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1、ICS19.100CCSN77GE中华人民共和国家标准GB/T42399.52023/ISO18563-3:2015无损检测仪器相控阵超声设备的性能与检验第3部分：组合系统Non-destructivetestinginstrumentsCharacterizationandverificationofu1.trasonicphasedarrayequipmentPart3:Combinedsystem(ISO1856332015,Non-destructivetestingCharacterizationandverificationofu1.trasonicphasedarrayequip
2、mentPart3:COmbinedsystems,IDT)2023f3T7发布2023-10-01雌国家市场监督管理总局岩布国家标准化管理委员会发布目次前言III引言IN1范围12现范性引用文件13I口14符号25强要求36操作模式47测试设备78第1组测试78.1 通则78.2 阵元和通道78.2.1 通则78.2.2 通道分理88.2.3 阵元相对灵敏度88.3 声束特性101.1 .1通则108.32 未tt1.0性108.33 3接触式探头的声束特性I1.83.4 液浸式探头的声束特性178.4 成像检查208.4.1 通则208.4.2 反射体定位208.4.3 -6dB理点尺寸2
3、08.4.4 幅度比较219第2组测试219.1 通则219.2 设备外观检交219.2.1 检测方法219.2.2 验收标准219.3 阵元相对灵敏度221.1.1 通则221.1.2 检测方法221.1.3 识别失效阵元221.1.4 灵敏度变化补偿221.1.5 验收标掂229.4 放大系统的线性229.4.1 检测方法229.4.2 5金收标准229.5 虚拟探头绝对灵敏度239.5.1 通则239.5.2 检测方法239.5.3 验收标准239.6 虚拟探头相对灵敏度239.6.1 通则239.6.2 检测方法239.6.3 验收标准239.7 探头入射点249.7.1 通则249.
4、7.2 检测方法249.7.3 验收标准249.8 折射角241.1.1 则241.1.2 检测方法241.1.3 验收标准259.9接触式探头的偏向角259.9.1 通则259.9.2 检测方法259.9.3 报告2510系统记录表25附录A（资料性）测试项目及验收标准26例文献28I!本文件按照GB,T1.1-20204标i化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则3的规定起草.本文件是GBrT42399无损检测仪潞相控阵断声设备的性能与检验的第3部分，GB.T42399已经发缶了以卜部分：笫1部分：仪器；-第2部分：探头：第3部分：组合系蜕.本文件等同采用ISO18563-3:201
5、5$无报检刈相控阵超用设备的性能与检验第3部分：组合施热，本文件做了下列最小限度的编辑性修改：为与现行标准系列一致,将标准名称改为无损检测仪器相捽阵超声设爵的性能与检验第3部分：组合系统？.谙注意本文件的某些内容UJ能涉及专利，本文件的发缶机构不承担识别专利的mff木文件由中国机械工业联合会提出.本文件由全国试验机标准化技术委员会(SACrrC122)1Ju.木文件起草单位；汕头市超声仪器研究所股份有限公司、广东汕头招内电子股份有限公司制声仪器分公司、爱德像(.厦门)电子有限公司、贵州理工学院、辽宁仪表研窕所有限通任公司、上海材料研究所、中山唳业技术学院、中国特种设备检测研究院。本文件主要起草
