超声波仪器、探头性能指标及其测试方法

第九部分 实验
实验一 仪器五大性能测试
1． 水平线性
1）测准零点；
2）声程标度设为Y 或S ；总声程范围设为125mm （即每格声程设为12.5mm ）； 3）使25mm 厚试块的一至五次回波依次出现在第二、四、六、八和十格，保持探头不
动，调整增益、进波门位，使进波门内回波高为50%，依次读出一至五次回波声程值（Y 或S ）。

2．分辨力测试
1）用户在CSK-IA 试块上移动直探头，当85mm 和91mm 两处的回波波峰等高且调至50%，记下增益值A 。

2）稳住探头，将85mm 和91mm 两处的回波波谷调至50%，记下增益值B 。

3． 垂直线性
1）在CS-1-5试块上移动直探头，使200mm 深Φ2平底孔处的回波高为100%。

2）增益步长调至2dB ，增益每次比上次减2dB 。

3）每减一次增益记下当前波幅值%。

4． 动态范围
1）在CS-1-5试块上移动直探头，使200mm 深Φ2平底孔处的回波高为100%。

记下增益值A 。

2）使200mm 深Φ2平底孔处的回波高调对刚刚能看到波幅， 记下增益值B 。

3）动态范围=A-B 。

CS —1—5平底孔试块
25mm
4．灵敏度余量测试
1）在CS-1-5试块上移动直探头，使200mm深 2平底孔处的回波高为50%。

记下增益值A。

2）除去探头，增加增益，使噪声电平达10%，记下增益B。

3）灵敏度余量=A-B。

附：性能测试表
一、水平线性
二、垂直线性
三、分辨力
四、动态范围
五、灵敏度余量。

第二章 超声波探伤仪、探头及试块第一节 超声波探伤仪一、超声波探伤仪的种类和A 型探伤仪工作原理1. 超声波探伤仪的分类和A 型探伤仪特点超声波探伤仪种类繁多、分类方法不一。

常见的分类方法如下：在脉冲反射式超声波探伤仪中，以A 型显示、单通道工作的携带式探作仪应用最为广泛，它常作为造船、石油、化工、机械、冶金、铁道和国防工业部门产品和设备现场探伤的重要工具。

归纳起来，它有以下特点：(1) A 型显示屏以横坐标(时间轴)刻度表示超声往复传播时间(传播距离)，纵座标表示脉冲回波高度，该高度与反射体返回声压成正比。

(2) 可用单探头(或双探头)进行探伤，以单通道方式工作。

(3) 对缺陷定位准确，发现微小缺陷的能力(灵敏度)较高。

(4) 在声束复盖区域内，可同时显示不同声程上的多个缺陷；对相邻缺陷有一定分辨能力。

(5) 适用性较广，配以不同探头可对工件作纵波、横波、表面波、板波等探伤。

(6) 一般来说，设备轻便、便于携带和现场使用。

(7) 只能以回波高低来表示反射体的反射量，因而缺陷量值显示不直观、探伤结果不连续，且不易记录和存档。

按声源能动性分(缺陷是否为能动声源)能动声源探伤仪(缺陷为能动声源如声发射) 被动声源探伤仪(缺陷为被动声源) 按发射波连续性分连续波探伤仪 脉冲波探伤仪一般连续波探伤仪 共振式探伤仪 调频式探伤仪 按缺陷显示方式分 A 型显示探伤仪 B 型显示探伤仪 C 型显示探伤仪 直接成像 按声通道分 按发射脉冲频带范围分 单通道探伤仪 多通道探伤仪 窄频带探伤仪 宽频带探伤仪(8) 结果判断受人为因素影响较多，故对操作者技术水平要求较高。

