ICS 19.100 N 77
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T39849—2021
无损检测仪器 超声衍射声时检测仪
性能测试方法
Non-destructive testing instruments-Ultrasonic time-of-flight diffraction
instrumentMethodsofperformancetests
2021-03-09发布
2022-04-01实施
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发布 GB/T39849—2021
前育
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起章。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国试验机标准化技术委员会（SAC/TC122）归口。 本标准超草单位：爱德森（厦门）电子有限公司、中国科学院金属研究所、中国科学院声学研究所、武
汉中科创新技术股份有限公司、辽宁仪表研究所、广东汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司、中国铁道科学研究院、北京中研国辰测控技术有限公司、国核电站运行服务技术公司、汕头市超声仪器研究所有限公司。
本标推主要起草人：林俊明、蔡桂喜、沈建中、王子成、王琳、陈伟、黄风英、赵晋成、叶琛、陈和坤
1 GB/T398492021
无损检测仪器 超声行射声时检测仪
性能测试方法
1范压
本标准规定了超声衍射声时检测仪的性熊测试方法。 本标准适用于超声衍射声时检测仪。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。尼是注目期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。风是不注日期的引用文件。其最新版本(包括所有的修改单)造用于本文件。
GB/T12604.1无损检测 术语 超声检测
3术请和定义
GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义造用于本文件。
3.1
聚祥率 sanplimg zate 在对模拟信号作模数转换时。在单位时间采集的样本个数。 连：采样率单位等满于额率的单位载兹（Hz)。
3.2
趣声衍射声时 mltrasomie tine-ot-flight dittrsctiom g UTOD 超声衔射声波的传潜时间。
3.3
趣声衍射声时检测仪 UTOED fnstrument 声时仪通过检测缺陷两个端头的超声衔衍射声时和计算它们的时差来实现无损检测的仪器，
3.4
声时收采样率 UTOFD instruonen ssur(plimg Pace 声时仪硬件实际能够达到的最高的一次采样家
3.5
采祥精流 2aumpling accuraey 位案声时仪将模拟信号样本的幅度数字化时所能达到的精度。 ：采样精度常用模数量化所用的二进制数的位数表示，单位为位（bit)。位数越大，采样糖魔越高。
3.6
菜寨深度 collection deoth 存储深度声时仪来集模拟信号时，一次实时来集所能存储的采样数据点的点数，
1 GB/T39849—2021
注：采集深度单位为千点。
3.7
时间窗长度 time windows length 以矩形窗为基准，窗内所包含的采样数据点的点数。
3.8
响应时间 response time 从检测直到显示屏显示一幅80%比率的瞬时回波所需的时间
3.9
有效增益范围 dynamic range 声时仪能够显示的最大信号幅度与最小信号幅度之比。最小信号幅度受系统噪声的限制，最大信
号幅度受放大器饱和的限制。 3.10