6、人：蜘用宇、詹俊生、林俊明、李波、富阳、王琳,张义凤、李冈宇、吴锦湖、林丹源、胡振龙。I1.1.和A型常规检测仪一样，相控阵却滔均是处于采用脉冲反射法松测，均采用相同的决陷定僦及定位方法.但相控阵超出检测仪是高性能的数字化仪器,能够实现腺测全过程信号的记录，通过对伯号进行处理系统能生成和叔示不同方向投影的高质量图像,因此需对其独特的测量校准和验证方法进行规定。GB/T12399旨在通过分别对相控阵超声检视仪包括仪潺、探头和纲合系统的检测方法和粉收标准进行规定，从而统一产品技术要求，使其更好地应在实际生产、检测中.GBT423990无损检测仪涔相控阵断声设备的性能与悔验3分为以下三部分：一一第1
7、部分：仪涔.目的在于现定检测频率为05MIIz-IOYHZ冠围内的多通道和控阵起声检测仪的主要技术性能的检测方法和验收标准.一第2部分：探头。目的在于规定采用接触法或液浸法、中心频率范困为05MHz-IOMHZ的相控阵探头在制作完成后需进行检脸的主要技术性能的检测方法和脸收标准.一一第3部分：组合系统，目的在于规定采用线性和控阵探头，接触（带或不带楔形）或水浸，中心频率在。5MHz-IOMHZ范国内相控阵祖台设备（即已连接仪器，探头和电揽性能检测方法和验收标准.GBzT42399寸无损检测仪器和控阵超声设备的性能与检验三部分相互独立，但又相互呼应，形成一套完整标准体系.IM无损物M仪器相控阵超
8、声设备的性能与检验第3部分：组合系统1CT本文件描述了检验组合设备(即仪渊、探头和连接电控)的检5金方法和验收标准.本文件适用于中心频率为05WIz-IOMHz,接触式(有无楔块均可)或液浸式找阵相控阵探头的超声就测系统.该检测方法对现场或车间环境下的用户均适用.其目的是在检测前对系统正确工作、声束特性或对系统是否性能退化进行检5金.该检刈方法不是为证明系统适合特定的应用.而是为了证明该组合设需根据设置产生超声波声束的能力。本文件适用葩用不包括特定应用的设备校准,其一般由检测漉理所用Sifi.本文件不包含以下内容：环形阵列：-有着不归师元数的川疥列：发射和接收的设置不同(例如激发孔径、有效阵元
9、数、延迟)；采用比简单延迟法则更更杂的单阵元信号后处理技术(例如：全期阵采集)。2缠范性引用文件下列文件中的内容通过文中的现他性引用而构成本文件必不可少的条款.其中,注日期的引用文件，仪该”期时成的板本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ISO5577无损检测超声检测术语(NOn-Jes1.ruc1.ivetestingU1.trasunictestingVabu1.a-)注：GBTI26M.I无损检测术语出户1检测(ISo5577:2017ZOD)ISO18563-1无损检测相捽内超声设备的性能与检验第1部分：仪器(Non-dewructivetcs
10、-1.ingChanic1.eriza1.ionandVerifica1.ionofu1.trasonicphasedarrayequipment-Part1Jnstmmen1.s)注：GRa42399.12023无损检测仪器相控阵超用设备的性能与检聆第1部分：仪器(ISO18563-1:2015DT)EN1330-4无授检测术语第1部分：超声检:则用术语(Nonde$iruciivetestingTermino1.ogyPan4:Tcrmsusedinu1.trasonictesting)EN16()18无损检测术语相控Pf超声检测用木谱(NonMEructivctestingTermino
11、1.ogyTermsusedinu1.trasonictestingwith)hasedarrays)EN16392-2无损检测相控阵超向设备的性能与检蛤第2部分：探头(Non-CkStrUCtiVetestingCharacterizationandverificationofu1.trasonicphasedarrayequipmentEar1.2:PrObCS)3ISO5577.EN13304、ENIan8界定的以及下列术语和定义适用于本文件.蛆合设备Coabinedequipant包含仪器、探头、含转接器的电缆连接而成的装巴。3.2系统system包含指定操作模式设汉的祖台设备，注：i
