ICS 19.100 N 77 中华人民共和国国家标准 GB/T 39849—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 instrumentsUltrasonic time-of-flight diffraction instrumentMethods of performance tests 2022-04-01实施 2021-03-09发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T39849—2021 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 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。 本标准起草单位：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。 本标准主要起草人：林俊明、蔡桂喜、沈建中、王子成、王琳、陈伟、黄凤英、赵晋成、叶琛、陈和坤。 1 GB/T 39849—2021 无损检测仪器 超声衍射声时检测仪 性能测试方法 1范围 本标准规定了超声衍射声时检测仪的性能测试方法。 本标准适用于超声衍射声时检测仪。 2规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，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/T12604.1无损检测术语超声检测 术语和定义 3 GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 采样率 samplingrate 在对模拟信号作模数转换时，在单位时间里采集的样本个数。 注：采样率单位等同于频率的单位赫兹（Hz）。 3.2 超声衍射声时 ultrasonic time-of-flight diffraction; UTOFD 超声衍射声波的传播时间。 3.3 超声衍射声时检测仪 UTOFD instrument 声时仪 通过检测缺陷两个端头的超声衍射声时和计算它们的时差来实现无损检测的仪器。 3.4 声时仪采样率 UTOFD instrument sampling rate 声时仪硬件实际能够达到的最高的一次采样率。 3.5 采样精度 sampling accuracy 位深 声时仪将模拟信号样本的幅度数字化时所能达到的精度。 注：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，采样精度越高。 3.6 采集深度 collectiondepth 存储深度 声时仪采集模拟信号时，一次实时采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 端到接收器输入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℃士5℃； b) 相对湿度45%~75%； c) 交流供电电压为220V，误差为士2%； (P 交流供电频率为50Hz，误差为士1Hz； e) 直流供电电压，误差为额定值的士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： 带宽不小于100MHz的示波器 b) 阻值为50Q和752，最大允许相对误差为士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。 以下两种发生器任选一种： (p 1) 一台任意波形发生器； 两个信号的幅度应能单独调整，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 e) 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，能够测量两个相邻 溢出脉冲的间隔时间，准确到士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。 1 Dr D2 3本 3 说明： 1 接信号发生器： 2 接声时仪； Di 硅开关二极管； D2 硅开关二极管。 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，将输入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 的显示确认输人信号幅度保持恒定。在声时仪输出达到最大的频率fmax，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fmx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fmx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于，和下限频率值 fi（一3dB点）。再次确认输人信号是恒定的。 该工作频段的中心频率f。按式（1）计算： f。=Vfuxfi :(1) 式中: 中心频率，单位为赫兹（Hz）： fu- 上限频率，单位为赫兹（Hz)； fi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： f=fu-fi .(2) 3