串扰抑制 cross-talk damping during transmission 当声时仪置于双晶探头工作方式（发射器和接收器分开）时，在发射脉冲传送过程中，从发射器输出
端到接收器输人端的能量泄漏抑制量。
4测试方法 4.1 测试条件
声时仪应在下列条件下进行测试： a) 环境温度20℃±5℃； b) 相对湿度45%~75%； c) 交流供电电压为220V，误差为土2%； d) 交流供电频率为50Hz，误差为土1Hz; e) 直流供电电压，误差为额定值的土1%； f) 应避免外电磁场干扰； g) 通风良好； h) 避免阳光直射。
4.2 仪器设备
所用电子仪器的性能及其稳定性应满足检测要求。采用下列主要仪器设备： a) 带宽不小于100MHz的示波器。 b) 阻值为50Q和75Q，最大允许相对误差为土1%的无感电阻。 c) 步进1dB、总衰减量100dB、输出阻抗50α的标准衰减器，当信号频率在15MHz以内时，任
意10dB范围的累积误差应在士0.3dB以内。 d) 以下两种发生器任选一种：
一台任意波形发生器；
1) 2） 两台脉冲信号发生器，带有外部触发或选通闸门，能输出两个门控的正弦射赖信号串，这
两个信号的辐幅度应能单独调整，调整范围应达到20dB。
注：如果使用两台脉冲信号发生器，采用合适的匹配电路，使这两台信号发生器的输出合并为一路检测信号。
保护电路，其示例如图1所示。 f) 数字计时器，能够在1000个（可调)触发脉冲后产生一个溢出脉冲，同时，能够测量两个相等
e)
溢出脉冲的间隔时间，准确到土0.01%。
2 GB/T 39849—2021
g) 阻抗分析仪。 h）环境试验箱。 i）试块。 在将示波器和（或)信号发生器连接到声时仪的发射器之前，应考虑是否接人保护电路（见图1)以
防止测试仪器被高发射电压击坏。
Ra
1 >
2
D, 3 本
D, 4
500
说明： 1 2 D: 硅开关二极管； D2 硅开关二极管。
接信号发生器：接声时仪；
图1防止设备受发射脉冲损坏的保护电路
4.3 性能测试 4.3.1 频带宽度
按图2所示的连接方式，将输人信号连接到声时仪的接收端，并设置为双探头工作。校准衰减器调整超声仪器的输人信号达到土1V峰-峰值。
依次选择各工作频段，分别测量它们各自的频带宽度。对每个选定的工作频段，在0.1MHz～ 25MHz范围内改变输入信号的频率，观察声时仪的输出。搜寻声时仪输出达到最大时的频率。在搜寻时，应同时调整衰减器，使声时仪显示的输出信号幅度不溢出屏幕。并随时检查示波器，从示波器上的显示确认输入信号幅度保持恒定。在声时仪输出达到最大的频率mx，调整衰减器使显示幅度达到声时仪全屏幅度的80%。记录此频率fx以及衰减器的值
将衰减器值减少3dB。以小于标称频带宽度5%的增量，依次从fx分别增加和减少频率，并观测声时仪显示的信号，当其恢复到全屏幅度的80%时，分别记录下所对应的上限频率值f。和下限频率值 fi（一3dB点）。再次确认输入信号是恒定的。
该工作频段的中心频率于。按式(1)计算：
f。=Vf.X fi
(1 )
式中： f. f.- 上限频率，单位为赫兹（Hz)； f 一下限频率，单位为赫兹（Hz）。 该工作频段的频带宽度△f（在一3dB点之间)按式（2)计算：
中心频率，单位为赫兹（Hz)；
(2) 3
Af =f.-fi GB/T39849—2021
式中： Af
频带宽度，单位为赫兹（Hz)；上限频率，单位为赫兹（Hz）：下限频率，单位为赫兹（Hz）
1
4.3.2 有效增益范围
按图2所示的连接方式，门控射频信号发生器产生 一组10个周期的测试信号，如图3所示。测试
点为每一个频带的中心频率于。，将声时仪的衰减器设置到最小增益，提高输入信号幅度直至信号出现饱和或显示的幅度达到声时仪全屏幅度的100%。 用示波器测量输入信号的电压V赋（测量时要考虑外部标准衰减器的设置，一 一般设置为0dB)，记录增益值
20 dB~30 dB
O
C
O
C
O
W
?
