准测量结果应在表3中的标称值±2%全屏幅度的范围内。对于能够测量闸门内高于全屏幅度100%信号幅度的仪器，所有的测试结果应在理论值±2%的范围内。8.9.2.2闸门内的渡越时间的线性8.9.2.2.1检测方法使用如图3所示的设备配置方式，使每发射一次脉冲，产生一个测量信号。将超声检测仪的增益控制器选定在其增益范围的中间值并将超声检测仪设置在最宽频带。调整测量信号的触发，使每发射一次脉冲，产生一个测量信号。调整信号（频率为9.4.2测得的中心频率fo）的幅度，使回波幅度显示为全屏幅度的80%。调整时基范围为0μs～40μs。调整监测闸门的范围为5μs～35μs，闸门高度为全屏幅度的50%。将测量信号置于全屏宽度的1/5处，从检测仪的闸门读取渡越时间值（TOF）并将这个值作为参考值。使用外部的发生器，按照表4所示的延迟逐步改变测量信号的渡越时间。应记录测量到的闸门内的渡越时间值。表4规定的测量信号位于屏幕宽度的不同位置时所对应的理论的闸门内的渡越时间%8.9.2.2.2验收标准测量结果应在表4规定值±40ns的范围内。GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20208.9.3模拟输出的闸门8.9.3.1模拟输出的阻抗8.9.3.1.1检测方法将超声检测仪的增益控制器选定在其增益范围的中间值并将超声检测仪设置在最宽频带。调整测量信号的触发，使每发射一次脉冲，产生一个载波频率为按9.4.2测出的中心频率fo的测量信号。调整测量信号的幅度，使显示的信号幅度为全屏幅度的80%，并测量该输出电压Vo。在模拟输出端连接一个阻值为R1的电阻，该电阻应满足公式（8）的条件：式中：Imax——模拟输出能够驱动的最大电流。记录交流输出电压Vl。按公式（9）计算输出阻抗的实部：8.9.3.1.2验收标准测得的输出阻抗应在制造商技术规范给出的允差以内。8.9.3.2模拟输出的线性8.9.3.2.1检测方法将超声检测仪的增益控制器选定在其增益范围的中间值并将超声检测仪设置在最宽频带。调整测量信号的触发，使每发射一次脉冲，产生一个测量信号。调整测量信号的幅度，使显示的信号幅度为全屏幅度的80%，并测量模拟输出的电压，将这个值称为参考电压。全屏幅度的输出电压为参考电压的1.25倍，两者差为2dB。按照表5所示逐步改变测量信号的幅度。应记录测量到的输出电压值表5衰减器不同设置值所对应的理论值0GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020对于能够测量高于全屏幅度的100%的信号幅度的设备，模拟输出线性应测试至最大可达到的幅度值。调节增益，将信号设置为闸门内能达到的模拟输出电压的最大幅度值的80%，以此作为参考值。按表5减小增益，记录模拟输出的电压。8.9.3.2.2验收标准所有的测量结果应在制造商的技术要求规定的允差之内。8.9.3.3闸门内信号位置的影响8.9.3.3.1检测方法使用如图3所示的设备配置方式，使每发射一次脉冲，产生一个测量信号。将超声检测仪的增益控制器选定在其增益范围的中间值并将超声检测仪设置在最宽频带。调整信号（频率为9.4.2测得的中心频率fo）的幅度，使回波幅度显示为全屏幅度的80%。将测量信号置于闸门水平位置的1/5、中间、4/5处，并测量模拟输出的电压。8.9.3.3.2验收标准所有的测量结果应在制造商的技术要求规定的允差之内。8.9.3.4模拟输出的上升时间、下降时间、延迟时间和保持时间8.9.3.4.1检测方法使用如图3所示的设备配置方式来设置测量信号的触发，使每发射一次脉冲，产生一个测量信号。将超声检测仪的增益控制器选定在其增益范围的中间值并将超声检测仪设置在最宽频带，将测量信号的载波频率设置为fo（在9.4.2测量得到的中心频率）。调整测量信号，以在模拟输出端产生一个全屏幅度输出电压的80%的电压。调整测量信号的触发（如发射一次脉冲，产生一个测量信号，而后约有1000个不带测量信号的发射脉冲使在模拟输出端能够观察到两个连续脉冲之间最小的输出电压。应按照以下条件测量和记录上升时间，下降时间，延迟时间和保持时间：a)上升时间为输出电压从8%上升到72%的时间间隔（见图8），即等效测量信号产生的输出信号由10%上升至90%；b)下降时间为输出电压从72%下降到8%（见图8）的时间间隔。