時(shí)國(guó)慶

摘 要：文章將超聲探傷儀作為研究重點(diǎn)，并且根據(jù)相關(guān)檢定規(guī)程展開(kāi)檢定工作，針對(duì)超聲探傷儀的組合性能檢定描述進(jìn)行了深入分析，希望能夠?yàn)槌曁絺麅x的計(jì)量檢定工作提供有價(jià)值的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：超聲探傷儀；計(jì)量檢定；問(wèn)題；探討

前言

超聲波探傷屬于一種綜合性技術(shù)，主要是實(shí)現(xiàn)了超聲學(xué)原理和現(xiàn)代電子信息技術(shù)的有機(jī)融合。而在電子信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，超聲波探傷儀也逐漸從模擬層次向數(shù)字化、多功能化和小型化方向發(fā)展，且實(shí)際的應(yīng)用范圍也更加廣泛，主要是對(duì)材料與構(gòu)件非破壞性進(jìn)行檢測(cè)。由此可見(jiàn)，超聲探傷儀本身的計(jì)量性能會(huì)直接影響到材料與產(chǎn)品檢測(cè)的質(zhì)量，需要給予高度重視。

1 超聲波探傷概述

所謂的聲波，具體指的就是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)的一種傳播形式。而振動(dòng)則是物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在自身平衡的位置附近做出往返運(yùn)動(dòng)。在空氣媒質(zhì)的作用下，可以將這種振動(dòng)的狀態(tài)傳播，最終形成聲波。如果聲波的振動(dòng)頻率超過(guò)20000赫茲，且每秒振動(dòng)的次數(shù)超出人耳的聽(tīng)覺(jué)上限，就被稱(chēng)之為超聲波[1]。運(yùn)用超聲進(jìn)行檢測(cè)的儀器被稱(chēng)為超聲波探傷儀。主要的原理就是超聲波在被檢測(cè)的材料中傳播，受材料聲學(xué)特性及內(nèi)部組織變化的影響，會(huì)對(duì)超聲波傳播帶來(lái)影響，而針對(duì)超聲波受影響的程度與狀況探測(cè)來(lái)對(duì)材料的性能與結(jié)構(gòu)變化予以了解，這種技術(shù)就是超聲檢測(cè)。而超聲波探傷指的就是利用超聲波探傷儀，針對(duì)工件內(nèi)部的缺陷進(jìn)行快速無(wú)損傷地檢測(cè)與定位，且診斷精準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，超聲波探傷的方式被應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。

2 超聲探傷儀計(jì)量檢定相關(guān)問(wèn)題分析

2.1 探頭上施力

根據(jù)超聲探傷儀的檢定規(guī)定，對(duì)探傷靈敏度余量、分辨力以及掃描范圍的檢定主要是通過(guò)探頭與標(biāo)準(zhǔn)試塊來(lái)完成的。所以，探頭上施力會(huì)對(duì)檢定結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。而在檢定過(guò)程中，探頭壓塊與重物的選擇，應(yīng)將質(zhì)量控制在2-3千克之間。若人為控制穩(wěn)定性與便捷性存在問(wèn)題，對(duì)于檢定結(jié)果復(fù)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生不利的影響[2]。

2.2 分辨率檢定

根據(jù)超聲探傷儀檢定規(guī)定，對(duì)分辨力進(jìn)行檢定的方法主要是CKS-1A試塊。通常情況下，探傷儀的工作方式是置“單”，而發(fā)射強(qiáng)度需要調(diào)至到產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定調(diào)節(jié)度位置。與此同時(shí)，探傷儀應(yīng)當(dāng)移至到“0”的位置，剩余旋鈕的位置應(yīng)合理。另外，探頭需要壓在試塊的特定位置之上，并在中間位置添加適量的耦合劑，確保耦合的合理性。同時(shí)，需要對(duì)儀器增益進(jìn)行合理調(diào)整，對(duì)探頭進(jìn)行左右移動(dòng)，以保證回波幅度相等且控制在垂直刻度80%左右[3]。對(duì)衰減器進(jìn)行合理地調(diào)節(jié)，以保證兩波峰之間的波谷能夠上升至原有波峰的高度。在這種情況下，衰減器釋放的dB數(shù)就被稱(chēng)之為超聲探傷儀分辨力。而在實(shí)際檢定的過(guò)程中，若將回波幅度調(diào)節(jié)至80%所測(cè)量的分辨力，與回波幅度在20%所測(cè)量的分辨力是存在差異的。根據(jù)實(shí)踐調(diào)查表明，無(wú)論超聲波探傷儀的型號(hào)如何，其回波幅度調(diào)節(jié)到20%與80%的情況下，實(shí)際測(cè)量的分辨力都存在差異，而處于20%狀態(tài)下的分辨力會(huì)更高，但是，仍然存在不會(huì)影響結(jié)論的判斷。在客戶送檢的過(guò)程中，儀器不完全都具備說(shuō)明書(shū)，所以，檢測(cè)工作人員如果只按照產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)條件進(jìn)行設(shè)定是行不通的。在這種情況下，可以利用參數(shù)設(shè)置的方式來(lái)有效地提高實(shí)際分辨力。其中，可以降低發(fā)射強(qiáng)度，減小阻尼，轉(zhuǎn)變檢波的方式。而在實(shí)際檢定的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合規(guī)程的規(guī)定，在回波幅度調(diào)節(jié)至80%的情況下對(duì)分辨力進(jìn)行測(cè)量，如果數(shù)據(jù)不超過(guò)26dB，就需要將回波幅度調(diào)節(jié)至20%，再次對(duì)分辨力進(jìn)行測(cè)量。最終，將數(shù)據(jù)較大的結(jié)果作為最終結(jié)果來(lái)進(jìn)行判斷，同時(shí)，需要詳細(xì)地標(biāo)注出檢定條件。