本节主要介绍单通道工作的A 型脉冲反射式超声波探伤仪(以下简称超声波探伤仪)的一般工作原理、基本组成、性能测试和使用方面的知识。

2. 超声探伤仪的一般工作原理和基本组成超声探伤仪的工作原理类似于无线电雷达，因此，它有固体雷达之称号。

图2–1为该类探伤仪最简单的电路方框图。

仪器探头性能指标及其测试方法仪器和探头是科学检测和研究中常用的工具之一，它们的性能指标对于确保准确度和可靠性至关重要。

以下是一些常见的仪器和探头性能指标及其测试方法：1.灵敏度：灵敏度是指仪器或探头对于待测信号变化的响应程度。

在测试过程中，可以通过改变待测信号的幅度或强度，然后观察仪器或探头输出的相应变化来评估其灵敏度。

2.動态范围：动态范围是指仪器或探头能够测量的最大和最小信号之比。

一般来说，动态范围越大，仪器或探头所能测量的信号范围越广。

测试动态范围的方法是在不同强度的信号下进行测试，并观察其输出是否超出仪器或探头的最大输入范围。

3.准确度：准确度是指仪器或探头输出结果与实际值之间的偏差。

准确度可以通过与已知参考值进行比较来评估。

在测试过程中，可以使用标准品或已知条件下的样品，然后与仪器或探头的输出进行对比。

4.分辨率：分辨率是指仪器或探头能够区分的最小变化。

分辨率常用于数字仪器或探头的评估。

测试分辨率的方法是逐渐改变输入信号，观察仪器或探头输出是否能够跟踪到最小变化。

5.稳定性：稳定性是指仪器或探头在相同条件下连续测试时的一致性。

测试稳定性的方法是在相同的环境条件下连续进行多次测试，并观察仪器或探头输出是否保持一致。

6.时间响应：时间响应是指仪器或探头对于信号变化的时间相关性。

测试时间响应的方法是通过输入一个快速变化的信号，并观察仪器或探头对该信号的响应时间。

除了上述性能指标，还有一些领域特定的性能指标，如在光学领域中常用的波长范围、分光精度等指标。

总的来说，仪器和探头的性能评估需要进行一系列测试和比较，以确保其满足实际需求。

这些测试方法和指标有助于用户选择和使用合适的仪器和探头，并保证研究和检测结果的准确性和可靠性。

医用超声仪的定期检测要点医用超声仪是医疗工作中常用的一种诊断设备，如同其他医疗设备一样，定期检测是确保其正常工作和准确诊断的重要保障。

本文将介绍医用超声仪定期检测的要点，包括检测项目、检测方法和注意事项。

一、检测项目1. 仪器外观检查：仪器的外观应该整洁无损、无明显划痕或损坏。

各部位的按键、显示屏、连接接口等也需要检查。

2. 电源和电气系统：检查仪器的电源线是否完好，是否有电线松动、破损等。

对电池进行充电测试或者更换新电池。

3. 超声探头检测：超声探头是超声仪最关键的部分，应该特别注意检测。

检查探头表面是否有损坏、裂缝或其他缺陷，同时检查探头连接线是否良好。

进行探头通电测试，观察超声图像质量。

4. 控制系统检测：对仪器的控制系统进行检测，包括按键、旋钮等输入设备功能是否正常，显示屏上各项指示是否准确。

5. 超声图像质量检测：使用测试工具或模拟器进行超声图像质量检测，包括分辨率、灰阶、信噪比等参数的测试。

6. 测量精度检测：通过测试工具进行模拟测量，检测超声仪在不同模式下的测量精度，包括距离测量、面积测量等。

二、检测方法1. 目视检查法：通过仔细观察超声仪的仪器外观和连接状态，判断仪器是否有明显损坏或异常情况。

同时，目视检查超声探头的情况，包括表面是否完好、连接线是否良好等。

2. 功能测试法：通过使用超声仪的各项功能，包括按键、旋钮等进行测试，确保功能是否正常，是否有响应延迟、误码等情况。

3. 图像测试法：使用测试工具或模拟器生成特定图像，通过显示屏观察超声图像的质量，包括清晰度、对比度等。

并对图像进行测量，检测测量结果的准确性。

4. 标准检测法：根据超声仪的性能规范和标准，使用标准测试工具进行检测，确保仪器符合规定的标准要求。

三、注意事项1. 定期维护保养：除了定期检测，医用超声仪还需要定期进行维护保养，例如清洁超声探头等。

维护保养工作应该按照仪器使用说明书进行。

2. 记录和报告：对于每次检测，应该进行详细的记录，并生成检测报告，包括检测日期、检测人员、检测项目等信息，以备将来参考和追踪。

超声科质量控制指标超声科质量控制指标是指在超声科技术应用过程中，为了保证诊断结果的准确性和可靠性，制定的一系列评价和监控指标。

通过对超声科质量控制指标的监测和评估，可以及时发现和纠正超声影像质量不合格的问题，提高超声诊断的准确性和可靠性，保障患者的健康和安全。

一、超声科质量控制指标的分类超声科质量控制指标可以分为以下几个方面：1. 影像质量指标：包括图象分辨率、噪声水平、灰度均匀性等。

图象分辨率是指超声图象中能够分辨出的最小空间距离，噪声水平是指超声图象中随机噪声的强度和分布情况，灰度均匀性是指超声图象中灰度值的均匀性和一致性。

2. 仪器性能指标：包括超声探头的频率响应、灵敏度、动态范围、深度探测等。

超声探头的频率响应是指超声波在探头中的频率范围，灵敏度是指超声系统对回波信号的灵敏程度，动态范围是指超声系统能够显示的最大和最小灰度值的比值，深度探测是指超声系统能够探测到的最大深度。

