超声波检测设备性能测试
试谈超声诊断仪的主要性能参数
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(四)侧向分辨力（横向分辨力）
指在超声束扫查平面内，垂直于 声束轴线方向上能够区分两上回 波目标最小距离。该值越小，声 像图横向界面层理越清楚。．声束宽度
声束越窄，侧向分辨力越好。而声 束宽度与晶片直径和工作频率相关 。不过换能器尺寸不可能做得很大 ，频率不能无限高。所以设计者采 取了透镜、可变孔径技术，在设计 中应用了分段动态聚焦和连续动态 聚焦，从而提升了侧向分辨力。
疗仪实际脉冲（工作）频率是 大于１.MHz，则连续时间是小 于1µs(微秒)
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３．重复频率
超声诊疗仪发射超声波是脉冲信号； 按一定时间间隔重复地发射一样脉冲 信号，此时间间隔称为重复周期Ｔ， 脉冲每秒钟出现次数称为重复频率Ｆ ，脉冲连续时间称为脉冲宽度Ｗ． 重复频率越小，超声探测深度越深． 超声发射脉冲带宽（频带）越宽，其 纵向分辨力越高
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为了提升整机工作性能，普通 采取动态频率扫描和动态跟踪 滤波技术，使高分辨力和探测 深度得以兼顾应用。尽管如此 ，为了满足临床需要，仍需要 设计不一样频率换能器来诊疗 生物体不一样部位。
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(三)轴向分辨力（纵向分辨力）
指沿声束轴线方向，在B超图像显示中能够 分辨两个回波目标最小距离。该值越小，声 像图上纵向界面层理越清楚。对于连续超声 波，可到达理论分辨力等于半个波长。所以 ，频率越高，分辨力越好。因为生物组织界 面并不是完全相同靶点，所以实际中不可能 到达理论分辨力数值，而是相当于2～3个波 长数值。
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(九)发射功率
提升换能器辐射声功率可提升探测深度。不 过提升声功率要增大电路发射电压。这不但 给整机设计带来困难，而且必须要限制声功 率在安全剂量阈值内设计和使用，尤其对胎 儿和儿童要降低和避兔使用超声作检验，必 要使用时必须使用低功率超声诊疗仪；超声 发射功率技术指标用声强来表示，超声诊疗 仪声强不得大于10mW/cm2。
CBT3559-2019CCS无损检测超声波标准
13 时基线调节
13.1 用标准试块上圆弧面的反射波和其他等效试块的反射波进行时基线调节 13.2 最大检测声程处回波至少调节到示波屏满刻度的3/4以上 13.3 当检测面曲率半径不大于W²/4时，探头楔块应磨成与工件面相吻合，在 6.6规定 的对比试块上作时基线调整
PS：时基线：A 型显示荧光屏中表示时间或距离的水平扫描线。
图1
图2
10 探头频率与斜探头折射角的选择
10.1 探测频率按下表进行选择
10.2 探头折射角的选择应能使主声束覆盖整个焊缝检测区，具体要求如下： a）平板对接焊缝探伤折射角的选择
10 探头频率与斜探头折射角的选择
b）条件允许时，T型接头焊缝检测应分别使用直探头和斜探头扫查，斜探头按下表选 择
10 探头频率与斜探头折射角的选择
14.7 检测横向缺陷时，应将各线灵敏度分别提高6dB 14.8 T型接头焊缝直探头检测按附录D的规定
15 补偿
15.1 补偿包括耦合补偿和衰减补偿等 15.2 耦合补偿和衰减补偿统称为传输补偿，传输补偿的测定和修正要求按附 录E的方法进行 15.3 当检测面曲率半径不大于W²/4时，曲面补偿应采用曲率半径与工件相同 的试块，通过对比试验进行实际测量 15.4 工件与试块表面有差异时，应进行补偿，补偿值计入DAC曲线。
14 距离-波幅曲线
14.1 DAC曲线应以实际检测用的仪器和探头，根据在对比试块上实际的数据绘制而 成。（绘制方法略） 14.2 绘制DAC曲线是应不少于3点，且最大深度应满足检测要求 14.3 在检测范围内的DAC曲线不应低于示波屏刻度的20% 14.4和14.5 见下图
14 距离-波幅曲线
10.3 选择检测面和探头时应考虑到焊缝中产生各类缺陷的可能性， 并尽可能是主声束垂直于焊缝中的危害性缺陷。
开关设备超声波测试标准
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
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。
dus测试方案
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。
超声波探伤仪校准规程
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。
超声波检测标准、试块与灵敏度设定
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中厚板探伤可以使用RB试块