2.3 探傷靈敏度余量檢定

根據(jù)超聲探傷儀檢定的規(guī)定要求，探傷靈敏度余量檢定的方法主要采用的是DB-P Z20-2或者是DB-P Z20-4型的標(biāo)準(zhǔn)試塊，并且和被檢超聲探傷儀進(jìn)行連接，將探頭進(jìn)行移動(dòng)，合理地調(diào)節(jié)衰減器，最終獲取探傷靈敏度的余量[4]。其中，上述兩種標(biāo)準(zhǔn)的試塊孔徑應(yīng)當(dāng)確定成2毫米與4毫米。但是，在當(dāng)前執(zhí)行的超聲探傷儀檢定規(guī)定中，兩種標(biāo)準(zhǔn)試塊都可以使用，然而，實(shí)際測(cè)量的探傷靈敏度余量卻存在差異。針對(duì)實(shí)際檢定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，孔徑為4毫米的回波要更高，而檢定探傷靈敏度余量也更大。兩種孔徑標(biāo)準(zhǔn)試塊所檢定的結(jié)果在理論方面相差12dB。

2.4 衰減器衰減量誤差檢定

衰減器主要的用途就是對(duì)回波相對(duì)幅度大小與步級(jí)調(diào)節(jié)儀器探傷靈敏度進(jìn)行測(cè)量。而根據(jù)超聲探傷儀檢定的規(guī)定要求，需要運(yùn)用被檢探傷儀衰減器的衰減量和標(biāo)準(zhǔn)的衰減量對(duì)比。

而衰減量的12dB的誤差具體由以下步驟獲得：

首先，對(duì)細(xì)調(diào)衰減器進(jìn)行全面分析，并且找到細(xì)調(diào)衰減器衰減量在每降低2dB誤差情況下的最大衰減檔以及相鄰誤差符號(hào)的相同衰減檔。在此過(guò)程中，最好把衰減檔納入其中，最終形成12dB衰減量，最大的誤差確定為0.4dB。

其次，對(duì)粗調(diào)衰減器進(jìn)行分析，同樣找到粗調(diào)衰減器在每降低20dB誤差情況下的最大衰減檔[5]。而細(xì)調(diào)衰減器每次降低2dB的衰減量誤差符號(hào)不同于20dB誤差。首先衰減粗調(diào)衰減器20dB，隨后降低細(xì)調(diào)衰減器8dB衰減量，而最終得到最大的誤差是0.7dB，所以，衰減器的衰減量誤差是合格的。

通過(guò)實(shí)際檢定發(fā)現(xiàn)，在對(duì)實(shí)際探傷進(jìn)行了解的過(guò)程中，每降低2dB衰減量的情況是十分常見(jiàn)的，所以，如果誤差較大，則會(huì)對(duì)探傷的結(jié)果產(chǎn)生直接的影響，甚至?xí)e(cuò)誤地判斷小缺陷。為此，應(yīng)當(dāng)明確每衰減量程每檔衰減量的最大允許誤差指標(biāo)，具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，超聲波檢測(cè)的速度很快，而且檢測(cè)的精準(zhǔn)度也很高，具有體積小且重量輕的特點(diǎn)，為此，在很多檢測(cè)中都發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。而在使用企業(yè)質(zhì)量管理機(jī)制和測(cè)量管理機(jī)制建立的基礎(chǔ)上，超聲波探傷設(shè)備管理與企業(yè)計(jì)量管理之間的關(guān)系十分緊密。為此，對(duì)于超聲探傷儀在計(jì)量檢定方面的問(wèn)題應(yīng)給予高度重視，文章將首先對(duì)超聲探傷概念進(jìn)行了分析，并且從探頭上施力、分辨率檢定、探傷靈敏度余量檢定以及衰減器衰減量誤差檢定這四個(gè)方面展開(kāi)了深入地研究與探討，希望為超聲探傷儀的計(jì)量檢定提供有價(jià)值的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[2]賀濤，陳曉淵，胡靜，等.超聲探傷儀檢定儀研制[C].2011中國(guó)西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集.2011：199-203.

[3]張宋強(qiáng)，李峰.超聲探傷儀衰減器示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定[J].中國(guó)計(jì)量，2011（8）：74-75.

[4]張順良.超聲探傷儀原理、計(jì)量及測(cè)量不確定度研究[J].廈門(mén)科技，2016（3）：45-47.

[5]聶文昕，鄭磊.超聲探傷儀檢定裝置不確定度分析[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2015（11）：93-93，95.