3. 操作规范指标：包括超声操作人员的培训和技能水平、超声设备的维护和保养等。

超声操作人员应具备良好的解剖学知识和超声技术知识，能够正确操作超声设备进行检查。

超声设备应按照规定的维护和保养要求进行定期检查和维护。

二、超声科质量控制指标的评价方法超声科质量控制指标的评价方法可以采用以下几种方式：1. 定量评价：通过测量和计算超声图象的各项指标数值，如图象分辨率、噪声水平、灰度均匀性等，来评价超声图象的质量。

可以使用专业的超声图象分析软件进行自动化计算和评价，也可以通过人工测量和计算来获得评价结果。

2. 定性评价：通过专家的经验和判断，对超声图象的质量进行主观评价。

可以根据超声图象的清晰度、对照度、细节显示等方面进行评价，给出优、良、中、差等评价结果。

3. 对照评价：将同一患者或者同一模型在不同超声设备上进行检查，比较不同设备的超声图象质量。

可以通过对照图象的清晰度、对照度、细节显示等方面进行评价，找出差异和问题所在。

三、超声科质量控制指标的监控方法超声科质量控制指标的监控方法可以采用以下几种方式：1. 定期检查：定期对超声设备进行检查和维护，包括超声探头的频率响应、灵敏度、动态范围等性能指标的测量和评估，以及超声图象的质量指标的检查和评估。

超声波UT 检测方案1..1 工作范围本方案适用于余热锅炉、汽机中低压管道项目的对接焊口、钢结构型材对接焊缝、板材及板材对接焊缝和钢锻件的超声波探伤检验。

1..2 材料准备1..2.1 仪器根据工程项目现场的具体情况，使用脉冲反射式超声波探伤仪。

1..2.2 仪器的技术要求仪器和探头的组合灵敏度、衰减器精度、水平线性和垂直线性等各种性能指标应符合 JB/T10061《A 型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》及 JB/T10062《超声波探伤用探头性能测试方法》的规定。

a.仪器和探头的组合灵敏度：在达到所检工件最大声程时，其灵敏度余量应≥10dB。

b. 衰减器精度：任意相邻 12 dB 误差在±1dB 以内，最大累计误差不超过 1dB 。

c. 水平线性：水平线性误差不大于 1%。

d. 垂直线性：在荧光屏满刻度的 80%范围内线性显示，垂直线性误差不大于 5%。

1..2.3 探头1）晶片有效面积除另由规定外一般不应超过 50mm2，且任意一长边不大于 25 mm 。

2）单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于 2 度，主声束垂直主方向不应有明显双峰。

3）直探头的远场分辨力应大于或等于 30 dB ，斜探头的远场分辨力应大于或等于 6dB4）仪器和探头的系统性能应按 ZBJ04001 和 JB/T10062 的规定进行测试（检验周期见表 2）。

5）探头和检验面应该紧密接触，必要时探头楔块应进行修磨使其与检验面吻合。

修磨后探头应该重新测定入射点和折射角。

表1 探头折射或 K 值选择1..2.4试块a. 试块应采用与被检工件相同或相近似声学性能的材料制成，直探头标准试块为CBI、CBII 试块；斜探头标准试块采用 CSK-IA、CSK-IIIA 试块。

b. 试块的制造要求应符合 ZBJ04001 和 JB/T10062 的规定进行测试。

c. 现场检测时，也可采用其它形式的等效试块。

.1..3检测准备1...3.1 检测表面1) 检测面的确定必须保证检查到工件被检部分的整个体积，即应检查到整条焊缝，检验区域的宽度为是焊缝本身再加上焊缝两侧各 10mm 区域(热影响区)。

说明书一种超声波传感器指标检测技术技术领域本发明涉及超声波传感器指标检测技术。

背景技术超声波传感器是一种压电陶瓷器件，它通过压电效应来实现机械能和电能的双向转换。

它的传播速度为344m/s(25度)工作频率一般在20kHz～200kHz,通过反射及多谱勒效应来确定障碍物的距离及相对速度。

探测距离一般在1米～2米.它广泛地应用在倒车声纳、防盗报警、流量计、停车计时、自动门等产品系统中。

超声波传感器系统的详细工作流程为：控制器通过驱动电路驱动超声波传感器（收发一体集成式）通过压电转换，发出一束短促的、固定频率的超声波信号，当这束超声波脉冲遇到障碍物时就会发生反射，接收传感器将会收到反射的机械回波，再通过压电转换，回波电信号经过放大、滤波、检波等处理后，控制器根据发射超声波与接收到反射回波之间的时间间隔，计算出传感器与障碍物之间的距离。

