ICS 19.100 J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T38895—2020
无损检测 电磁声换能器（EMATs)指南
Non-destructive testingGuidelines for electromagnetic acoustic
transducers (EMATs)
2020-12-01实施
2020-06-02发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T38895—2020
目 次
前言
III
范围规范性引用文件术语和定义由制造者提供的换能器技术指标
1
2
3
4
5 一般要求
测试器具换能器性能要求检测报告
6
T
8
19 GB/T 38895—2020
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出并归口。 本标准起草单位：爱德森（厦门)电子有限公司、中国特种设备检测研究院、中北大学、清华大学、浙
江大学、武汉中科创新技术股份有限公司、广东汕头超声电子股份有限公司、钢铁研究总院、中国科学院金属研究所、中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所、中国科学院声学研究所。
本标准主要起草人：郑阳、沈功田、林俊明、胡斌、张宗健、周进节、李素军、谭继东、蓝麒、崔高宇、 黄松岭、唐志峰、王子成、詹红庆、张建卫、蔡桂喜、黄凤英、沈建中。 GB/T38895—2020
无损检测 电磁声换能器（EMATs）指南
1范围
本标准规定了超声检测用电磁声换能器性能测试与检验的一般股要求、由制造者提供的技术指标、测
试器具、性能要求和测试报告。
本标准适用于电磁声体波（横波、纵波）换能器，
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。凡是注目期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T3880.1一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分：一般要求 GB/T12604.1无损检测术语超声检测 GB/T19001 质量管理体系要求 GB/T19799.2 无损检测超声检测 2号校准试块 GB/T27664.2 无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：探头 GB/T33885无损检测仪器抽样、出厂检验、型式检验基本要求 GB/T 34885 无损检测 电磁超声检测总则
术语和定义
3
GB/T12604.1、GB/T27664.2和GB/T34885界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电磁声换能器 electromagneticacoustictransducer 激励和接收超声体波（横波、纵波）的电磁声换能器。
3.2
偏置磁场 5bias magneticfield 提供电磁声换能器工作的外加磁场。 注：偏置磁场的类型有永磁铁和电磁铁。
3.3
换能器数据表 EMATdatasheet 描述换能器性能参数的表格。 注：换能器数据表不作为单个换能器性能的检测证书，
3.4
提离 lift-off 电磁声换能器前端检测面距被检工件表面的距离
3.5
操作温度范围 operating temperature range 能够正常检测被检对象的温度范围。
1 GB/T38895—2020
3.6
高温操作时限 high-temperature operable time 电磁声换能器在高温下工作允许的操作时间。
3.7
工作电流 standard operating current 电磁声换能器正常工作时通过的电流。
3.8
最大允许电流 maximum allowable current 电磁声换能器允许通过的最大电流。
3.9
标准工作电压 standard operating voltage 电磁声换能器正常工作的标准工作电压。
3.10
最大允许电压 maximum allowable voltage 电磁声换能器允许加载的最大电压。
4 由制造者提供的换能器技术指标
4.1 换能器数据表
表1给出了本标准规定的由制造者提供的所有换能器数据表中的项目清单，该数据表也应包含有
关测试换能器用的仪器及其设定值、测试条件等数据。
表 1 数据表中列出的项目清单
电磁声换能器类别
直人射
斜人射
应提供的项目、测量的
或计算的参数
横波非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 I
纵波
横波
纵波
I I I I 1 1 I I I I M M
I I I I 1 1 I I 1 I M M
I 1 I I I 1 1 1 1 I M M
