超声波检测设备性能测试

开关设备超声波测试标准:●-6 ~ 0 dBuV，无放电声，开关设备无局部放电。

●0 ~ 6 dBuV，有短放电声，开关设备有轻微放电，以后应注意。

●大于6 dBuV，出现放电噪声，开关设备明显放电，应结合TEV 测试确定。

注：分界点（6dBuV）在不同地区略有不同，有些地区（如国外、南网）以6dBuV 为分界点，多判断为6dBuV 或明显放电现象，而国家电网用户，一般以8dBuV 为分界点、无论是6dBuV 还是8dBuV，最终目的都是为了预测开关柜的绝缘性能，因此建议分界点为6dBuV，这样可以更提前地进行TEV 测试，并应引起重视。

因此建议将6dBuV 作为分界点，以便提前对开关设备的运行状态发出警告。

开关柜局部放电检测有两种原理：超声波原理和瞬态地电压（TEV）原理，局部放电检测仪中的超声波和TEV 传感器用于精确测量高压开关柜的局部放电，超声波传感器位于主机前端位置超声波传感器位于主机位置的前端，测试时必须靠近元件（超声波测量）或（TEV 测量）。

请注意，对于高压开关设备而言，接近和近接是不一样的，这取决于使用哪种原理进行测试。

如果选择集成超声波传感器来测量开关柜的局部放电，便携式局部放电检测仪在开机后将默认选择集成超声波传感器，屏幕左上角将显示当前连接的传感器类型，如下图所示，该状态即为超声波测量模式。

这种状态就是超声波测量模式，因此在接通电源后几乎不需要执行任何其他操作或设置。

超声波测量模式下，所测得的数据单位为dBuV，dBuV 是相对于1uV 的对数函数值，因此超声波模式下测得的数据可以是正值或负值，这取决于产品超声波放大器的处理能力，测试范围为-6 dBuV 至68 dBuV，负值表示超声波信号较小。

值表示超声波信号较小，接近0uV，但不是负数！在正常无干扰环境下测量的数据介于-6 dBuV 和0 dBuV 之间。

超声波信号以空气为传播介质，是从柜体间隙中传播出来的，工程师提醒您，使用超声波测量高压开关柜的柜值需要靠近柜体传感器的间隙位置,是同时可以通过监听耳机听到柜内放电声音（超声波信号通过数字滤波实现可听声音）。

超声波检测实验一、实验目标1）了解超声波探伤仪的原理并学会使用CTS-22型超声波探伤仪2）掌握现场测试超声仪器性能的基本方法，包括：垂直线性、水平线性、探伤仪与仪器的组合性能。

3）初步学会超声波探伤二、实验仪器设备CTS-22型超声波探伤仪1台2.5MHZ直探头1只平面锻件（工件）1块ⅡW试块(荷兰试块) 1块平底孔试块（CS-1试块）1块三、实验原理1. 超声传感器结构及原理超声波传感器又称超声波探头或超声波换能器，是利用压电效应将电能转换为超声振动能，或将超声振动能转为电能的实验装置。

