摘要：超声探伤仪作为目前无损探伤中一种重要的检测设备，已普遍应用于各种工业行业的质量检测。文中着重介绍了超声波探伤仪的原理、检定项目以及这些检定参数对超声波探伤仪过程中的影响，通过理论和实际的工作经验进行分析，以求在今后的探伤过程中尽可能考虑到这些参数的影响，保证检测结果的准确性。
关键词：超声探伤仪；计量参数；检测结果；准确性；控制；
由于超声波检测具有检测速度快、检测精度高、重量轻、体积小等特点，使得其在金属结构检测中有不可替代的优势，然而，超声波探伤设备的主要计量参数对检测结果的影响很大。本文从实际工作入手，做一些探讨。
1.超声波探伤原理
声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式，而机械振动是物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动。这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。当声波振动频率大于20000Hz以上时，则被称为超声波。超声和可闻声本质上是一致的，都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波的频率高、波长短，在一定距离内沿直线传播，且具有良好的束射性和方向性。
运用超声波检测方法来检测的仪器称为超声波探伤仪，原理是：利用声波在介质中的传播特性，接收换能器（探头）将接收到的折射波或反射波转换成电信号，同时在仪器的显示屏上，将放大后的信号显示出来。声波在介质中的传播是沿直线传播的，当声波传播过程中，遇到介质中的不连续处时，便有反射和折射的现象发生，而此时，接收换能器检测到不连续处的回波（缺陷波），便在仪器显示器上将回波信号显示出来。
超声波探伤仪能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷的检测、定位和评估。广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构等行业。
2.超声探伤仪的计量参数
超声探伤仪属于精密电子仪器，该仪器的使用，常常在野外、高空或潮湿、粉尘多、震动大的恶劣环境中，一些元器件的性能可能随环境发生变化，从而使仪器的技术参数发生变化，造成仪器检测误差增大，或工作不正常。因此需要进行周期检定，以避免检测不准确。
超声探伤仪的主要计量参数有：水平线性误差、垂直线性误差、动态范围等。
3.各探伤对检测结果的影响
3.1水平线性误差
仪器水平线性是指仪器示波屏上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度，或者说是示波屏上多次底波等距离的程度，它表示超声波探伤仪对距离不同的反射体所产生的一系列回波（通常是一组多次的底面回波）的显示距离和反射体距离之间按比例方式显示的能力。水平线性的好坏常以时基线刻度测定的实际值偏差大小即水平线性误差来表示。按JB/T10061—1999《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》的规定，水平线性误差不大于2%。
从水平线性的定义不难理解，仪器水平线性的好坏直接影响测距精度，进而影响缺陷的准确定位。
3.2垂直线性误差
仪器的垂直线性表示超声波探伤仪的接收信号与示波屏所显示的反射波幅度之间按比例方式显示的能力，指仪器示波屏上的波高与探头接收的信号之间成正比的程度。探伤仪设备的放大器和示波管的性能影响垂直线性。垂直线性的优劣常以垂直线性误差来表示，JB/T 10061—1999《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》中规定仪器垂直线性误差应不大于8%。
探头接收到的缺陷大小的信号通过示波屏上的波高反应出来，因而不难理解，缺陷的垂直线性的好坏直接影响缺陷的大小，即缺陷定量的精准度。
3.3动态范围
动态范围是指是在增益不变时，超声波探伤仪示波屏上能分辨的最大反射面积与最小反射面积的波高之比，通常以分贝（dB）表示。按JB/T 10061—1999的规定，仪器的动态范围应不小于26dB。
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4.检测影响的控制办法
