JJF 1728-2018 树脂基复合材料超声检测仪校准规范-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 7 2 82 0 1 8树脂基复合材料超声检测仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rU l t r a s o n i cT e s t i n gI n s t r u m e n t sf o rR e s i nM a t r i xC o m p o s i t e s 2 0 1 8-1 2-2 5发布2 0 1 9-0 3-2 5实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布树脂基复合材料超声检测仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rU l t r a s o n i cT e s t i n gI n s t r u m e n t s f o rR e s i nM a t r i xC o m p o s i t e sJ J F1 7 2 82 0 1 8 归 口 单 位:全国声学计量技术委员会 起 草 单 位:中航复合材料有限责任公司中国航空工业集团公司基础技术研究院中国计量科学研究院 本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释J J F1 7 2 82 0 1 8本规范起草人:刘松平(中航复合材料有限责任公司)刘菲菲(中国航空工业集团公司基础技术研究院)边文萍(中国计量科学研究院)邢广振(中国计量科学研究院)傅天航(中航复合材料有限责任公司)李乐刚(中国航空工业集团公司基础技术研究院)史俊伟(中国航空工业集团公司基础技术研究院)J J F1 7 2 82 0 1 8目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 纵向分辨力(1)3.2 近表面分辨力(1)3.3 近底面分辨力(2)3.4 脉冲回波周期数(2)3.5 扫描灵敏度(2)4 概述(2)5 计量特性(4)5.1 水平线性误差(4)5.2 垂直线性误差(5)5.3 纵向分辨力(5)5.4 近表面分辨力(5)5.5 近底面分辨力(5)5.6 脉冲回波周期数(5)5.7 检测灵敏度(5)5.8 基线电噪声(5)5.9 扫描范围(5)5.1 0 扫描灵敏度(5)5.1 1 胶接缺陷检测灵敏度(5)6 校准条件(5)6.1 环境条件(5)6.2 测量标准及其他设备(5)7 校准项目和校准方法(6)7.1 校准项目(6)7.2 校准方法(6)8 校准结果表达(1 6)8.1 校准数据处理(1 6)8.2 校准结果的测量不确定度(1 6)8.3 校准证书(1 6)9 复校时间间隔(1 6)J J F1 7 2 82 0 1 8附录A 校准用试块(1 7)附录B 校准证书的内页格式(2 2)附录C 测量不确定度评定示例(2 5)J J F1 7 2 82 0 1 8引 言 本规范依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则的要求编写。本规范制定中,在技术方面主要参考了J J G7 4 62 0 0 4 超声探伤仪和A S TME 3 1 71 6S t a n d a r dP r a c t i c ef o rE v a l u a t i n gP e r f o r m a n c eC h a r a c t e r i s t i c so fU l t r a s o n i cP u l s e-E c h o T e s t i n g I n s t r u m e n t s a n d S y s t e m s w i t h o u t t h e U s e o f E l e c t r o n i cM e a s u r e m e n t I n s t r u m e n t s(不借助其他电子测量仪器的超声脉冲回波检测仪及系统性能特性评估标准惯例)中超声检测仪垂直线性、水平线性等性能参数要求及其测试方法。