在实际应用中，我们利用压电效应的可逆性，也可将换能器作为“发射”或“接收”兼用。

亦即将交流电压加在压电元件上，使其向介质发射超声波，同时又利于它接收从介质反射回来的超声波，并将反射转换成电信号。

图4-1是超声波纵波换能器的结构图，压电晶片是换能器的主要元件。

压电晶体的厚度与超声波的频率成反比，如铁钛酸铅的频率厚度常数为1890KHz/mm，压电片的厚度为1mm时，固有频率为1.89MHz。

压电片的两面敷有银层，作为导电的极板，压电片的地面接地线，上面接导线引致电路中。

2. 超声检测的基本原理超声检测是一种利用超声波在介质中传播的性质来判断工件和材料是否异常的检验和测量方法。

在超声检测中，所使用的电声、声电换能器，主要是利用压电效应制作的，直探头可发射和接受纵波，主要由压电晶片和保护膜组成。

超声波是由发射电路即高频脉冲电路产生的高频电压，加在发射探头上。

发射探头将电波变成超声波，传入工件中。

超声在缺陷或介面上反射后回到接收探头，转变为电波后输入给接收电路进行放大、检波，最后加到示波管上显示出来。

通过缺陷在荧光屏上横坐标的位置，可以对缺陷定位；根据缺陷波的高度可确定缺陷的大小。

四、实验数据整理与分析1. 测试超声波探伤仪的垂直线性误差衰减dB值理论波高值(%）实测波高值（%）偏差（%）0 100 100 02 79.4 83 -3.64 63.1 68 -4.96 50.1 57 -6.98 39.8 46 -6.210 31.6 38 -6.412 25.1 30 -4.914 20 24 -416 15.8 20 -4.218 12.5 17 -4.520 10 12 -222 7.9 10 -2.1绘制衰减测量曲线：垂直线性误差：∆=++-=≤d d d[()()] 6.9%8%满足ZBY-84 标准规定2.测定水平线性底波次数B1 B2 B3 B4 B5水平刻度20 40 60 80 100max100% 1.25%2%0.8L∆∆=⨯=≤ 符合规定的水平误差范围。

1. 简介本文档旨在介绍DUS（Device Ultra Sound）测试方案，包括测试目的、测试环境、测试步骤和测试结果分析等内容。

DUS是一种通过超声波来采集设备结构和性能信息的技术，常用于检测设备的内部结构和故障。

2. 测试目的本次测试旨在验证设备的超声波检测功能是否正常，并评估其性能和准确性。

具体测试目的包括：•验证设备是否能够正常发射和接收超声波信号；•检测设备结构是否存在异常或损坏；•分析超声波图像，评估设备性能，并与预期结果进行比较。

3. 测试环境本次测试需要以下环境和设备：•DUS测试设备：一台支持超声波检测的设备；•待测试设备：需要测试的设备或样品；•计算机：用于分析和处理超声波图像的计算设备；•超声波探头：用于发射和接收超声波信号的探头；•超声波耦合剂：用于提高超声波信号的传导效果。

4. 测试步骤4.1 准备阶段1.确保DUS测试设备和计算机正常工作，并连接好超声波探头；2.准备待测试设备，并保证其处于合适的测试状态；3.使用超声波耦合剂将超声波探头贴附在待测试设备的表面。

4.2 发射超声波信号1.打开DUS测试设备上的超声波发射功能；2.调整发射参数，如发射频率、脉冲宽度等；3.将超声波探头慢慢贴附在待测试设备上，并保持一定的压力和角度；4.观察DUS测试设备上的显示屏或计算机上的软件界面，确认发射信号是否正常。

4.3 接收超声波信号1.打开DUS测试设备上的超声波接收功能；2.调整接收参数，如接收灵敏度、增益等；3.继续保持超声波探头对待测试设备的贴附；4.观察DUS测试设备上的显示屏或计算机上的软件界面，确认接收信号是否正常。

4.4 分析超声波图像1.使用计算机上的软件，将接收到的超声波信号转换为图像；2.分析图像，查找设备内部结构，检测是否存在异常或损坏；3.根据设备的预期结构和性能，评估超声波图像的准确性和可靠性；4.记录测试结果，包括图像、结论和建议。

5. 测试结果分析根据分析超声波图像得到的结果，可以对设备的结构和性能进行评估。

数字式超声探伤仪校准规程1.范围本操作规程适用于A型脉冲反射式手动超声探伤仪的校准和检定；以此来确定超声波设备的有效性，2.检定周期与内容2.1每三个月对仪器的盲区（仅限直探头）、灵敏度余量和分辨力进行一次核查并记录。

2.2每六个月对仪器和探头组合性能中的水平线性和垂直线性进行一次运行核查并记录。

2.3每年至少对超声仪器和探头组合性能中的水平线性、垂直线性、组合频率、盲区（仅限直探头）、灵敏度余量、分辨力以及仪器的衰减器精度，进行一次校准并记录。

3.参考标准3.1JB/T10062-1999《超声检测用探头性能测试方法》3.2JB/T9214-2010A型脉冲反射式超声波系统工作性能测试方法3.3NB/T47013.3-2015承压设备无损检测4.人员职责4.1仪器检定应由超声Ⅱ级及以上人员负责组织实施。