c)延迟时间是从检测信号的峰值到输出电压刚超过72%之间的时间间隔（见图8）；d)保持时间为输出电压大于72%的时间间隔（见图8）。8.9.3.4.2验收标准所有的测量结果应在制造商的技术要求规定的允差之内。8.9.4报警输出的闸门8.9.4.1概述本条规定了任何带二进制开关输出（也称为报警输出或通断输出）的监测闸门的检测方法。应根据制造商的技术规范连接监测输出，并绘制电路图。所有监测闸门的检测均采用图3所示的仪器配置方式。在这种配置中，检测信号的触发脉冲是由发GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020射脉冲配合一个保护电路、一个计时器和一个脉冲发生器产生的。如图8所示，计时器能够使这样的设备配置为在一个发射脉冲后，产生一个检测信号，之后有大量的（至少1000个）不产生检测信号的发射脉冲。8.9.4.2响应阈值和开关滞后8.9.4.2.1检测方法调节检测仪声程范围为100mm，声速为5920m/s。对于检测仪的所有频带，调节信号发生器分别产生以各个频带的中心频率fo为频率的单周期正弦波。添加一个大约等于声程范围的50%的时间延迟。开启闸门并调节闸门宽度为声程范围的40%~60%之间。如果闸门阈值是可调的，把闸门的阈值设置为全屏幅度的40%。调整测量信号的幅度，直到闸门报警开启。记录这个幅度，AG,on。调整测量信号的幅度，直到闸门报警关闭。也记录这个幅度，AG,off。开启和关闭闸门报警之间的幅度的差值就是开关滞后，其平均值就是闸门阈值。8.9.4.2.2验收标准对于带阈值的闸门，开启和关闭闸门报警的幅度应在制造商技术规范规定的允差之内。8.9.4.3闸门报警的延迟时间和保持时间8.9.4.3.1检测方法调节触发信号的幅度使闸门报警开启。然后改变检测信号的触发，使带触发信号的发射脉冲后面有大约1000个没有触发信号的发射脉冲，如图8所示。检测信号最大峰值时和闸门报警开启时（50%电平）之间的时间间隔，就是闸门报警的延迟时间。测量闸门报警开启时（50%电平）和闸门报警关闭时（50%电平）之间的时间间隔，就是闸门报警的保持时间。如果各输出端口有不同的保持时间，则应测量所有的输出端口。8.9.4.3.2验收标准报警输出的延迟时间和保持时间应在制造商的技术要求规定的允差之内。8.10最高数字化频率8.10.1检测方法8.10.1.1概述本项检测用来检验数字式超声检测仪在其带宽内最高频率的信号是否能够正确地在显示屏上显示出来，尤其是信号幅度是否与声程范围无关。检测应在检测仪最宽频带的检波和射频方式下进行，关闭TCG（如适用）。应对采样频率的每个设定值重复进行本项检测。使用8.10.1.2和8.10.1.3给出的以下方法之一来测量数字采样误差。应说明使用的方法。8.10.1.2方法A将超声检测仪设置为发射接收分离模式，采用图3所示的设备配置方式，以产生一个与发射脉冲同步的检测信号。将信号的延迟T调至T0，T0应大于发射脉冲后盲区。超声检测仪选用最宽频带，将信号发生器的频率调整为按9.4.2方法测出的fu值。调整波形信号发生器，使其输出一个单周期的正弦波信GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020号，其幅度为全屏幅度的80%。利用可变时间延迟，以很小的增量ΔT增加延迟T时，增量ΔT按公式（10）计算：每次增加ΔT时，测量显示屏上显示的信号幅度。继续增加延迟时间，并测量信号幅度，直至完成30次（即3个波长）测量为止。8.10.1.3方法B采用图3所示的设备配置方式，将超声检测仪设置在发射接收分离模式。校准超声检测仪的屏幕宽度，使满刻度为0μs～25μs。然后调整零点偏置，使屏幕零刻度线位于8.8.3测出的盲区之后。采用检测仪所选的滤波器设置，将信号发生器的频率设置为按9.4.2测出的fu值。调整信号发生器产生一组连续的正弦波，平均幅度为全屏幅度的80%。按图9所示，记录检测仪屏幕上显示的最小和最大的信号幅度。图9用方法B测量数字采样误差的波形对于这项检测，重要的一点是信号发生器产生的频率与检测仪的采样时钟不同步。