本规范依据J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示给出了复合材料超声检测仪检测灵敏度的测量不确定度的评定示例。本规范为首次发布。J J F1 7 2 82 0 1 8树脂基复合材料超声检测仪校准规范1 范围本规范适用于在不需要借助其他专门的电子测量仪器设备条件下,使用对比试块对树脂基复合材料超声检测仪可能影响缺陷检测、定位与分析等使用性能的校准。2 引用文件本规范引用下列文件:J J G7 4 6 超声探伤仪检定规程J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义J J F1 0 5 9.1 测量不确定度评定与表示G B/T3 1 0 2.7 声学的量和单位G B/T1 2 6 0 4.1 无损检测 术语 超声检测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 术语和计量单位本规范采用G B/T3 1 0 2.7中规定的量和单位。J J F1 0 0 1、J J F1 0 5 9.1和G B/T1 2 6 0 4.1中界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1 纵向分辨力 d e p t hr e s o l u t i o n,r a n g er e s o l u t i o n树脂基复合材料超声检测仪与换能器匹配,其分辨超声波传播方向(通常使用中与复合材料厚度方向一致)相邻两个不同深度缺陷的能力,按公式(1)或公式(2)计算。hL=hD 2-hD 1(1)hL=nphp(2)式中:hL 纵向分辨力,mm;hD 1、hD 2 分别为树脂基复合材料中在厚度方向相邻两个缺陷的深度,mm;np 树脂基复合材料中在厚度方向相邻两个缺陷的铺层数差,np=1,2,3,n;hp 1个树脂基复合材料铺层的标称厚度,mm。3.2 近表面分辨力 n e a r-s u r f a c er e s o l u t i o n,e n t r y-s u r f a c er e s o l u t i o n树脂基复合材料超声检测仪与换能器匹配,其分辨超声波在树脂基复合材料入射表面一侧近表面缺陷的能力,按公式(3)或公式(4)计算。hE=hD(3)hE=nEhp(4)1J J F1 7 2 82 0 1 8式中:hE 近表面分辨力,mm;hD 树脂基复合材料中缺陷的深度,mm;nE 树脂基复合材料中缺陷距表面的铺层数,nE=1,2,3,4,n。3.3 近底面分辨力 f a r-s u r f a c er e s o l u t i o n树脂基复合材料超声检测仪与换能器匹配,其分辨超声波在树脂基复合材料底面反射一侧近底面缺陷的能力,按公式(5)或公式(6)计算。hF=h-hD(5)hF=nFhp(6)式中:hF 近底面分辨力,mm;h 树脂基复合材料厚度,mm;nF 树脂基复合材料中缺陷距近底面的铺层数,nF=1,2,3,4,n。3.4 脉冲回波周期数 p u l s e-e c h op e r i o d检测仪屏幕显示的脉冲信号的周期数nT,如nT1、nT2,nT2.5等,如图1所示。图1 脉冲回波周期数示意图3.5 扫描灵敏度 s c a n n i n gs e n s i t i v i t y换能器在自动扫描过程中,根据其连接的树脂基复合材料超声检测设备屏幕指示的信号或图像能够清晰确定的最小缺陷大小。通常用可检出最小缺陷的直径表示,单位为mm。