4.1日常工作的控制
定期与不定期地对超声波人员使用的仪器进行检查。检查超声波探伤人员是否按相关标准规定执行，如SY/T4109-2013《石油天然气钢质管道无损检测》就有明确规定，仪器在开始使用时必须对水平线性和垂直线性指标进行测定。同时，在使用过程中每个工作日均应对探头等参数进行测定，在连续工作4h以上时，应对仪器和探头进行复核。
4.2计量证书的确认
仪器设备的计量（即计量检定或计量校准）完成后，测量设备应进行计量确认。计量确认的方法是用计量（检定／校准）证书给出的该测量设备“计量特性”结果与测量过程中对测量设备的计量要求相比较，我们通常把这个工作称为“计量验证”，确认测量设备的计量特性是否满足测量过程的要求。
而是实际工作当中，不少检测人员认为只要有了计量证书就表明该仪器满足要求，便可以用于检测，导致拿到证书看也不看直接放入档案盒存档，而未把证书提出的修正值传递到相关部门。对提供检定证书的，证书中给出了是否合格的结论，如果该测量仪器过去能满足使用要求，当该次检定结果继续合格时，可以确认该测量仪器持续满足预期使用要求。而当提供校准证书时则不同，校准证书中一般只给计量参数的数据，而未提供是否合格的结论，如果对校准结果不进行确认，就有可能将不满足使用要求的测量仪器用于检测，所以，哪怕计量校准报告显示不合格的，只要满足了检测过程的要求，仍可签发计量确认“合格”标识，而计量校准报告就算出示合格的，但不满足检测过程的要求，仍签发计量确认“不合格”的标识，或签发计量确认“禁用”标识。这是确保“测量检测结果”溯源性最基本的要求。“只有测量检测设备已被证实适合于预期使用要求并形成文件，计量确认才算完成”，没进行计量验证，哪怕检定／校准工作做得非常完美，无可挑剔，也不能把这类仪器设备投入到测量检测过程中去。不难理解，计量确认活动是在原有的计量检定管理基础上，无论管理范围还是管理深度都做了很大扩展的现代计量管理活动之一。建议企业制定一个关于测量设备计量确认实施细则的文件，文件发至相应测量检测设备的使用者，使用者根据自己拟检测的被测参数计量要求，按此文件正确选择有效合格标识的测量检测设备。
对于超声波探伤仪计量参数的确认，负责实施确认的人员应该清楚地掌握和应用这些参数满足探伤要求的底限，通过对比校准证书上的参数值，对超声波探伤仪是否满足预期使用要求和应用要求作出相应的判断。
对超声波探伤仪器计量主要参数的确认，具体要求有：
（1）实验室应先明确计量确认责任人，一般由技术负责人或具有检测资格的人员或使用人员进行。同时，确认提供证书的外部检定/校准机构的资格，查阅是否有效授权证明。
（2）确认计量证书的计量参数是否在其授权范围内。
（3）确认仪器设备的基本信息与证书报告是否一致。
（4）确认证书提供的基本信息和技术信息是否充分、有效，是否满足规范规程要求。如前所述，按JB/T 10061—1999《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》中的规定仪器垂直线性误差应不大于8%，水平线性误差不大于2%，而实际检测通常用的标准GB/T 11345-2013《焊缝无损检测、超声检测技术、检测等级和评定》中却明确规定，超声探伤仪的垂直线性要求不应大于等于3%，水平线性要求不应大于等于2%，因此，计量证书按实际检测要求进行确认非常重要。
（5）如果检定不合格，应确认检定不合格的测量仪器设备的状态，必要时，对已出具的检测结果进行追溯，并提出对该测量仪器设备的处置要求。
（6）确认结果应予记录，并做好相应确认标识。
5.结束语
超声波探伤检测技术在工业质量检测中占有重要地位，利用超声波检测技术可确保其检测质量，及时发现问题，减少质量不过关的情况，本文通过分析超声波探伤仪的主要计量参数对检测准确性的影响，并提出相应的控制策略，望为后期的探伤检测工作提供参考依据。
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[3]谢传进，叶天赠.超声波探伤的影响因素分析及其控制[J]机电信息.2014，第21期：85-87
论文作者:袁媛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/13
标签：超声波论文; 线性论文; 探伤仪论文; 仪器论文; 误差论文; 测量论文; 证书论文; 《基层建设》2017年第8期论文;