JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1294—2011
超声探伤仪换能器校准规范
Calibration Specification
for Transducers of Ultrasonic Flaw Detector
2011-10-04实施
2011-07-04发布
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1294—2011
超声探伤仪换能器
校准规范 Calibration Specification for
JJF 1294—2011
Transducers of Ultrasonic Flaw Detector
本规范经国家质量监督检验检疫总局于2011年7月4日批准，并自
2011年10月4日起实施。
归口单位：全国声学计量技术委员会主要起草单位：吉林省计量科学研究院
汕头超声仪器研究所有限公司
参加起草单位：广州市计量检测技术研究院
本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释 JJF1294—2011
本规范主要起草人：
房法成（吉林省计量科学研究院）闫有余（吉林省计量科学研究院）王兴雄（汕头超声仪器研究所有限公司）
参加起草人：
韩晓飞（吉林省计量科学研究院）周长华（广州市计量检测技术研究院） JJF1294—2011
目 录
范围 2 引用文献 3 术语和计量单位 31 相对脉冲回波灵敏度. 32斜探头人射点，
1
(1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (6) (6) (6) (6) (6) (7) (9)
概述· 5 计量特性 5 1 脉冲宽度.. 52中心频率. 5 3 相对带宽 5 4 相对脉冲回波灵敏度 55 斜探头人射点 56 斜探头声束角度 6 校准条件 61 环境条件 62 标准器及主要配套设备
4
校准项目和校准方法· 7 1 校准项目…· 7 2 校准方法·. 8 校准结果表达 8 1 校准数据处理· 82 校准证书： 83校准结果的不确定度评定： 9复校时间间隔附录A推荐的校准证书内容附录B校准结果的不确定度评定实例
7 JJF1294—2011
超声探伤仪换能器校准规范
1范围
本规范规定了A型显示的超声探伤仪换能器（亦称为探头）的计量特性、校准条件和校准方法。
本规范适用于中心频率在05MHz～15MHz范围内的探头的校准，
2 引用文献
本规范引用了下列文献： JJF1001一1998通用计量术语及定义 JJF1034一2005声学计量名词术语及定义 JJF1059一1999测量不确定度评定与表示 GB31027—1993声学的量和单位 GB/T126041一2005无损检测术语超声检测 GB/T18694一2002超声检验探头及其声场的表征 EN126682：2001无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：探头
(Nondestructive testingCharacterization and verification of ultrasonic examination equipment—Part2:Probes)
使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3术语和计量单位
本规范采用GB31027一1993中规定的量和单位。本规范采用JJF1001一1998、
JJF1034—2005、GB/T126041—2005中界定的以下术语及定义。 31相对脉冲回波灵敏度relativepulseechosensitivity
来自指定反射体的放大前回波峰峰值电压与施加到探头上的峰峰值电压的比值。 注：脉冲发生器/接收器设为单发射/接收方式，相对脉冲回波灵敏度计算公式见式（1）
(1)
Srl =20lg(U./U.)
式中： Srel—相对脉冲回波灵敏度，dB; U。———来自指定反射体的放大前回波峰峰值电压，V； U一施加到探头上的峰峰值电压，V。
32斜探头人射点angleprobeindex
声束轴线通过探头底面的点。 注：该点通常用探头侧面的刻度读数表示。
4概述
超声探伤仪换能器是在超声频率范围内将电能转换成机械能和/或将机械能转换成
1 JJF1294—2011
电能的装置。其工作原理是超声换能器的压电晶片接收到一个激励电压，通过压电晶片的逆压电效应产生超声波在物体中传播，若物体内部存在不连续等变化则产生反射回波，通过压电晶片的压电效应接收到回波并转化为电信号。
超声探伤仪换能器一般可分为直探头和斜探头。直探头由压电晶片、吸收块、保护膜和壳体等组成。斜探头由压电晶片、吸收块、斜楔和壳体等组成。
5计量特性 51脉冲宽度
脉冲宽度的偏差一般不超过标称值的士10%。 52中心频率
中心频率相对标称中心频率的偏差一般不超过士10%。
53相对带宽
相对带宽相对标称值的偏差一般不超过士15%。
54相对脉冲回波灵敏度
相对脉冲回波灵敏度与标称值的偏差一般不超过土3dB 55斜探头人射点
斜探头人射点与标称值偏差一般不超过土1mm。 56斜探头声束角度
频率低于2MHz时，声束角度与标称值的偏差一般不超过士3°；频率不低于2MHz时，声束角度与标称值的偏差一般不超过士2°。 注：由于校准无需作出合格与否的判定，因此上述技术指标仅供参考。
6校准条件
61环境条件
环境温度：18℃～28℃；相对湿度：30%～90%。
62标准器及主要配套设备 621脉冲发生器/接收器
频率范围：05kHz~35MHz；上升时间：不大于10ns；脉冲幅值（空载）：负向脉冲不小于100V。
622数字存储示波器或频谱分析系统
频率范围：不小于DC～100MHz；采样率：不小于100MHz；幅值：幅值灵敏度小于每格5mV，测量误差不大于土5%。
623标准试块
纵波声速为（5920士50）m/s和横波声速为（3255士30）m/s的钢试块，包括斜
2 JJF1294—2011
探头接触面应平整光滑，在探头与试块之间涂覆适当耦合剂，并施加一定压力以保证探头与试块之间耦合良好，将探头置于半圆柱试块中心，转动和移动探头使来自试块柱面的一列多次回波幅度最大，在示波器上找到首次回波并放大，得到如图2所示的脉冲波形，读出脉冲幅度为最大峰峰值的10%处的脉冲波形宽度即为脉冲宽度
O1/
图2典型的脉冲波形示意图 h一峰峰值幅度；L一脉冲宽度
把柱面反射的最大首次回波放在闻门内：闻门最小应设置为脉冲宽度的两倍并对准
脉冲的最大值，用频谱分析或离散傅里叶变换测出频谱。测量出回波频谱下降6dB时的高低截止频率，根据式（2）及式（3）分别计算得出中心频率f。和相对带宽△frel。
f=fu+fi
(3)
2
Afm =f=f×100%
(4)
f.
式中： f。一中心频率，MHz; △frel相对带宽； fu，fi—一回波幅度下降6dB时的高、低截止频率，MHz。
用示波器测出施加到探头上电压的峰峰值U。和柱面反射的放大前回波电压的峰
峰值U。，则可依据式（1）计算出相对脉冲回波灵敏度Srel。 722斜探头人射点
将斜探头校准试块替换图1中的半圆柱试块，斜探头接触面应平整光滑，在斜探头与试块之间涂覆适当耦合剂，并施加一定压力以保证斜探头与试块之间耦合良好。把斜探头耦合到斜探头校准试块（如图3）的扇形中心位置上，转动和移动探头，使来自半径为100mm扇形圆柱面的回波最大，这时，对应斜探头校准试块扇形圆柱面中心刻度线的位置便是斜探头人射点。 4