4 概述树脂基复合材料超声检测仪是指用于树脂基复合材料和胶接结构缺陷无损检测的专门的超声检测仪器,包括带自动扫描功能的超声检测设备、胶接检测仪器及其换能器。树脂基复合材料超声检测仪由超声波激励单元、发射/接收单元、信号处理单元、信号显示单元等主要部分组成,它利用来自树脂基复合材料中的声波信号进行缺陷的检测、定位、定量或定性分析,如图2所示;树脂基复合材料超声检测设备是在树脂基复合材料超声检测仪基础上,增加了A/D转换单元、扫描单元、成像单元,它利用来自树脂基复合材料中的声波信号和换能器的位置信号,通过图像和声波信号进行缺陷的检测、定位、定量或定性分析,如图3所示;胶接检测仪器由声波发射/接收单元、信号处理2J J F1 7 2 82 0 1 8单元、信号显示单元等主要部分组成,它利用来自声波在胶接结构中产生的振动特性及其变换进行缺陷的检测,如图4所示;换能器由压电晶片和阻尼块等主要部分组成,它用于超声波的发射和接收。当树脂基复合材料超声检测仪、树脂基复合材料超声检测设备和胶接检测仪器的检测结果出现不同时,以树脂基复合材料超声检测仪的检测结果为准。图2 树脂基复合材料超声检测仪原理框图3J J F1 7 2 82 0 1 8图3 树脂基复合材料超声检测设备原理框图图4 胶接检测仪原理框图5 计量特性5.1 水平线性误差利用来自给定反射体的多次底波在树脂基复合材料超声检测仪屏幕水平方向显示的刻度数与其理论刻度数的偏差来描述水平线性误差(L)。使用试块A(见附录A.1)进行水平线性误差校准,校准结果不大于3.0%。4J J F1 7 2 82 0 1 85.2 垂直线性误差利用来自给定反射体的反射回波信号在树脂基复合材料超声检测仪屏幕垂直方向显示的刻度数与其理论刻度数的偏差来描述垂直线性误差()。使用试块C(见附录A.3)进行垂直线性误差()校准,校准结果不大于6.0%。5.3 纵向分辨力使用试块B(见附录A.2)进行纵向分辨力(hL)校准,校准结果不大于2hp。5.4 近表面分辨力使用试块C进行近表面分辨力(hE)校准,校准结果不大于2hp。5.5 近底面分辨力使用试块C进行近底面分辨力(hF)校准,校准结果不大于2hp。5.6 脉冲回波周期数使用试块A进行脉冲回波周期数(nT)校准,校准结果不大于2。5.7 检测灵敏度树脂基复合材料超声检测仪可检出的最小缺陷尺寸通常用最小缺陷的直径表示。使用试块D(见附录A.4)进行检测灵敏度校准,校准结果不大于3.0mm。5.8 基线电噪声树脂基复合材料超声检测仪扫描基线上的杂乱信号。使用试块D进行基线电噪声校准,校准结果不大于垂直满屏刻度的2 0%。5.9 扫描范围树脂基复合材料超声检测仪屏幕水平方向的显示范围。使用试块D进行扫描范围校准,校准结果不小于2 0.0mm。5.1 0 扫描灵敏度使用试块D进行扫描灵敏度校准,校准结果不大于3.0mm。只适合带自动扫描功能的树脂基复合材料超声检测设备。5.1 1 胶接缺陷检测灵敏度胶接检测仪可检出的最小缺陷尺寸,通常用圆形缺陷直径或矩形缺陷边长或蜂窝格数表示。使用试块E1E3(见附录A.5A.7)进行胶接缺陷检测灵敏度校准,校准结果不大于1 2mm或1 2mm1 2mm或不大于3个蜂窝格。只适合胶接结构检测仪器。6 校准条件6.1 环境条件a)气压:(8 61 0 6)k P a。b)温度:1 53 5。c)相对湿度:3 0%9 0%。6.2 测量标准及其他设备a)千分尺:量程(02 5)mm,最大允许误差0.0 0 8mm。b)对比试块:试块AE。5J J F1 7 2 82 0 1 87 校准项目和校准方法7.1 校准项目校准项目见表1。表1 校准项目一览表序号项目名称计量特性条款号校准方法条款号1外观检查7.2.17.2.12水平线性误差5.17.2.23垂直线性误差5.27.2.34纵向分辨力+5.37.2.45近表面分辨力+5.47.2.56近底面分辨力+5.57.2.67脉冲回波周期数+5.67.2.78检测灵敏度5.77.2.89基线电噪声5.87.2.91 0扫描范围5.97.2.1 01 1扫描灵敏度5.1 07.2.1 11 2胶接缺陷检测灵敏度5.1 17.2.1 2 注:“+”表示采用脉冲超声穿透法检测的树脂基复合材料检测仪可不作要求。