0
0
说明
声时仪：固定衰减器；输出端：输人端：可变射频信号衰减器终端匹配器门控射频信号发生器闸门；脉冲发生器
触发；
10 11 开始； 3
停止；
13 内部计时器
100MHz带宽示波器
14
15 时基触发； 16 Y输人 17 示波器探头（100MHz）
3
注1：仅在测试时间相关增益曲线、数字采样误差和声时仪的响应时闻时才需要内部计时器注2：仪在声时仪利测试设备阻抗不匹配时才简要繁端匹配器
图2 设备的通用连接方式 ICS 19.100 N 77
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T39849—2021
无损检测仪器 超声衍射声时检测仪
性能测试方法
Non-destructive testing instruments-Ultrasonic time-of-flight diffraction
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2021-03-09发布
2022-04-01实施
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发布 GB/T39849—2021
前育
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起章。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国试验机标准化技术委员会（SAC/TC122）归口。 本标准超草单位：爱德森（厦门）电子有限公司、中国科学院金属研究所、中国科学院声学研究所、武
汉中科创新技术股份有限公司、辽宁仪表研究所、广东汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司、中国铁道科学研究院、北京中研国辰测控技术有限公司、国核电站运行服务技术公司、汕头市超声仪器研究所有限公司。
本标推主要起草人：林俊明、蔡桂喜、沈建中、王子成、王琳、陈伟、黄风英、赵晋成、叶琛、陈和坤
1 GB/T398492021
无损检测仪器 超声行射声时检测仪
性能测试方法
1范压
本标准规定了超声衍射声时检测仪的性熊测试方法。 本标准适用于超声衍射声时检测仪。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。尼是注目期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。风是不注日期的引用文件。其最新版本(包括所有的修改单)造用于本文件。
GB/T12604.1无损检测 术语 超声检测
3术请和定义
GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义造用于本文件。
3.1
聚祥率 sanplimg zate 在对模拟信号作模数转换时。在单位时间采集的样本个数。 连：采样率单位等满于额率的单位载兹（Hz)。
3.2
趣声衍射声时 mltrasomie tine-ot-flight dittrsctiom g UTOD 超声衔射声波的传潜时间。
3.3
趣声衍射声时检测仪 UTOED fnstrument 声时仪通过检测缺陷两个端头的超声衔衍射声时和计算它们的时差来实现无损检测的仪器，
3.4
声时收采样率 UTOFD instruonen ssur(plimg Pace 声时仪硬件实际能够达到的最高的一次采样家
3.5
采祥精流 2aumpling accuraey 位案声时仪将模拟信号样本的幅度数字化时所能达到的精度。 ：采样精度常用模数量化所用的二进制数的位数表示，单位为位（bit)。位数越大，采样糖魔越高。
3.6
菜寨深度 collection deoth 存储深度声时仪来集模拟信号时，一次实时来集所能存储的采样数据点的点数，
1 GB/T39849—2021
注：采集深度单位为千点。
3.7
时间窗长度 time windows length 以矩形窗为基准，窗内所包含的采样数据点的点数。
3.8
响应时间 response time 从检测直到显示屏显示一幅80%比率的瞬时回波所需的时间
3.9
有效增益范围 dynamic range 声时仪能够显示的最大信号幅度与最小信号幅度之比。最小信号幅度受系统噪声的限制，最大信
号幅度受放大器饱和的限制。 3.10
串扰抑制 cross-talk damping during transmission 当声时仪置于双晶探头工作方式（发射器和接收器分开）时，在发射脉冲传送过程中，从发射器输出