这可以通过将信号发生器的频率设置为fu-0.1MHz来验证。再次观察检测仪屏幕上显示的最小和最大的信号幅度。观测值不应该因为这种微小的频率变化而改变。记录下最小的幅度和最大的幅度以及使用的信号频率。8.10.2验收标准信号幅度应保持在全屏幅度的75%~85%之间。8.11数字式超声检测仪的响应时间8.11.1概述显示屏都有一个所限定的刷新率，并且这个刷新率可以不与超声检测仪的脉冲重复频率相匹配。因此仅在很短时间里测出的瞬时回波可能无法在显示屏上显示其全幅度。本项检测的目的是测量该时间，即瞬时回波被检测到至在超声检测仪显示屏上显示其全幅度80%之前的时间。3)ENISO22232-1:2020原文为90%，与8.11.2检测方法规定的不一致，本部分按8.11.2检测方法修改为80%。GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20208.11.2检测方法采用与上述检测项目（8.10.1.2）相同的设备配置方式，以输出一个频率为按9.4.2测出的对应频带的上限截止频率fu的单周期正弦检测信号。将超声检测仪增益调至其动态范围的中间值，并调整测试信号幅度使其为全屏幅度的80%。调整信号发生器，使其输出一个单发脉冲。在下一个脉冲产生之前，信号发生器需要重新准备。检测信号激发后，超声检测仪的显示屏应显示一个为全屏幅度80%的信号。如果没有回波显示，或者信号幅度不在全屏幅度的75%～85%之间，则通过调整信号发生器增加选通闸门宽度，设置信号发生器为多发模式，增加激发次数，直至使该信号幅度达到全屏幅度的75%～85%为止。测量触发产生测试信号选通闸门的发射脉冲的开始时间，至测试信号选通闸门结束后超声检测仪再次开始发射脉冲的时间，即为数字式超声检测仪的响应时间，如图10所示。图10测量数字式超声检测仪响应时间的时序图对超声检测仪的响应时间有影响的每个设定值如时基范围及脉冲重复频率的设定值，均需重复进行这项检测。8.11.3验收标准测得的响应时间应在制造商技术规范给出的允差以内。9第2组检验GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:20209.1第2组检验需要的测量器具按本部分规定的第2组检测方法对超声检测仪进行检测，使用的主要测量器具如下：a)带宽不小于100MHz的示波器；b)50Ω±1%的无感电阻；c)步进为1dB、总衰减量为100dB、输出阻抗为50Ω的标准衰减器，当信号频率在15MHz以内时，该衰减器任意10dB范围的累积误差应在±0.3dB以内；d)2台脉冲信号发生器，该信号发生器有一个外部触发器或选通闸门，能产生由闸门选通的在适合被检超声检测仪范围内可调其幅度的正弦射频信号串；或者一台能够产生由闸门选通的正弦信号串的任意波形发生器。本文件中除稳定性以外的其他所有检测项目，均采用电子方式产生所需要的信号。这些电子仪器的性能及其稳定性应能满足检测要求。应记录用于评估检测仪参数的测试条件和设备。根据本文件中某些测试的要求，在把示波器和/或频谱分析仪连接到超声检测仪的发射器之前，检查测量仪器是否会被高发射电压损坏。9.2物理状态与外观9.2.1检测方法目测超声检测仪的外观，检查是否存在影响当前正常工作及未来可靠性的物理损伤。9.2.2验收标准如果没有值得注意的可能影响正常工作及未来可靠性的物理损伤，该仪器可认为是合格的。9.3发射电压、脉冲上升时间和脉冲宽度9.3.1检测方法按图11的设备配置方式，并连接50Ω负载。将超声检测仪置为发射接收分离模式。使在示波器的屏幕上能清晰地显示脉冲前沿。将脉冲重复频率设置为最大值。GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020图11脉冲测量用仪器如图12所示，使用示波器测量发射脉冲电压V50，脉冲上升时间tr以及脉冲宽度td。图12测量的发射脉冲参数如图12所示，对于方波脉冲和双极性脉冲是在波形平均最大值处测量得到V50，不是在峰值（过冲）GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020在最大和典型发射强度设定值、最小及最大阻尼档位重复进行测量。