以下为它的一些主要参数：声压特性声压(SPL)是表示传感器发射音量大小的参数。

用下列公式表示：SPL=20logP/Pre(dB)“P”为有效声压，“Pre”为参考声压（2×10-4ubar），超声波传感器的发射声压一般为≧100dB.灵敏度灵敏度是表示传感器接收能力强弱的参数，用如下公式表示：20logE/P(dB)“E”为产生的电压值（VRMS），“P”为输入的声压（ubar）。

超声波传感器的灵敏度一般为-60dB~-85dB.探测包络传感器的可探测区域是不规则的，一般在正后方最强，距离越远衰减越快；在斜方向的反射较弱，总体可探测区域呈扇形分布。

常规超声波传感器的检测流程如下：1、设置一个屏蔽箱，在屏蔽箱内指定的最远探测距离位置(1.5m～2米m)放一个标准测试杆，一般为￠75mm的PVC管，将待调试的传感器模块放入测试架，接上示波器。

2.系统上电，调整传感器板的可调中周，使中周与传感器内部的等效电容产生特定频率的谐振并达到最佳点；再调试传感器板的回波灵敏度（一般通过可调电阻），通过示波器观察障碍物的回波宽度达到要求的值。

超声波无损检测标准
超声波无损检测是一种常见的无损检测方法，用于检测材料的内部缺陷和结构，并评估其完整性和性能。

超声波无损检测标准主要包括以下几个方面：
1. 超声波设备标准：包括超声波检测仪器的技术要求、性能指标、工作范围和使用方法等。

例如，设备必须符合安全要求，能够提供稳定的超声波信号，并具备合适的探头和耦合剂。

2. 检测方法标准：包括超声波检测的步骤、参数选择和评估方法等。

例如，检测人员需要根据具体情况选择合适的超声波探头和频率，并进行标定和校准。

3. 缺陷评估标准：根据不同材料和应用要求，制定相应的缺陷评估标准。

例如，对钢材进行超声波探伤时，可以参考美国标准协会（ASME）的相关标准，评估缺陷的类型、大小、位置
和对材料性能的影响等。

4. 检测人员培训标准：要求进行超声波无损检测的人员具备一定的专业知识和技能，可以根据不同级别和应用领域设定相应的培训标准。

例如，按照美国无损检测协会（ASNT）的要求，可以进行超声波检测人员的培训和认证。

综上所述，超声波无损检测标准包括设备标准、方法标准、缺陷评估标准和人员培训标准等方面，以保证超声波无损检测的准确性和可靠性。

超声检测探伤仪探头及系统性能18.1探伤仪采用A型脉冲反射式探伤仪，其工作频率范围为1MH Z～10MH Z。

仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。

探伤仪应具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档小于或等于2dB，其精度为任意相邻12dB误差在±ldB以内，最大累计误差不超过1dB。

水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。

其余指标应符合JB/T 10061的规定。

本条来源于JB4730标准，与原标准相比某些指标做了调整，即超声波工作频率范围由原来的1MH Z～5MH Z，修改为1MH Z～10MH Z，衰减器总调节量由原来的60dB，修改为80dB。

目前随着我国超声波检测设备技术水平的提高，数字化超声波检测设备不断成熟，以上技术指标现有设备完全能够满足。

为简化操作、提高工作效率，推荐采用数字式超声波检测设备。

其它指标符合JB/T 10061的规定。

18.2 探头18.2.1 探头应按ZBY344的规定作出标志。

因为探头上的标志是探头生产厂对探头主要性能的一种说明和保证，无损检测人员借助这些标志能够直观的了解探头的基本性能。

ZBY344对探头的标志用探头型号组成项目和排列来表示：基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征基本频率：用阿拉伯数字表示，单位为MHz。

晶片材料：用化学元素缩写符号表示，见表05。

表05 晶片材料代号压电材料代号锆钛酸铅陶瓷P钛酸钡陶瓷 B钛酸铅陶瓷T铌酸锂单晶L碘酸锂单晶I石英单晶Q其它压电材料N 晶片尺寸：用阿拉伯数字表示，单位为㎜。

其中圆晶片用直径表示；方晶片用长×宽表示；分割探头晶片用分割前的尺寸表示。

探头种类：用汉语拼音缩写字母表示，见表6。

直探头也可不标出。

表6 探头种类代号种类代号直探头Z 斜探头（用K值表示）K斜探头（用折射角表示）X分割探头FG水浸探头SJ表面波探头BM可变角探头KB 探头特征：斜探头在钢中可用折射角正切值（K值）表示。