7.2 校准方法7.2.1 外观检查a)目视树脂基复合材料超声检测仪、换能器等外表、显示等部分应无表面明显的磕碰、裂痕等;b)目视和手工检查各连接座、旋钮、键盘等应无松动、坏损,各种连接线缆等应完好;c)对于树脂基复合材料超声检测设备各轴应运动平滑、无异响或卡壳现象,极限位置保护等应完好,电机应无过热现象;d)应具有完好标识、准用标识、型号和出厂编号标识;e)显示屏幕信号显示迹线稳定,无影响检测信号显示的跳动;f)树脂基复合材料超声检测设备应能进行信号闸门位置与宽度、扫描参数等正常设置,图像显示正常,当采用喷水或水膜或水浸耦合时,应保证良好的耦合;g)检测参数设置、信号显示、报警、存储等功能正常。7.2.2 水平线性误差a)将换能器置于试块A表面上,并保持良好的耦合,如图5所示;6J J F1 7 2 82 0 1 8图5 水平线性误差校准方法示意图 b)调节树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等控制器,以显示3个无干扰的底面反射回波信号,如图6所示;c)调节树脂基复合材料超声检测仪增益,将第1个底面反射回波信号(B 1)调至5 0%满屏刻度,记录此时第1个底面回波信号波峰的水平刻度x1;d)调节树脂基复合材料超声检测仪增益,将第2个底面反射回波信号(B 2)调至5 0%满屏刻度,记录此时第2个底面回波信号波峰的水平刻度x2;e)调节树脂基复合材料超声检测仪增益,将第3个底面反射回波信号(B 3)调至5 0%满屏刻度,记录此时第3个底面回波信号波峰的水平刻度x3;f)按公式(7)计算水平线性误差:L=|x2-x1+x32|Hs1 0 0%(7)式中:L 水平线性误差,%;Hs 水平满屏刻度数;x1 第1个底面回波波峰B1的水平刻度数;x2 第2个底面回波波峰B2的水平刻度数;x3 第3个底面回波波峰B3的水平刻度数。图6 水平线性误差校准信号示意图7.2.3 垂直线性误差a)将换能器置于试块C表面上,并保持良好的耦合,如图7所示。7J J F1 7 2 82 0 1 8图7 垂直线性误差校准方法示意图 b)移动换能器在试块C中缺陷F2的位置,调节树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等控制器,使来自试块C中缺陷F2回波信号D的幅度和底面回波信号B的幅度比目测为H1:H2=21,如图8所示。c)调整树脂基复合材料超声检测仪增益,使D以“一大格”的增量从满屏刻度的一个大格变化至满屏刻度的1 0 0%,读出并记录D和B的幅度值,D和B的理论值见表2。d)垂直线性误差用回波信号B的理论值与实测值的最大正偏差与最大负偏差之和表示。按公式(8)计算垂直线性误差:=H+m a xHv+H-m a xHv(8)式中:垂直线性误差,%;Hv 满屏幕的垂直大刻度数D i v,由树脂基复合材料超声检测仪显示屏幕决定,通常D i v=8或1 0个大刻度格;H+m a x 回波信号B的理论值与实测值的最大正偏差;H-m a x 回波信号B的理论值与实测值的最大负偏差。图8 垂直线性误差校准信号示意图8J J F1 7 2 82 0 1 8表2 D和B理论值与实测记录信息D的幅值H1(用屏幕大格数表示)B的理论幅值H2(用屏幕大格数表示)B的实测幅值H 2(用屏幕大格数表示)H=H2-H 210.52131.54252.56373.58494.51 057.2.4 纵向分辨力a)将换能器连接至树脂基复合材料超声检测仪,选择反射模式,接通仪器电源;b)将换能器置于试块B表面上,并保持良好的耦合;c)调节树脂基复合材料超声检测仪增益/衰减,使来自试块B的表面回波信号F、底面回波信号B位于树脂基复合材料超声检测仪屏幕适合观察的位置,底面回波信号B的幅值处于仪器满屏的5 