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NB/T47013.3- 钢板
t≤20mm用阶梯平底试块或板材无缺陷处（双晶探头），
用阶梯试块或板材无缺陷处一次波50%＋10dB
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2015
t＞20mm板材超声检测用对比试块（1-6＃）（单晶探头）
Φ5平底孔试块DAC曲线
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CSK-1A用于系统性能的测定
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锻件
t≤45mm（双晶直探头）用CS-2调基准灵敏度
件）
工件检测面曲率半径≤250mm时应采用曲面对比试块（试块曲率半径 /
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在工件曲率半径的0.7倍~1.1倍范围内）调节基准灵敏度，或采用CS-
4对比试块来测定由于曲率不同而引起的声能损失。
焊接
Ⅰ型焊接接头
用所选试块制作距离波幅曲线，该曲线由评定线、定量线和判废线组成。
CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅣA适用于工件壁厚范围为6mm~500mm的焊接 接头超声检测，其中CSK-ⅡA适用于工件壁厚范围为6mm~200mm的焊接 接头，CSK-ⅣA适用于工件壁厚范围为200mm~500mm的焊接接头.对于 工件壁厚范围为8mm~120mm的焊接接头超声检测，也可采用
用CS-3试块制作Φ2平底孔DAC曲线作为基准灵敏度
扫查灵敏度一般比基准灵敏度高6dB
（ 碳 钢 和 低 t＞45mm（单晶直探头）用CS-3对比试块
用CS-2或CS-4试块用一组Φ2平底孔制作DAC曲线作为基准灵敏度，当t≥探头的
合金钢锻
3倍近场长度且被检面与地面平行时也可用底波计算法确定灵敏度。
超声
标准 标准试样
灵敏度设定
备注
GB/T113452013
无损检测方法及设备性能检验流程与标准
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。
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波形水平像素
波形垂直像素
响应时间
名称 频率响应 相对灵敏度 脉冲响应 电阻抗 距离波幅特性 声束扩散特性 入射点 折射角 声轴偏斜角 零点延时 双峰
内容
名称 灵敏度余量 水平分辨力 信噪比 回波频率
内容
抑制为零，至少保留30dB衰减余量。
在试块上找到一个波幅刚到80%的稳定回波，位 于中间水平位置，以此时的衰减器或增益为0dB。
上升时间
反冲幅度
脉冲宽度
信号接收 频率响应
等效输入噪声
标定衰减器精度
垂直线性
水平线性
数字仪器 数字仪器水平线性
内容
名称
内容
串扰衰减
脉冲波形（时间&频率）
中心频率，带宽
脉冲回波灵敏度
距离幅度曲线
阻抗静电容
探头入射点
声束角
扩散角
声束轴线偏移
偏向角
焦距，近场
焦点宽度
焦点长度
名称
内容
时基线性（水平线性） 仪器
频率响应 距离波幅曲线 斜探头入射点和前沿长度 折射角和K值 声轴的偏移和声束宽度 双峰现象的检查
直探头灵敏度余量测试
记录10%噪声时的增益或衰减器读数。 记录200mm深平底孔回波50%时的增益或衰减器读数。 相减得灵敏度余量。
斜探头灵敏度余量测试
记录10%噪声时的增益或衰减器读数。 记录R100mm弧面回波50%时的增益或衰减器读数。 相减得灵敏度余量。
调衰减器或增益，-2dB到24dB（衰减）或2dB到 -24dB（增益），每2dB记录波高比满屏高的百 分数。
比较理论波高计算偏差，求出最大正偏差和最大 负偏差的和。
探头稳定对准25mm大平面。 微调扫描范围和延时，使第一次回波B1和第六
次回波B6的前沿分别对准水平零刻度和满刻度。 读出并记录B2，B3，B4，B5前沿的水平位置。 计算偏差和最大相对误差。
始脉冲宽度测试
设定灵敏度和扫描延时、扫描范围。 读出始脉冲宽度
盲区测试
盲区试块 IIW或CSKIA试块
直探头远场分辨力 斜探头远场分辨力
信噪比 回波频率
项目
名称
整机性能 物理状态与外观条件 稳定性 长时间工作稳定性
显示抖动
电压变化稳定性
脉冲发射 发射电压
仪器性能 探头性能 组合性能
项目
名称
内容
脉冲发射 重复频率
脉冲频谱
发射电压
上升时间
下降时间
持续时间
项目 接收及显示
名称
内容
垂直线性
频率响应
噪声电平
最大使用灵敏度
衰减器准确度
垂直偏转极限
垂直线性范围
动态范围
水平线性
水平偏转极限
水平偏转范围
项目 数字仪器特性
名称
内容
采样频率
采样精度
采样误差
仪器增益线性（垂直线性） 仪器
探头入射点
探头
声束折射角
探头
灵敏度和信噪比
组合
脉冲宽度
组合