12、烟揶徒伽三三队33原系跳referencesystem包括符合ISo185634的仪器和符合ENI63922的探头，并已通过本文件第8般规定的第1组测试和第9章规定的第2组测试的系统.3.4相同JK姚identica1.system仪器、探头及连接电缆均为同一个制造商.旦产品名称相同，使用相同操作模式和谀置的系统.36Ik作模式modeofoperation第6章描述的探头在姆个位置的发射和激发孔径规格。3.6自然折射声束natura1.refractedbeam自然折射角方向的声束.3.7系统记录裳systemrecordsheet记录系统测试结果并用于与参照系统的数值迸行对比的文件，表1的
13、符号适用于本文件。1符号符号单位定文XmS加阵元的相财灵般度8按t式界头：孔轴的乖M投影和探头前沿的齐周参见图I液没式探头,扎珀的在人投影卬探头表面中心的距岗A、单阵元信号的楸女Ann所仃眸元信号幅发的平均也Arc、除失依阵元之外，所有阵元信号极度的平均值Dan激发孔径对角炮dan孔深1符号（期符号单位定义GoCm校准的JftfiiGredB幅度-距离测中的费考增战N11n澈发孔径相关的近场长应A折射用P11阵元何距Xmi探头前沿和探头入射.间的距黑5除了已进行第I组测试的9.3、9.8和9.9的要求之外，在首次使用该系统进行指定应用（操作模式和设？前应根据第8章（第1组测试）和第9章（第2组
14、测试）进行检测.所有检测均已通过后,该系统可被视为符合本文件要求.可作为参照系统.如果该系统没有修改或替换元件和/或设置,仍可作为参照系统,如果能保存原始设置,对系统进行我他设跣并不会影响其作为参照系统.检测结果应在系统记录表中记Sh对于与参照系统相同的系统，只应进行第2处测试。所有测试均己通过后，该系统便符合木文件要求.在首次性能测试时，系统记录表先果用来自参照系统的数值作为初始曲，在测试获取数值后，更新完成该测试记录表.在工作车间或现场的任一套系统均应定期进行第2组测试,在每次第2组测试后，更新系统记录表。表2列出采用接触式探头或液浸式探头的系统进行的不同测试.所有测试项目的柢述及险收标准
15、，详见冏录A中表A.1。2熏试项目现目接地式探头液浸式探头第1组测试阵元和通道通道分配8.2.28.2,2阵元相对灵敏度8.2.38.2.3评束特性未忸和性8.3.28.3.2折射加一一探头入时点8.3.3.2折射角一工件上的入射点K14.2沿声束轴的义敏度8.3.3.3&3.4.3表2满武凄目（续）项月接触式探头液没式探头声束尺寸&3.3.48.3.4.4偏向角8.3.3.5WIQ(W)8.3.3.6成临检长反射体定位&4.28.4.2-6dBW点尺寸a4.38.4.3幅度比较&4.48.1.4第2阻测试设备外就检置9.29.2阵元相对灵敏慢9.39.3放大系统线性9.49.4虚拟探头绝对具
16、敏度9.59.5虚拟探头相对必败改9.69.6探头入射点9.7折射角9.89.8偏向向”9.9参照系统由丁已进行第1组测试无徐内进行同样测试.6在相控阵超声检测中,一系列声束由探头各位理发出。每一声束对应一次发射，这由激发孔径和采用的延迟法则所决定”系统操作模式则由孔径数欷一个或多个）及每个孔径发射数状（个或多个）决定。该测试不仅针对发射阵元也负责接收的情况.在本文件范围内，每次发射只考虑个接收信号。根据应用，可采用/组合以下相控阵技术（操作模式）：激发孔径数量（一个或多个）：每个激发孔径的发射或范迟法则数量（一个或多个）：延迟法则类型（声束偏转、声束聚焦，或两者组合）。如果使川多个激发孔径，
17、全部激发孔径可使川同一组延迟法则，或者每个激发孔径可使川不同组延迟法则.后者可设制对相对工件表面的阵列方向（接触法的楔块角度，液浸法的探头阵列闯斜）进行补偿.不同模式的检验测试应按以下进行：式1一只激发一条声束。所有测试均用这一条声束进行。发式2一用相同的激发孔径漱发多条声束。测试至少要用三条声束.对“极值和中值延迟法则.，式3只适用于与测试表面相平行的探头阵列.采Jv多个激发孔径，均使用同一延迟法则。测谎至少采用一个孔径.模式4采用多个激发孔径，均使用同一组延迟法则.测试至少使用一个孔径,至少有三条声束.对应极Gi和中值延咫法则.使用多个激发孔径，锥个孔径均用单个延迟法则，但是徒个激发孔径的