0%1 0 0%范围内;d)移动换能器找到试块B中最边缘缺陷F1或F4的回波信号D,如图9所示;图9 纵向分辩力校准方法示意图e)向缺陷内侧移动换能器至出现相邻深度缺陷回波信号(图1 0中所示的回波信号D2或D1),缓慢移动换能器,使两个相邻深度缺陷回波信号D1和D2幅值相近且达到最高;f)两相邻深度缺陷回波信号D1、D2若目视清晰可辨,此时hD 2=hD 1+hp,则纵向分辨力按公式(1)或公式(2)计算;g)若D1、D2重叠不可分辨,则需选用np更大的试块,按照此节b)f)重新进行校准。9J J F1 7 2 82 0 1 8(a)特征波形1 (b)特征波形2图1 0 纵向分辩力校准信号示意图7.2.5 近表面分辨力a)将换能器置于试块C的无缺陷区,并保持良好的耦合,如图1 1所示;图1 1 近表面分辨力校准方法示意图 b)调整树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等控制器,使试块底面回波信号幅度达到满屏刻度的5 0%;c)移动换能器在试块C上的位置,使换能器位于试块缺陷F1处;d)记录换能器位于缺陷F1处的缺陷回波信号D,如此时能清晰地显示出表面回波信号F和缺陷回波信号D的波峰,如图1 2所示,此时hD=hp、nE=1,按公式(3)或公式(4)计算近表面分辨力;e)如此时表面回波信号F和缺陷回波信号D的波峰重叠不可分辨,则需选用nE更大的试块,按照此节a)d)重新进行校准。01J J F1 7 2 82 0 1 8图1 2 近表面分辨力校准信号示意图7.2.6 近底面分辨力a)使用千分尺测量试块C的厚度h,并将换能器置于试块C无缺陷区,并保持良好的耦合,如图1 1所示;b)调整树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等控制器,使试块底面回波信号幅度达到满屏刻度的5 0%;c)移动换能器在试块C上的位置,使换能器位于试块缺陷F3处;d)记录换能器位于缺陷F3处的缺陷回波信号D,如此时能清晰地显示出底面回波信号B和缺陷回波信号D的波峰,如图1 3所示,此时hD=h-hp、nF=1,按公式(5)或公式(6)计算近底面分辨力;e)如此时底面回波信号B和缺陷回波信号D的波峰重叠不可分辨,则需选用nF更大的试块,按照此节a)d)重新进行校准。图1 3 近底面分辨力校准信号示意图11J J F1 7 2 82 0 1 87.2.7 脉冲回波周期数a)将换能器连接至树脂基复合材料超声检测仪,选择反射模式,接通树脂基复合材料超声检测仪电源;b)将换能器置于试块A表面,并保持良好的耦合,如图1 4所示;图1 4 脉冲回波周期数校准方法示意图 c)调节树脂基复合材料超声检测仪使得来自试块A表面回波信号F、底面回波信号B位于检测仪屏幕适合观察的位置;d)调节树脂基复合材料超声检测仪衰减或增益,使底波信号B波幅值处于树脂基复合材料超声检测仪满屏的8 0%,典型波形如图1 5(a)、图1 5(b)所示;e)底波信号B中以正向幅值最高波峰为主波峰Vp,负向最低波谷为主波谷Vm。f)底面回波信号B中除了主波峰Vp外,若还有正向波峰V p,当V p幅值大于Vp幅值的2 0%,则V p作为1个副波峰,确定底面回波信号B中主、副波峰总个数nx;(a)典型波形1 (b)典型波形2图1 5 脉冲回波周期数校准波形示意图g)底面回波信号B除了主波谷Vm,若还有波谷V m负向幅值大于Vm负向幅值的2 0%,则V m作为1个副波谷,确定底面回波信号B中主、副波谷总个数ny;h)脉冲回波周期数按公式(9)计算。nT=nx+ny2(9)式中:nT 脉冲回波周期数,个;nx 底面回波信号B中主、副波峰总个数,个;ny 底面回波信号B中主、副波谷总个数,个。