以示波器显示屏能清晰显示波形时的最小脉冲重复频率重复进行检测。注：测量到的上升时间包括示波器和探头（如果有用到的话）的固有的上升时间。检测仪真正的上升时间由公式（11）确定：式中：tm——测量到的上升时间，单位是ns；ts——示波器的上升时间，单位是ns。9.3.2验收标准应满足以下标准：a)发射脉冲电压（带负载，即V50）应在制造商技术规范规定值的±10%允差以内；b)脉冲上升时间tr应小于制造商技术规范规定的最大值；c)脉冲宽度td应在制造商技术规范规定值的±10%以内。9.4接收器9.4.1概述本条规定了测量频率响应、噪声、增益线性和幅度线性的检测方法。如果检测仪装有抑制控制器，检测时应将其关闭。所述方法适用于线性放大器。对数放大器的适用方法在附录A给出。9.4.2频率响应9.4.2.1检测方法按照图3所示的仪器配置方式，将输入信号连接到超声检测仪的接收端并设为发射接收分离模式。如果检测仪提供可变信号滤波，那么应关掉除带宽滤波之外（例如平滑或混叠）的处理。将接收器抑制控制为最小值或者关闭。将接收器的频率控制为所需的频率范围，并调整函数发生器产生一个5个周期的正弦波脉冲，其频率与超声检测仪设置的频带相对应。将检测仪的增益设置为增益范围的中间值。调整超声检测仪的输入信号为±1V峰－峰电压，调整经过校准的外部衰减器，以产生一个全屏幅度80%的信号，记录接收器的增益设定值。依次选取每个频带的设定值，在0.1MHz～25MHz范围内，改变输入信号的频率，记录每个频带在超声检测仪显示最大信号幅度时所对应的频率fmax以及这个电平的幅度。与此同时，保证放大器不饱和，且在示波器显示的输入信号幅度保持恒定。将经过校准的外部衰减器降低3dB，以提高显示的信号幅度。以小于标称频带带宽5%的增量，依次从fmax提高和降低频率，并记录超声检测仪屏幕显示的信号幅度恢复到原先全屏幅度80%时所对应的上限频率值fu和下限频率值fl（-3dB电平）。再次确认经过校准的外部衰减器的输入信号是恒定的。对于每个频率，记录信号幅度和频率并如图13所示绘制出结果。GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020）：fl——-3dB下限频率fmax——频谱中最大幅度的频率fu——-3dB上限频率图13接收频率特性中心频率fo（在可选情况下，对应每种频带的设定值）由公式（12）确定：带宽Δf（-3dB点之间）由公式（13）确定：∆f=fu−fl 9.4.2.2验收标准中心频率fo应在制造商的技术要求规定值的±10%的范围内。带宽Δf应在制造商的技术要求规定的带宽的±10%的范围内。9.4.3噪声电平9.4.3.1检测方法采用图3所示的仪器配置方式，并将超声检测仪置为发射接收分离模式。对于每个频率范围，采用以下方法之一来测量噪声，测量时采用每个频带中心频率fo的输入信号，范围设置为50μs。由检测人员选择方法A或方法B，所选方法必须在技术规范中说明。9.4.3.2方法A将检测仪的增益设置为增益范围的中间值。调整函数发生器输出一个占检测仪显示屏全屏幅度的20%的信号。调整闸门报警电平，直到信号刚好触发报警。断开函数发生器，50Ω终端电阻保持接入状态。将检测仪的增益调到最大值。如果触发报警，则减小增益直到不再触发报警。重新接入函数发生器，并调整函数发生器的输出使显示的信号占全屏幅度的80%。记录峰-峰值电压VeinA。这个电压表示信噪GB/T27664.1—XXXX/ISO22232-1:2020比为4。按公式（14）计算等效输入噪声neinA：式中：fu和fl——按9.4.2描述的在-3dB电平处测得的频率。如果电压太低，无法准确读取，则减少足够的衰减量以获得一个可读值，并根据衰减的变化进行相应的修正。9.4.3.3方法B将超声检测仪的所有增益控制器（包括可变增益控制器）设置到最大值，断开输入信号，记录超声检测仪显示屏上的噪声电平。把增益降低40dB，重新接通输入信号。调整经过校准的外部标准衰减器和（或）输入信号电平直至漂移的射频信号电平与上述噪声电平幅度相同。用示波器测量输入信号的峰－峰电压VinB（单位是伏特（V））和经过校准的外部衰减器的衰