JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1337-—2012
声发射传感器校准规范（比较法）
Calibration Specification for Acoustic Emission Sensors
(ComparativeMethod)
2012-03-20发布
2012-06-20实施
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1337—2012
声发射传感器校准规范
（比较法）
JJF 1337—2012
Calibration Specification for Acoustic Emission
Sensors (Comparative Method)
归口单位：全国声学计量技术委员会起草单位：中国计量科学研究院
中国特种设备检测研究院福建省计量科学研究院
本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释 JJF13372012
本规范起草人：
何龙标（中国计量科学研究院）李光海（中国特种设备检测研究院）杨 平（中国计量科学研究院）牛 锋（中国计量科学研究院）李群 （福建省计量科学研究院） JJF13372012
目
录
引言 1 范围· 2 引用文件 3术语和计量单位 3. 1 声发射 3.2试块 4 概述· 5 计量特性 5.1 频率响应· 5.2灵敏度级最大值 6校准条件 6.1环境条件， 6.2测量标准及其他设备 7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· 8.1 校准记录· 8.2 校准数据处理· 8.3校准证书 8.4 校准结果的不确定度评定 9复校时间间隔附录A校准证书的内容附录B 校准结果的不确定度评定示例
() (1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (5) (5) (5) (5) (5) (6) (7) (9)
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* +
I JJF1337—2012
引言
本规范依据JF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》进行编制。 JF1337一2012《声发射传感器校准规范（比较法）》参考了等同采用ISO12714：
1999的国家标准GB/T19801一2005《无损检测声发射检测声发射传感器的二级校准》中规定的接收固体介质表面波的声发射传感器的二级校准方法
Ⅱ JJF1337—2012
声发射传感器校准规范（比较法）
1范围
本规范规定了接收固体介质表面波和纵波的声发射传感器的计量特性、校准条件和校准方法。
本规范适用于声发射传感器的二级校准。
2引用文件
本规范引用下列文件： JJF1001一2011通用计量术语及定义 JJF1034—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 GB3102.7—1993声学的量和单位 GB/T3947--1996声学名词术语 GB/T12604.4-一2005无损检测术语声发射检测 GB/T19801一2005无损检测声发射检测声发射传感器的二级校准凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文
件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3术语和计量单位
JJF1001—2011、JJF1034—2005、GB/T3947—1996和GB/T12604.4—2005界定的及以下术语和定义适用于本规范。
本规范采用GB/T3102.7-1993规定的量和单位。 3.1声发射acousticemission
材料内部迅速释放能量所产生的瞬态弹性波的现象。
3.2试块testblock
具有各向同性和均质的弹性材料块。 注：用于放置激励源、参考传感器和待测传感器。
4概述
声发射传感器用于接收材料或结构内部的声发射信号，压力容器、管道、核电设备等诸多类型的结构都可以用声发射技术进行监测。通常使用的是基于压电效应的声发射传感器，其灵敏度定义为每单位机械输人（位移、速度、加速度）的输出电压，当机械输人为速度时，用公式（1）表示。
(1 ) 1
SnG
U JJF1337—2012
式中： S-一传感器的速度灵敏度，V/（m·s-1）； U一传感器的输出电压，V；传感器耦合位置处垂直于试块表面的振动速度，m/s。 声发射传感器的灵敏度也可表达为声压灵敏度，见式（2）。
S-U
(2)
力
式中： S，—传感器的声压灵敏度，V/Pa; p作用在传感器上的声压，Pa。 速度灵敏度和声压灵敏度在特定条件下可以通过质点的法向振动速度与声压的关系
进行换算。
声发射传感器通常采用灵敏度级，速度灵敏度级的参考值为1V/（m·s-1），声压灵敏度级的参考值为1V/Pa。
5计量特性
5.1频率响应
传感器的频率响应一般在100kHz～1MHz范围内测定，也可在其中某段频率范围内测定。 5.2灵敏度级最大值
在所测频率范围内，声发射传感器灵敏度级的最大值，通常也给出其对应的频
率点。
声发射传感器灵敏度级最大值一般在20dB～120dB（参考值1V/（m·s-1））或 -100dB～20dB（参考值1V/Pa）之间。
注：本规范计量特性中提出的技术指标不作为合格性判定，仅提供参考。
6校准条件 6.1环境条件
温度：（23士5）℃；相对湿度：（60士30)%。
6.2测量标准及其他设备 6.2.1试块
采用钢质试块，用2.25MHz的纵波进行检测，试块缺陷产生的回波不大于第一次底面波的10%。
对于声发射传感器的表面波灵敏度的校准，钢质试块应至少包括直径为400mm、 高度为180mm的圆柱体，试块的两个端面应平整且平行度不应超过0.12mm。钢质试块的上表面（工作面）的粗糙度不应超过1um，试块底面的粗糙度不应大于4μm。 其他材料的试块，其最小规格、尺寸准确度、粗糙度的要求应根据所用材料的纵波波速 2 JJF1337—2012
与钢中纵波波速的比值进行调整。
对于声发射传感器的纵波灵敏度校准，建议选择厚度不小于250mm的钢制试块。 6.2.2脉冲信号源/函数信号发生器
脉冲信号源或函数信号发生器能发出脉冲宽度小于1S、幅值不小于5V的脉冲信号。 6.2.3发射换能器
发射换能器应为宽频带发射换能器或谐振频率高于1MHz的超声换能器。 6.2.4参考传感器
参考传感器应为通过一级校准的声发射传感器，优先选择100kHz至1MHz频率范围内频率响应平坦的传感器，频率响应起伏通常不超过20dB。 6.2.5前置放大器
在100kHz～1MHz内的频率响应一般不超过士0.1dB，前置放大器的增益偏差不超过士0.3dB，输人阻抗不低于50Mα。 6.2.6信号采集装置
信号采集装置通常由双通道数据采集器和数据处理器组成。数据采集器的模数转换器应至少为8位，采样频率不低于20MHz，采样长度不小于55us，数据处理器应具备FFT处理功能。
7校准项目和校准方法 7.1校准项目
声发射传感器的校准项目见表1。
表1声发射传感器校准项目
序号
项目名称频率响应灵敏度级最大值
1 2
7.2校准方法 7.2.1校准前检查
目视检查声发射传感器的外观，应符合以下要求： 1）声发射传感器的字符、标志应清晰可辨。 2）声发射传感器的匹配层应无明显损伤。
7.2.2频率响应 7.2.2.1表面波灵敏度和频率响应的比较法校准装置框图如图1所示，作为声源的发射换能器置于中间，参考传感器与待测传感器分置两侧，声源到参考传感器的距离和声源到待测传感器的距离应为100mm土2mm。脉冲信号源发射一个窄脉冲至发射换能器，由于电声效应，在发射换能器的耦合处产生振动波，在试块表面主要是瑞利波，瑞利波从中心至四周扩散，由于待测传感器和发射换能器的距离与参考传感器和发射换能器的距离相等，可认为两者接收到的振动能量相等，并且引起的表面振动位移相同。通
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