7.2.8 检测灵敏度21J J F1 7 2 82 0 1 8a)将换能器置于试块D无缺陷区,并形成良好的耦合,如图1 6所示;图1 6 检测灵敏度校准方法示意 b)调整树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等控制器,使试块底面回波信号B幅度达到满屏刻度的5 0%;c)调整换能器在试块上的位置,使换能器位于试块D中某一平底孔(如F6)上方,并使平底孔回波信号D达到最大,如图1 7所示;d)如此时平底孔回波信号幅值达到满屏刻度的3 0%或以上,记录此时的平底孔回波信号幅值HD和基线信号的幅值HN,当2 0 l gHDHN 6d B时,检测灵敏度达到3.0mm;e)如不满足d)中要求,则需选用包含有更大直径平底孔的试块,按照此节a)d)重新进行校验,此时检测灵敏度为相应平底孔直径。图1 7 检测灵敏度校准信号示意图7.2.9 基线电噪声a)将换能器置于试块D中缺陷F6上方的位置,保持适当的耦合,如图1 6所示,在缺陷F6位置附近移动换能器,使来自试块D中缺陷F6的回波信号幅值最大,并保持此时换能器所在的位置;b)调整树脂基复合材料超声检测仪增益,使来自试块D中缺陷F6的回波信号幅值达到满屏1 0 0%;31J J F1 7 2 82 0 1 8c)保持树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描范围等检测参数不变,取下换能器及其连接线,此时屏幕上基线上电噪声幅度占满屏刻度的百分比,即为被校准树脂基复合材料超声检测仪的基线电噪声,参见图1 8。图1 8 基线电噪声校准信号示意图7.2.1 0 扫描范围a)将换能器置于试块D无缺陷区,并保持良好的耦合,如图1 6所示;b)调整树脂基复合材料超声检测仪增益、扫描延迟和扫描深度等控制器,使树脂基复合材料超声检测仪屏幕上多次底面回波信号中的最后一次底面回波信号幅度超过基线噪声一倍以上,如图1 9所示;c)读出此时屏幕内的底面回波信号次数N,按公式(1 0)计算扫描范围。Sr=Nh(1 0)式中:Sr 扫描范围,mm;N 屏幕上显示的底面回波信号次数。图1 9 扫描范围校准信号示意图41J J F1 7 2 82 0 1 87.2.1 1 扫描灵敏度a)接通设备电源,开启设备计算机及水耦合系统;b)进入树脂基复合材料超声检测设备工作界面,将换能器移至试块D处,观察A-显示窗口中来自试块D的超声信号;c)调节增益/衰减,使来自试块D的透射信号或底面反射信号幅值不低于A-显示窗口满屏的5 0%;d)根据树脂基复合材料超声检测设备操作说明书设置信号闸门,使所选择信号位于闸门内;e)设置扫描范围,且覆盖整个试块;f)对试块D进行超声C-扫描成像检测,检测完毕,保存扫描数据文件;g)利用统计分析软件对试块D中缺陷F6的成像检测结果的长度L和宽度W进行测量,参见图2 0;h)利用试块D中F6缺陷的实际尺寸减去缺陷测量尺寸获得二者的尺寸偏差,若二者偏差在-1.0mm+1.0mm,则树脂基复合材料超声检测设备扫描灵敏度为3.0mm;i)如不满足h)中的要求,则需选用包含有更大直径平底孔的试块,按照此节a)h)重新进行校验,此时灵敏度为相应平底孔直径。图2 0 缺陷长度L和宽度W测量示意图7.2.1 2 胶接缺陷检测灵敏度a)将胶接检测仪器与其匹配的换能器连接。b)开机,进入仪器工作界面。c)按照操作说明书操作,进入调谐工作界面,将换能器置于试块E1、E2、E3无缺陷区,获取并此时对应好区信号幅值:A1。d)将换能器置于试块E1、E2、E3缺陷区,获取并此时对应缺陷区信号幅值:A2。e)计算 A=|A1-A2|,如果 A1 5,则胶接缺陷检测灵敏度为1 2mm(试块E1)或1 2mm1 2mm(试块E2)或3个蜂窝格大小(试块E3)。f)如不满足e)中的要求,则需选用包含有更大尺寸缺陷的试块,按照此节a)51J J F1 7 2 82 0 1 8e)重新进行校验,此时灵敏度为相应缺陷的尺寸。8 校准结果表达8.1 校准数据处理所有的数据应先计算,后修约。