18、廷迟法则均不同，如果探头阵列与测试衣面不平行，可使用多个激发孔径，均使用同一延迟法则.测试至少使用3个孔径，对应极值和中值位置.模型一一使用多个激发孔径,每个孔径使用不同组延迟法则.一刈试至少使用3个孔径,对应极值和中（ft位置.每个孔径刈试三条声束,对应极值和中值延迟法则.这些模式的具体说明详见表3。3崇作模式敝发孔径ftIA他个激发孔径的U迟法则数破斑个孔径的建迟法副艇苦相同WT模如I1不适用至声束情转T1.Sff1.4点IMfc3撮作模式（续）模式激发孔径每个激发孔径的延迟法则B（业俗个孔径的延迟法则是否相PJ例子模式21多个不增用电了闻扫不适用7多点聚你模犬3多个柢个孔径的尚束均相同I
19、fW声束偏M好个孔科的声束均相同IrW琼深度聚焦怏式43个多个个孔径的面束if1.均相同电子原扫好个孔程的声束组均相同Irrnv.多点聚你篌式5多个1每个孔径的也束不同声束偏转圻个孔径的声束不同1.等深度聚佟3播作模式（续）W激发孔径tt每个激发孔径的妣退法则致Irt制个孔径的妣迟法则是否相同例子模式6多个多个择个孔税的声束组不同IWs电子扇扫翻个孔径的声束仪不同多点聚焦注1：为简洁,只注明声束中心线,街头为声束方向.闲戌为柒加点.注2:探头阵列和1试工件何的介质可是液体（液浸）或者固体如楔块）.7海试设备相控阵系统检测所需设备如下；台适的参考试块（例如：大小、曲率、材料等级和/或声速、成块尺
20、寸，以及反射体的类型，大小和位置）：测量长度和角度的工具.8第1维M试&im初始样机、在维修操作或更换某一系统组件之后，应进行第1组测试.对于实际应用中并没有用真探头所有阵元的情况，测试仅限于所用孔径的阵元.测试结束后，被测试阵元的结果应记录在系统记录去中。在测试开始前，应按照所使用的探头、模块等进行系统设置.&2阵元和通道&21m术测试应确保探头与仪器的正确连接以及探头连接后的正确操作方式.本测试13的：一一检蛤发射和接收的通道/阵元分充，检验设备能否依次激励不同孔径所必需的电子开关操作；溅量探头阵元的相对灵敢度：和识别故坤组件（如：失效阵元）。必要时，且若仪器具有相应功能，可对阵元幅度迸行
21、补偿之后iM行这些测试,GBfT423993-202MSO18563-3:2015&22三三E&221在此测试中.应使用相时白然折射声束轴方向（既斜几度的平反射面,以产生阵元向递增的波越时同（TOF）值.使用液浸法时倾斜探头阵列或者蜘斜反射体（比垂出入射偏离几度）.使用接触法时：在没有楔块的情况K使用斜面参考试块：一在有楔块的情况下：D如果在楔块内部能接收到短一阵元的回波则无需参考试块：2）如果反射面的入射角至少有几度，班么应采用带有平面的参考试块（参见图D.从第一个阵元到最后一个阵元按顺序将阵元逐个激勘,并对比每个TOF（如A扫，E扫,TOF孰标弓【序号说啊一A5找h图中cm怡织显示了却悔束
22、时M线B1用糊瞰接Ig联的情况下，o三分配的作检防制&222IftI1.ftii*最长TOF与离反时体最远的阵元相对应：最WToF与离反射体最近的阵元回波相对应。接收信号的TOF随阵元位词单调变化.2 .2.3阵元相对员物K8 .Z3.1M该测试日标是检验阵元相对灵敏度并找出失效阵元.依次激励激发孔径的年一个阵元（用同一个阵元发射和接收），然后测量与各阵元保持相同距离的平面反时回波的幅度变化.如果用的是外形特殊设计的探头模块，如有可能，宜在没有板块的情况卜枪蛇阵元通道的均匀性。&2.12&21Z1S三U*接触式探头的检测步骡如下.将探头放在参考试块上，以获取所有阵元相同的TOF,例如；如有可能