I I I 1 1 1 I 1 I I M M
1 I I I 1 1 I I I 1 M M
I I I I I 1 I I I I M M
I I I I I 1 I I I I M M
制造商名称换能器类型换能器重量和尺寸连接器类型线圈形状和尺寸偏置磁场类型最大允许电流标准工作电流最大允许电压标准工作电压标准允许提离操作温度范围
1 I I I 1 I I I I M M
2 GB/T38895—2020
表1（续）
电磁声换能器类别
直人射
斜人射
应提供的项目、测量的
或计算的参数
横波非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 M
纵波
横波
纵波
高温操作时限脉冲波形(时间和频率) 中心频率和带宽相对脉冲回波灵敏度距离幅度曲线阻抗特性辐射声场（铁磁性和非铁磁性）近场长度声束角扩散角换能器人射点焦距焦区宽度焦区长度外观
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M.C M,C M.C M.C M.C M,C M.C M、C M
M M M
M M M
M M M
M M M M M M
M M M M
M M M M M M
M M M M
M M
M
M
M M、C M M M
M M,C M M M
M,C M M M
M,C M M M
M
M
M
M
注：I—信息数据；M 测试数据；C 计算数据
4.2 2其他要求
制造者应说明电磁声换能器在运输过程中特殊储存和防护的条件。 应经供应商和客户协商同意删减某些项目和（或）增加表1中未规定的其他一些项目对于高温条件下使用的换能器，制造者还应提供有关温度对灵敏度和声束角影响的数据
5 一般要求
5.1 电磁声换能器应符合下列规定：
a）应具有标明工作频率、线圈形状尺寸、波型的唯一编号，或有能追溯这些信息的固定参考号； b）按第4章给出电磁声换能器的性能数据表选择下列方式之一保证换能器质量： a) 在按GB/T19001建立的质量管理体系下生产的大批量相同类型换能器的条件下，应按
5.2
GB/T33885的方法进行抽样控制换能器质量，且制造者要提供换能器数据表； b） 小批量生产的各类型的换能器或按要求生产的专用换能器，应提供单个换能器检测结果的检
测证书； c) 对换能器各项例行测试应按本标准规定的现场检验方法进行
3 GB/T38895—2020
6测试器具
6.1月 电子仪器 6.1.1电磁声检测仪
对第7章规定的检验项目进行测试用的电磁声检测仪（或实验室用的脉冲发射器、双工器、信号放大器应为与换能器相匹配的仪器。如测试时规定使用一种以上类型的电磁声检测仪，则应使用每一种型号的电磁声检测仪分别进行测试。
供专用型电磁声检测仪使用的电磁声换能器，也应使用换能器数据表中规定的换能器电缆和电气匹配装置进行检测。
注：当换能器电缆长度超过2m时，可能对换能器的性能影响很大。 6.1.2其他仪器
除电磁声检测仪或实验室脉冲发射器、双工器、信号放大器以外，按本标准评价换能器工作性能使用的主要仪器还有：
a）一台带宽不小于100MHz的示波器及配套的探头； b）一台带宽不小于100MHz的频谱分析仪或一个具有离散型傅里叶变换（DFT)功能的示波器
（或数字转换器）； c) 网络分析仪或阻抗分析仪； d）可选器具：
T型衰减器；一其他声场接收器，如激光测振仪； —一指向性图形绘图仪。
一
6.2 线缆
线缆用于连接电磁声换能器和检测仪器，采用射频信号线。 线缆阻抗值为50Q，串联电容小于30pF。
6.3 阻抗匹配器
电气匹配器用于对电磁声换能器进行阻抗匹配，主要有以下两种形式 a）换能器内置匹配器； b）外置匹配器。
6.4试块
材料种类：非铁磁性材料-铝，材质符合GB/T3880.1的规定，材质纯度应不低于牌号为1070的纯铝纯度；铁磁性材料一20#钢。
对规定的检验项目进行检测用时应使用下述试块进行检测，检测用的试块如下： a）推荐使用具有不同半径R的半圆柱形试块。试块的半径范围从12mm～200mm，两个半径
间隔为R/2，材质应符合GB/T19799.2的规定。每个试块厚度应等于或大于其半径，最大厚度可达200mm。
b）具有如图1所示的平行平面和直径为3mm横孔的钢试块。试块尺寸应符合下列规定
1）试块的长1、高h、宽w应使超声波声束不受其侧面影响；
4 GB/T 38895—2020
2）孔深为d1、d2的横通孔至少应有3个孔落在近场区以外； 3）孔的间距s应使相邻两横通孔显示的回波幅度至少下降26dB； 4）材质应符合GB/T19799.2的规定。 具有如图2和图3所示的半球底孔钢试块。材质应符合GB/T19799.2的规定。使用这些试块分别测量垂直面及水平面中的声束扩散。 方形试块，其长宽相等，具有一定厚度
c)
d)
单位为毫米
460
200
091
21
6
图13mm横孔试块
单位为毫米
500
50
0Z1
500
C
0
60
图2半球底斜孔钢试块