所有的数据修约到小数点后一位。8.2 校准结果的测量不确定度树脂基复合材料超声检测仪测量不确定度按J J F1 0 5 9.1的要求评定,不确定度评定的示例见本校准规范中的附录C。8.3 校准证书经过校准后出具校准证书,推荐的树脂基复合材料超声检测仪校准证书的内页格式见附录B。校准证书应至少包括以下信息:a)标题:“校准证书”。b)实验室名称和地址。c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同)。d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识。e)客户的名称和地址。f)被校对象的描述和明确标识。g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校准对象的接收日期。h)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代码。i)本次校准所用测量标准溯源性及有效性说明。j)校准环境的描述。k)校准结果及其测量不确定度的说明。l)对校准规范的偏离的说明。m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识。n)校准结果仅对被校对象有效的声明。o)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。9 复校时间间隔树脂基复合材料超声检测仪的复校时间间隔建议为一年。复校时间间隔的长短取决于其使用情况,如环境条件、使用频率及测量对象等,使用单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间间隔。61J J F1 7 2 82 0 1 8附录A校准用试块A.1 试块Aa)使用范围:用于水平线性误差、脉冲回波周期数的校准。b)试块材料:树脂基复合材料。c)结构类型:层压结构。d)试块尺 寸:2 3 0 mm1 4 5 mm1.8 mm(可 不 限 于 此 尺寸),参 见 图A.1所示。e)内部质量:在与声波垂直平面内不能含有3个以上、大于1mm1mm的自然缺陷。单位为毫米图A.1 试块AA.2 试块Ba)使用范围:用于纵向分辨力的校准。b)试块材料:树脂基复合材料。c)结构类型:层压结构。d)试块参考尺寸:1 0 0mm8 0mm5.3mm,参见图A.2所示。e)缺陷大小:1 0mm。f)缺陷模拟:1层聚四氟乙烯膜。g)缺陷深度:F1F4缺陷深约试块三分之一厚度,缺陷深度依次间隔np=1。h)相邻两缺陷覆盖宽度约5mm。i)试块内部缺陷采用超声C-扫描成像或X-射线检测,检出缺陷的等效面积与缺陷的设计等效面积偏差不超过2 5%。j)若需选用np更大的试块,建议np按单个铺层数递增。71J J F1 7 2 82 0 1 8单位为毫米图A.2 试块BA.3 试块Ca)使用范围:用于垂直线性误差、近表面分辨力、近底面分辨力的校准。b)试块材料:树脂基复合材料。c)结构类型:层压结构。d)试块参考尺寸:1 2 5mm8 0mm5.0mm,参见图A.3所示。单位为毫米图A.3 试块C e)缺陷大小:3mm。f)缺陷模拟:1层聚四氟乙烯膜。81J J F1 7 2 82 0 1 8g)缺陷深度:F1缺陷深度hF1=nEhp=hp,F2缺陷深度hF212h,F3缺陷深度hF3=h-nFhp=h-hp。h)试块内部缺陷采用超声C-扫描成像或X-射线检测,检出缺陷等效面积与缺陷设计的等效面积偏差不大于2 5%;i)若需选用nE、nF更大的试块,建议nE、nF按单个铺层数递增。A.4 试块Da)使用范围:用于检测灵敏度、扫描范围、扫描灵敏度、基线电噪声的校准。b)试块材料:树脂基复合材料。c)结构类型:层压结构。d)试块参考尺寸:1 2 0mm5 0mm1 2mm。e)缺陷大小:3mm。f)缺陷模拟:机械加工成盲孔,孔底铣平。