23、，彳可t用模块：在有提块的情况下,使用与根块相同材质且有一血做到角度与椒块角发相同的试块:用平面延迟块的情况下，使用试块界面（反射面表面干燥，没有播合剂的信号.逐个激励降元（同一阵元发射和接收）.显示来自反射体的每个阵元回波幅度.测fit称一阵元信号的幅度A.&2&22液浸式探头的检测步骤如下：将探头放置在平面参考试块（如：材质钢）前方，井保持垂出入射,逐个激励阵元（同一阵元发射和接收）.显示姆个阵元的界面波幅度；如果所有信号TOF值差在探头频率半周期内即为垂ri入射。测优每一阵元信号的幅度A。&203识别对悄元每个阵元的相对灵械度（单位dB）按公式（1）计算：Sa=201.og（AeAmea
24、n）（1）式中：A一一单个阵元信号的幅度：A一所有信号的幅度平均值（需计算）：S阵元相对灵敏度.如果出现以下情况，则判断阵元为失效阵元：a）S-I2dB.当仪器能畴对阵元增益进行补借时：b）SM2时（其中X为第传播介侦中的波长.P为阵元间距r可形成光相波播.IH网主声束检测和定性.所以当PaJ2.并H.要求评束偏转时，雷进行该测试，以下几种办法可用来评价声束描黛：使用带横通孔的参苫试块：一使用符合EN12668-2的电磁声波接收器；使川仿真软件.该操作步保考虑了相淞的存在.$金收标准取决干具体Wfk&2所述方法用于确定选定反射体对同一声束不同角度反射的信号.用探头扫查参考试块表面,或者扫查参考
25、试块阀柱面.用电磁声波接收器测气接收到的信号.根据对应的探头位置或电极讲接收器的扫查角度,绘制信号波幅图.记录物迹的最大假僮及其对应角度.&aaa3测试结果记录在系统记录表匕&4aam木条针对液浸式探头的将洲进行描述，根据应用设置仪器以进行溯I鼠在一些应用中,应对多条声束进行特性评价.这些声束可用同样的设置参数或每一声束用不同设置,根据设备可提供的设置,此阶段的特性描述可用一组参数设置产生全部声束，或者逐个设置以产生每一声束.例如，身扫时，可根据极限值和中伯延迟法则来确定泮束特性：一对应扇扫设定一组参数,且扇扫的三条声束各进行一次iW1.ih或者,按顺序设置工组参数,弁对每一组迸行声束测试.在
26、时饵个舂数进行测网前，应检我阵元信号的未饱和性（详地8.3.2）,ai42折射角I件上的入射点ana1.M本方法可同时获取折射为和探头入射点等同值（即工件表面和声束轴的交叉点），这一点称作工件声束入射点.要求使用至少有4个不同深度横通孔的参考试块（金见图5）.&14.2.2将液浸式探头放置在与实际应用相同角度和声程的横通孔参考试块上方.找到的个横通孔鼓人的回波值。对15个横通孔的最大回波幅度，检测阵元信号的未饱和性（参见8.3.2）。每个横孔位置刻世孔轴的正交投影与探头面中心的距离（“:）在参考试块的截面比例图上绘制对应这些距离低）的孔深（d:）位置点，亘一条直城穿过这些点.这样就能同时确定工
27、件的入射点和折射角,工件的泮束入射点对应图I的距离X,折射角。按公式（4）GB.T42399.320231SO18565-3:2015进行计算：8-n（广）.一/8.3.4.2.3报告和验收标准测试结果记录在系统记录衣上.测得的折射角应在延退法则设置的规定值的2之内：若折射角大于65.则测得的角度应在规定（ft5t之内。8.3.4.3沿声束轴的灵敏度8.3.4.3.1通则对于液浸式探头，根据激发孔径的不同,同时记录回波幅度和探头扫描运动来进行测JA该测信要求使川在关注范阚内具有不同深度、等出径反射体的参考试块.用反射体生成距肉幅段曲线.如果仪器支持自动记录沿声束轴灵敏度（如距离摄幅曲税或类似TCG的自动校正功能）,该仪器特性可用于声束特性的测定.使用如图5所示的带横通孔的反射体.可使用平面反射体（如平底孔），但是实用性比较基.因其只适合垂直入射到反射体的声束用度.83.432检测方法将浸液中的探头移至参考试块上方，浸液路径根据实际应用确定，使探头的入射平面垂直于圆柱横孔粕纹,并在参考试块上移动扫描.验证所有反时体的最大回波幅度达到满屏高度80%以上,并检验阵元信号的未饱和性（见8.3.2）。记录对应的增益tttGc（录入系统测试记录我），作为之后进行系统稳定性的距高幅度测状的参考增益。测就每个W1.
