超聲探傷儀計量檢定中有關問題的探討

時國慶

摘 要：文章將超聲探傷儀作為研究重點，并且根據相關檢定規程展開檢定工作，針對超聲探傷儀的組合性能檢定描述進行了深入分析，希望能夠為超聲探傷儀的計量檢定工作提供有價值的理論依據。

關鍵詞：超聲探傷儀；計量檢定；問題；探討

前言

超聲波探傷屬于一種綜合性技術，主要是實現了超聲學原理和現代電子信息技術的有機融合。而在電子信息技術快速發展的背景下，超聲波探傷儀也逐漸從模擬層次向數字化、多功能化和小型化方向發展，且實際的應用范圍也更加廣泛，主要是對材料與構件非破壞性進行檢測。由此可見，超聲探傷儀本身的計量性能會直接影響到材料與產品檢測的質量，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械振動狀態的一種傳播形式。而振動則是物質質點在自身平衡的位置附近做出往返運動。在空氣媒質的作用下，可以將這種振動的狀態傳播，最終形成聲波。如果聲波的振動頻率超過20000赫茲，且每秒振動的次數超出人耳的聽覺上限，就被稱之為超聲波[1]。運用超聲進行檢測的儀器被稱為超聲波探傷儀。主要的原理就是超聲波在被檢測的材料中傳播，受材料聲學特性及內部組織變化的影響，會對超聲波傳播帶來影響，而針對超聲波受影響的程度與狀況探測來對材料的性能與結構變化予以了解，這種技術就是超聲檢測。而超聲波探傷指的就是利用超聲波探傷儀，針對工件內部的缺陷進行快速無損傷地檢測與定位，且診斷精準。現階段，超聲波探傷的方式被應用在多個領域。

2 超聲探傷儀計量檢定相關問題分析

2.1 探頭上施力

根據超聲探傷儀的檢定規定，對探傷靈敏度余量、分辨力以及掃描范圍的檢定主要是通過探頭與標準試塊來完成的。所以，探頭上施力會對檢定結果產生一定的影響。而在檢定過程中，探頭壓塊與重物的選擇，應將質量控制在2-3千克之間。若人為控制穩定性與便捷性存在問題，對于檢定結果復現會產生不利的影響[2]。

2.2 分辨率檢定

根據超聲探傷儀檢定規定，對分辨力進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”，而發射強度需要調至到產品技術指標的規定調節度位置。與此同時，探傷儀應當移至到“0”的位置，剩余旋鈕的位置應合理。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，需要對儀器增益進行合理調整，對探頭進行左右移動，以保證回波幅度相等且控制在垂直刻度80%左右[3]。對衰減器進行合理地調節，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數就被稱之為超聲探傷儀分辨力。而在實際檢定的過程中，若將回波幅度調節至80%所測量的分辨力，與回波幅度在20%所測量的分辨力是存在差異的。根據實踐調查表明，無論超聲波探傷儀的型號如何，其回波幅度調節到20%與80%的情況下，實際測量的分辨力都存在差異，而處于20%狀態下的分辨力會更高，但是，仍然存在不會影響結論的判斷。在客戶送檢的過程中，儀器不完全都具備說明書，所以，檢測工作人員如果只按照產品的技術指標條件進行設定是行不通的。在這種情況下，可以利用參數設置的方式來有效地提高實際分辨力。其中，可以降低發射強度，減小阻尼，轉變檢波的方式。而在實際檢定的過程中，應當結合規程的規定，在回波幅度調節至80%的情況下對分辨力進行測量，如果數據不超過26dB，就需要將回波幅度調節至20%，再次對分辨力進行測量。最終，將數據較大的結果作為最終結果來進行判斷，同時，需要詳細地標注出檢定條件。

2.3 探傷靈敏度余量檢定

根據超聲探傷儀檢定的規定要求，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型的標準試塊，并且和被檢超聲探傷儀進行連接，將探頭進行移動，合理地調節衰減器，最終獲取探傷靈敏度的余量[4]。其中，上述兩種標準的試塊孔徑應當確定成2毫米與4毫米。但是，在當前執行的超聲探傷儀檢定規定中，兩種標準試塊都可以使用，然而，實際測量的探傷靈敏度余量卻存在差異。針對實際檢定結果發現，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。兩種孔徑標準試塊所檢定的結果在理論方面相差12dB。

2.4 衰減器衰減量誤差檢定

衰減器主要的用途就是對回波相對幅度大小與步級調節儀器探傷靈敏度進行測量。而根據超聲探傷儀檢定的規定要求，需要運用被檢探傷儀衰減器的衰減量和標準的衰減量對比。

而衰減量的12dB的誤差具體由以下步驟獲得：

首先，對細調衰減器進行全面分析，并且找到細調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的相同衰減檔。在此過程中，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，對粗調衰減器進行分析，同樣找到粗調衰減器在每降低20dB誤差情況下的最大衰減檔[5]。而細調衰減器每次降低2dB的衰減量誤差符號不同于20dB誤差。首先衰減粗調衰減器20dB，隨后降低細調衰減器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。

通過實際檢定發現，在對實際探傷進行了解的過程中，每降低2dB衰減量的情況是十分常見的，所以，如果誤差較大，則會對探傷的結果產生直接的影響，甚至會錯誤地判斷小缺陷。為此，應當明確每衰減量程每檔衰減量的最大允許誤差指標，具有極大的現實意義。

3 結束語

綜上所述，超聲波檢測的速度很快，而且檢測的精準度也很高，具有體積小且重量輕的特點，為此，在很多檢測中都發揮著關鍵性的作用。而在使用企業質量管理機制和測量管理機制建立的基礎上，超聲波探傷設備管理與企業計量管理之間的關系十分緊密。為此，對于超聲探傷儀在計量檢定方面的問題應給予高度重視，文章將首先對超聲探傷概念進行了分析，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方面展開了深入地研究與探討，希望為超聲探傷儀的計量檢定提供有價值的理論依據。

參考文獻

[1]賈祺.超聲探傷儀計量檢定中有關問題的探討和建議[J].中國計量，2012（8）：107-108.

[2]賀濤，陳曉淵，胡靜，等.超聲探傷儀檢定儀研制[C].2011中國西部聲學學術交流會論文集.2011：199-203.

[3]張宋強，李峰.超聲探傷儀衰減器示值誤差測量結果不確定度評定[J].中國計量，2011（8）：74-75.

[4]張順良.超聲探傷儀原理、計量及測量不確定度研究[J].廈門科技，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].計量與測試技術，2015（11）：93-93，95.