5 ICS 19.100 J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T38895—2020
无损检测 电磁声换能器（EMATs)指南
Non-destructive testingGuidelines for electromagnetic acoustic
transducers (EMATs)
2020-12-01实施
2020-06-02发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T38895—2020
目 次
前言
III
范围规范性引用文件术语和定义由制造者提供的换能器技术指标
1
2
3
4
5 一般要求
测试器具换能器性能要求检测报告
6
T
8
19 GB/T 38895—2020
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出并归口。 本标准起草单位：爱德森（厦门)电子有限公司、中国特种设备检测研究院、中北大学、清华大学、浙
江大学、武汉中科创新技术股份有限公司、广东汕头超声电子股份有限公司、钢铁研究总院、中国科学院金属研究所、中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所、中国科学院声学研究所。
本标准主要起草人：郑阳、沈功田、林俊明、胡斌、张宗健、周进节、李素军、谭继东、蓝麒、崔高宇、 黄松岭、唐志峰、王子成、詹红庆、张建卫、蔡桂喜、黄凤英、沈建中。 GB/T38895—2020
无损检测 电磁声换能器（EMATs）指南
1范围
本标准规定了超声检测用电磁声换能器性能测试与检验的一般股要求、由制造者提供的技术指标、测
试器具、性能要求和测试报告。
本标准适用于电磁声体波（横波、纵波）换能器，
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。凡是注目期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T3880.1一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分：一般要求 GB/T12604.1无损检测术语超声检测 GB/T19001 质量管理体系要求 GB/T19799.2 无损检测超声检测 2号校准试块 GB/T27664.2 无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：探头 GB/T33885无损检测仪器抽样、出厂检验、型式检验基本要求 GB/T 34885 无损检测 电磁超声检测总则
术语和定义
3
GB/T12604.1、GB/T27664.2和GB/T34885界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电磁声换能器 electromagneticacoustictransducer 激励和接收超声体波（横波、纵波）的电磁声换能器。
3.2
偏置磁场 5bias magneticfield 提供电磁声换能器工作的外加磁场。 注：偏置磁场的类型有永磁铁和电磁铁。
3.3
换能器数据表 EMATdatasheet 描述换能器性能参数的表格。 注：换能器数据表不作为单个换能器性能的检测证书，
3.4
提离 lift-off 电磁声换能器前端检测面距被检工件表面的距离
3.5
操作温度范围 operating temperature range 能够正常检测被检对象的温度范围。
1 GB/T38895—2020
3.6
高温操作时限 high-temperature operable time 电磁声换能器在高温下工作允许的操作时间。
3.7
工作电流 standard operating current 电磁声换能器正常工作时通过的电流。
3.8
最大允许电流 maximum allowable current 电磁声换能器允许通过的最大电流。
3.9
标准工作电压 standard operating voltage 电磁声换能器正常工作的标准工作电压。
3.10
最大允许电压 maximum allowable voltage 电磁声换能器允许加载的最大电压。
4 由制造者提供的换能器技术指标
4.1 换能器数据表
表1给出了本标准规定的由制造者提供的所有换能器数据表中的项目清单，该数据表也应包含有
关测试换能器用的仪器及其设定值、测试条件等数据。
表 1 数据表中列出的项目清单
电磁声换能器类别
直人射
斜人射
应提供的项目、测量的
或计算的参数
横波非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 I
纵波
横波
纵波
I I I I 1 1 I I I I M M
I I I I 1 1 I I 1 I M M
I 1 I I I 1 1 1 1 I M M