端到接收器输人端的能量泄漏抑制量。
4测试方法 4.1 测试条件
声时仪应在下列条件下进行测试： a) 环境温度20℃±5℃； b) 相对湿度45%~75%； c) 交流供电电压为220V，误差为土2%； d) 交流供电频率为50Hz，误差为土1Hz; e) 直流供电电压，误差为额定值的土1%； f) 应避免外电磁场干扰； g) 通风良好； h) 避免阳光直射。
4.2 仪器设备
所用电子仪器的性能及其稳定性应满足检测要求。采用下列主要仪器设备： a) 带宽不小于100MHz的示波器。 b) 阻值为50Q和75Q，最大允许相对误差为土1%的无感电阻。 c) 步进1dB、总衰减量100dB、输出阻抗50α的标准衰减器，当信号频率在15MHz以内时，任
意10dB范围的累积误差应在士0.3dB以内。 d) 以下两种发生器任选一种：
一台任意波形发生器；
1) 2） 两台脉冲信号发生器，带有外部触发或选通闸门，能输出两个门控的正弦射赖信号串，这
两个信号的辐幅度应能单独调整，调整范围应达到20dB。
注：如果使用两台脉冲信号发生器，采用合适的匹配电路，使这两台信号发生器的输出合并为一路检测信号。
保护电路，其示例如图1所示。 f) 数字计时器，能够在1000个（可调)触发脉冲后产生一个溢出脉冲，同时，能够测量两个相等
e)
溢出脉冲的间隔时间，准确到土0.01%。
2 GB/T 39849—2021
g) 阻抗分析仪。 h）环境试验箱。 i）试块。 在将示波器和（或)信号发生器连接到声时仪的发射器之前，应考虑是否接人保护电路（见图1)以
防止测试仪器被高发射电压击坏。
Ra
1 >
2
D, 3 本
D, 4
500
说明： 1 2 D: 硅开关二极管； D2 硅开关二极管。
接信号发生器：接声时仪；
图1防止设备受发射脉冲损坏的保护电路
4.3 性能测试 4.3.1 频带宽度
按图2所示的连接方式，将输人信号连接到声时仪的接收端，并设置为双探头工作。校准衰减器调整超声仪器的输人信号达到土1V峰-峰值。
依次选择各工作频段，分别测量它们各自的频带宽度。对每个选定的工作频段，在0.1MHz～ 25MHz范围内改变输入信号的频率，观察声时仪的输出。搜寻声时仪输出达到最大时的频率。在搜寻时，应同时调整衰减器，使声时仪显示的输出信号幅度不溢出屏幕。并随时检查示波器，从示波器上的显示确认输入信号幅度保持恒定。在声时仪输出达到最大的频率mx，调整衰减器使显示幅度达到声时仪全屏幅度的80%。记录此频率fx以及衰减器的值
将衰减器值减少3dB。以小于标称频带宽度5%的增量，依次从fx分别增加和减少频率，并观测声时仪显示的信号，当其恢复到全屏幅度的80%时，分别记录下所对应的上限频率值f。和下限频率值 fi（一3dB点）。再次确认输入信号是恒定的。
该工作频段的中心频率于。按式(1)计算：
f。=Vf.X fi
(1 )
式中： f. f.- 上限频率，单位为赫兹（Hz)； f 一下限频率，单位为赫兹（Hz）。 该工作频段的频带宽度△f（在一3dB点之间)按式（2)计算：
中心频率，单位为赫兹（Hz)；
(2) 3
Af =f.-fi GB/T39849—2021
式中： Af
频带宽度，单位为赫兹（Hz)；上限频率，单位为赫兹（Hz）：下限频率，单位为赫兹（Hz）
1
4.3.2 有效增益范围
按图2所示的连接方式，门控射频信号发生器产生 一组10个周期的测试信号，如图3所示。测试
点为每一个频带的中心频率于。，将声时仪的衰减器设置到最小增益，提高输入信号幅度直至信号出现饱和或显示的幅度达到声时仪全屏幅度的100%。 用示波器测量输入信号的电压V赋（测量时要考虑外部标准衰减器的设置，一 一般设置为0dB)，记录增益值
20 dB~30 dB
O
C
O
C
O
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0
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说明
声时仪：固定衰减器；输出端：输人端：可变射频信号衰减器终端匹配器门控射频信号发生器闸门；脉冲发生器
触发；
10 11 开始； 3
停止；
13 内部计时器
100MHz带宽示波器
14
15 时基触发； 16 Y输人 17 示波器探头（100MHz）
3
注1：仅在测试时间相关增益曲线、数字采样误差和声时仪的响应时闻时才需要内部计时器注2：仪在声时仪利测试设备阻抗不匹配时才简要繁端匹配器
图2 设备的通用连接方式