4.2应由至少为超声Ⅱ级人员负责实施自检并出具自检报告，由超声III级负责自检报告的审核。

4.3校准与核查人员应熟悉A型脉冲反射式超声探伤仪的结构、工作原理和使用方法，熟悉本规程引用的相关标准，能正确按本规程方法进行检定工作并填写检定记录。

5.设备与器材超声波探伤仪，2.5PΦ1400纵波直探探头（日常使用纵波直探头），2.5P13×13K2横波斜探头，DB-P型试块，CSK-ⅠA型标准试块，耦合剂。

6.测试内容垂直线性，水平线性，动态范围，灵敏度余量，仪器噪声电平，分辨力，组合频率，盲区。

7.测试方法7.1垂直线性误差测试7.1.1JB/T9214-2010《A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法》规定垂直线性误差≤5%。

7.1.2垂直线性定义：仪器垂直线性是示波屏上波高与探头接收的信号幅值之间成正比的程度，它取决于仪器放大器的性能。

垂直线性用垂直线性误差表示。

垂直线性影响缺陷的检出和定量。

7.1.3测试设备与器材(1)2.5PΦ1400纵波直探探头（日常使用纵波直探头）(2)耦合剂(3)超声波探伤仪(4)DB-P型试块7.1.4测试步骤(1)将仪器与探头连接，将探头用恒定压力压在试块上，参见图1,中间加适当的耦合剂，以保持稳定的声耦合，并将平底孔的回波调至屏幕上时基线的适当位置，使用衰减器使孔的回波高度恰为100%满刻度，此时衰减作为“0”Db,且衰减器至少还应有30dB的衰减余量。

无损检测方法及设备性能检验流程与标准无损检测是一种非破坏性检测技术，用于检测材料和结构的缺陷或性能问题，例如裂纹、孔洞、碰撞损伤等。

这种检测方法可以避免对被测物体造成破坏，同时可以提供准确的测试结果，被广泛应用于航空航天、核能、石化、电力等行业。

无损检测方法包括超声波检测、磁粉检测、渗透检测、射线检测等。

其中，超声波检测是最常用的一种方法，它利用高频声波在材料中传播的原理，通过接收到的回波信号来判断材料的内部缺陷。

磁粉检测则是利用磁粉液在磁场中的行为，来检测材料表面或局部的缺陷。

渗透检测是将渗透剂涂在材料表面，然后用显色剂显现出裂纹等缺陷。

射线检测则通过利用射线的穿透性来检测材料内部的缺陷。

无损检测设备的性能检验流程包括以下几个步骤：第一步是设备检查。

要确保检测设备的各个部件正常工作，没有损坏或故障。

检查设备的电源、传感器、显示屏等部件，确保它们的功能正常。

第二步是设备校准。

要对设备进行校准，以确保它的测试结果准确可靠。

校准的方法可以根据具体设备的要求进行，通常涉及到调整设备的灵敏度、校准标准样品等。

第三步是测试准备。

在进行无损检测之前，需要对要测试的材料进行准备工作。

这包括清洁材料表面、涂覆液体或涂料等，以便更好地检测缺陷。

第四步是测试操作。

根据不同的无损检测方法，进行相应的测试操作。

例如，对于超声波检测，需要设置传感器的位置和方向，并对回波信号进行分析解读。

第五步是测试评估。

根据测试结果，对材料进行评估，判断是否存在缺陷或性能问题。

评估的标准可以根据行业标准或相关规范来确定。

无损检测的相关标准是确保无损检测结果可靠的重要依据。

例如，超声波检测的标准是GB/T 11144-2008《金属材料超声波检测技术通则》、磁粉检测的标准是GB/T 9445-2017《用磁粉检测钢铁零件缺陷的一般规定》等。

这些标准规定了测试方法、设备性能要求、测试结果的评估等内容，确保了无损检测的准确性和可靠性。

总之，无损检测是一种非破坏性的检测方法，可以用于检测材料和结构的缺陷或性能问题。

超声波仪器组合性能测试
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。