I I I 1 1 1 I 1 I I M M
1 I I I 1 1 I I I 1 M M
I I I I I 1 I I I I M M
I I I I I 1 I I I I M M
制造商名称换能器类型换能器重量和尺寸连接器类型线圈形状和尺寸偏置磁场类型最大允许电流标准工作电流最大允许电压标准工作电压标准允许提离操作温度范围
1 I I I 1 I I I I M M
2 GB/T38895—2020
表1（续）
电磁声换能器类别
直人射
斜人射
应提供的项目、测量的
或计算的参数
横波非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 非聚焦 聚焦 M
纵波
横波
纵波
高温操作时限脉冲波形(时间和频率) 中心频率和带宽相对脉冲回波灵敏度距离幅度曲线阻抗特性辐射声场（铁磁性和非铁磁性）近场长度声束角扩散角换能器人射点焦距焦区宽度焦区长度外观
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M
M M M M.C M,C M.C M.C M.C M,C M.C M、C M
M M M
M M M
M M M
M M M M M M
M M M M
M M M M M M
M M M M
M M
M
M
M M、C M M M
M M,C M M M
M,C M M M
M,C M M M
M
M
M
M
注：I—信息数据；M 测试数据；C 计算数据
4.2 2其他要求
制造者应说明电磁声换能器在运输过程中特殊储存和防护的条件。 应经供应商和客户协商同意删减某些项目和（或）增加表1中未规定的其他一些项目对于高温条件下使用的换能器，制造者还应提供有关温度对灵敏度和声束角影响的数据
5 一般要求
5.1 电磁声换能器应符合下列规定：
a）应具有标明工作频率、线圈形状尺寸、波型的唯一编号，或有能追溯这些信息的固定参考号； b）按第4章给出电磁声换能器的性能数据表选择下列方式之一保证换能器质量： a) 在按GB/T19001建立的质量管理体系下生产的大批量相同类型换能器的条件下，应按
5.2
GB/T33885的方法进行抽样控制换能器质量，且制造者要提供换能器数据表； b） 小批量生产的各类型的换能器或按要求生产的专用换能器，应提供单个换能器检测结果的检
测证书； c) 对换能器各项例行测试应按本标准规定的现场检验方法进行
3 GB/T38895—2020
6测试器具
6.1月 电子仪器 6.1.1电磁声检测仪
对第7章规定的检验项目进行测试用的电磁声检测仪（或实验室用的脉冲发射器、双工器、信号放大器应为与换能器相匹配的仪器。如测试时规定使用一种以上类型的电磁声检测仪，则应使用每一种型号的电磁声检测仪分别进行测试。
供专用型电磁声检测仪使用的电磁声换能器，也应使用换能器数据表中规定的换能器电缆和电气匹配装置进行检测。
注：当换能器电缆长度超过2m时，可能对换能器的性能影响很大。 6.1.2其他仪器
除电磁声检测仪或实验室脉冲发射器、双工器、信号放大器以外，按本标准评价换能器工作性能使用的主要仪器还有：
a）一台带宽不小于100MHz的示波器及配套的探头； b）一台带宽不小于100MHz的频谱分析仪或一个具有离散型傅里叶变换（DFT)功能的示波器
（或数字转换器）； c) 网络分析仪或阻抗分析仪； d）可选器具：
T型衰减器；一其他声场接收器，如激光测振仪； —一指向性图形绘图仪。
一
6.2 线缆
线缆用于连接电磁声换能器和检测仪器，采用射频信号线。 线缆阻抗值为50Q，串联电容小于30pF。
6.3 阻抗匹配器
电气匹配器用于对电磁声换能器进行阻抗匹配，主要有以下两种形式 a）换能器内置匹配器； b）外置匹配器。
6.4试块
材料种类：非铁磁性材料-铝，材质符合GB/T3880.1的规定，材质纯度应不低于牌号为1070的纯铝纯度；铁磁性材料一20#钢。
对规定的检验项目进行检测用时应使用下述试块进行检测，检测用的试块如下： a）推荐使用具有不同半径R的半圆柱形试块。试块的半径范围从12mm～200mm，两个半径
间隔为R/2，材质应符合GB/T19799.2的规定。每个试块厚度应等于或大于其半径，最大厚度可达200mm。
b）具有如图1所示的平行平面和直径为3mm横孔的钢试块。试块尺寸应符合下列规定
1）试块的长1、高h、宽w应使超声波声束不受其侧面影响；
4 GB/T 38895—2020
2）孔深为d1、d2的横通孔至少应有3个孔落在近场区以外； 3）孔的间距s应使相邻两横通孔显示的回波幅度至少下降26dB； 4）材质应符合GB/T19799.2的规定。 具有如图2和图3所示的半球底孔钢试块。材质应符合GB/T19799.2的规定。使用这些试块分别测量垂直面及水平面中的声束扩散。 方形试块，其长宽相等，具有一定厚度
c)
d)
单位为毫米
460
200
091
21
6
图13mm横孔试块
单位为毫米
500
50
0Z1
500
C
0
60
图2半球底斜孔钢试块
5