大型多通道超声波探伤仪的校准方法

大型多通道超声波探伤仪主要指一类基于A型脉冲式的在线无损检测设备，其基础是通常通道数多达几十到上百个的超声波探伤仪，主要由同步、扫描、发射、接收放大、电源等电路部分和显示部分组成，与超声探头配套使用。广泛应用于治金、航空航天、铁路、船舶等领域的无损检测。其校准方法如下：

一、校准前的检查

检查大型多通道超声波探伤仪（以下简称探伤仪）的外观，是否存在影响正常工作及未来可靠性的外部损伤，检查工作电压能否保证仪器正常工作。

二、校准通道的选择

对于多通道探伤系统，校准通道数可以根据仪器特点进行优化，在确保有效性的前提下提高效率。例如针对采用分时复用设计的探伤仪，可根据厂商提供的设计文件，将计量特性值根据仪器特点进行优化。稳定性、显示抖动、脉冲重复频率、时基线性与增益线性只校准共用分时复用通道中的其中一个，抽取的校准通道数不应少于总通道数的25%；探伤灵敏度和探伤灵敏度信噪比则逐个通道校准。

三、稳定性

1、在检测过程中应采用机油等超声耦合剂，并保证探头和试块的耦合稳定不变。如果配有延时控制器，则延时应设定为零。

2、使用与探伤仪通道匹配的深头和标准试块，使探伤仪显示一个回波信号。第一个回波的幅度调整为满刻线幅度的80%，并调整时基线，使该回波位于满刻线宽度的80%。

3、在6min内，每隔1min观察回波的幅度和其在时基线上位置的稳定性。

4、将信号幅度变化和时基线漂移最大值记作稳定性。

注：在检测过程中，环境温度应保持在探伤仪制造者技术规范规定的范围士5℃以内。确保电源或电池的电压在制造者技术规范规定的范围以内。

四、显示抖动

按上述的方法产生一个回波参考信号，观察约10s，记录显示抖动最大值。

五、脉冲重复频率

使用辅助探头作为接收器，与探伤仪被校通道相匹配的探头耦合，将接收探头输出端连接至示波器。

在不同脉冲重复频率的每个设定值下，用示波器测量发射脉冲的重复频率。

注：若探伤仪有多种组合挡位，且组合挡位的脉冲重复频率（通常指范围和脉冲重复频率）相同时，仅需要校准其中一个组合挡位。对于带有脉冲重复频率连续可调控制器的探伤仪，应从制造者的技术要求中选择一个设定值进行校准。

六、时基线性

1、使用2号校准试块和仪器配套的纵波直探头或横波斜探头进行。

2、将探头放在校准试块上，其位置应使最后一个背面回波或弧面回波的范围不小于所要检查的时基线性范围。

3、调整时基线，使第一个和第六个背面回波分别与标尺的第一个和最后一个刻线对齐。用另外四个回波检查线性。

4、依次将背面回波调至近似相同的幅度，例如：满刻线幅度的80%。每个回波脉冲的前沿宜与各自相应的刻线对齐。当第一个和第六个回波定位后，并以相同的幅度测量时，检查每一个回波与其理想位置的偏差。取其最大偏差值作为时基线性误差。

七、增益线性

1、将探伤仪的频率、范围、脉冲能量等控制器设置在随后检测时使用的位置，可调抑制控制器和扫描增益控制器均置于“关”的位置。

2、在校准试块上定位探头，以从一个小的反射体（例如：GB/T19799.2中2号校准试块的5mm孔）中获得一个反射信号。

3、调整增益，使该信号达到满刻线幅度的80%，记录增益控制器数值。

4、将增益增加2dB，确认信号幅度上升到大于满刻线幅度。将增益恢复到初始值，然后进一步把增益降低6B，确认信号幅度下降到满刻线幅度的40%左右。

5、以6dB步进量依次降低信号幅度3次，记录与满刻线幅度的20%、10%和5%的差值。

八、探伤灵敏度

1、探伤仪的相应控制器参数，例如：频率、脉冲能量、脉冲抑制和脉冲重复频率的设定值应设置到进行基本测量时所使用的位置。在每种情况下，要对应基本测量时所选用的特定范围来检查这些参数。

2、将探伤仪发射探头放置在校准试块上，调整探头位置以找到横通孔信号的最大值。

3、调整以分贝值校准过的增益控制器，将该信号设置到满刻线幅度的20%，记录增益控制器此时的设定值G₀为组合设备的探伤灵敏度。

九、通道间探伤灵敏度一致性

在探伤灵敏度校准结果中选取最大值与最小值，两者差值为通道间探伤灵敏度一致性。

十、探伤灵敏度信噪比

1、按上述方法校准探伤灵敏度，从试块上移下探头，擦干探头表面的耦合剂。

2、使用经过校准的增益控制器，增加增益，直到总的系统噪声幅度与目标孔一样达到满刻线幅度的20%，记录增益控制器新的设定值G₁。

3、探伤灵敏度信噪比为：G_snr=G₁-G₀

式中：

G_snr——探伤灵敏度信噪比，dB；

G₁——系统噪声幅度在满刻线幅度20%时，增益控制器设定值，dB；

G₀——探伤灵敏度，dB。

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