g)缺陷深度:孔深如图A.4中hD所示。F1深约6.0mm;F2深约5.0mm;F3深约4.0mm;F4深约3.0mm;F5深约2.0mm;F6深约1.0mm;F7深约1 1.0mm;F8深约1 0.0mm;F9深约9.0mm;F1 0深约8.0mm;F1 1深约7.0mm。h)试块内部缺陷采用超声C-扫 描成 像 或X-射 线校 验,检 出 缺 陷 与设 计 偏 差2 5%。i)若需选用更大直径平底孔的试块,建议平底孔直径按相应缺陷验收级差的一半递增。图A.4 试块DA.5 试块E1a)使用范围:用于胶接缺陷检测灵敏度的校准。b)试块材料:有机玻璃或树脂。c)结构类型:实心板。d)试块参考大小:1 5 0mm1 5 0mm7.0mm,参见图A.5。91J J F1 7 2 82 0 1 8e)缺陷大小:1 2mm,参见图A.5。f)缺陷深度:1.0mm。g)缺陷模拟:加工成1 2mm的平底孔,孔距离试块表面1.0mm,参考图A.5。h)若需选用更大直径平底孔的试块,建议平底孔直径按相应缺陷验收级差的一半递增。单位为毫米图A.5 试块E1A.6 试块E2a)使用范围:用于胶接缺陷检测灵敏度的校准。b)试块材料:有机玻璃或树脂。c)结构类型:实心板。d)试块参考尺寸:1 5 0mm1 5 0mm7.0mm,参见图A.6。e)缺陷大小:1 2mm1 2mm,参见图A.6。f)缺陷深度:1.0mm。g)缺陷模拟:加工成1 2mm1 2mm的矩形平底孔,孔距离试块表面1.0mm,参考图A.6。h)若需选用更大直径平底孔的试块,建议矩形平底孔尺寸按相应缺陷验收级差的一半递增。02J J F1 7 2 82 0 1 8单位为毫米图A.6 试块E2A.7 试块E3a)使用范围:用于胶接缺陷检测灵敏度的校准。b)试块材料:树脂基复合材料+蜂窝芯。c)结构类型:蜂窝胶接结构。d)试块参考尺寸:1 5 0mm1 5 0mm7.0mm,参见图A.7。e)缺陷大小:3个蜂窝格,参见图A.7。f)蒙皮厚度在(0.51.0)mm选择,缺陷为蜂窝芯下陷+去胶膜+一层聚四氟乙烯薄膜,缺陷大小为3个蜂窝芯区的面积,蜂窝芯高度可在(1 02 0)mm选择,参见图A.6。g)若需选用更大缺陷的试块,建议蜂窝格数按相应缺陷验收级差的一半递增。图A.7 蜂窝结构试块中缺陷示意图12J J F1 7 2 82 0 1 8附录B校准证书的内页格式B.1 树脂基复合材料超声检测仪校准证书的内页格式证书编号校准机构授权说明校准的技术依据J J F1 7 2 82 0 1 8 树脂基复合材料超声检测仪校准规范校准环境条件及地点地点温度相对湿度%其他校准使用的计量(基)标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至树脂基复合材料超声检测仪校准结果序号项目测得值标准不确定度1水平线性误差2垂直线性误差3纵向分辨力4近表面分辨力5近底面分辨力6脉冲回波周期数7检测灵敏度8基线电噪声9通用技术要求22J J F1 7 2 82 0 1 8B.2 树脂基复合材料超声检测设备校准证书的内页格式证书编号校准机构授权说明校准的技术依据J J F1 7 2 82 0 1 8 树脂基复合材料超声检测仪校准规范校准环境条件及地点地点温度相对湿度%其他校准使用的计量(基)标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至树脂基复合材料超声检测设备校准结果序号项目测得值标准不确定度1水平线性误差2垂直线性误差3纵向分辨力4近表面分辨力5近底面分辨力6脉冲回波周期数7检测灵敏度8基线电噪声9扫描范围1 0扫描灵敏度1 1通用技术要求第页 共页32J J F1 7 2 82 0 1 8B.3 树脂基复合材料胶接检测仪校准证书的内页格式证书编号校准机构授权说明校准的技术依据J J F1 7 2 82 0 1 8 树脂基复合材料超声检测仪校准规范校准环境条件及地点地点温度相对湿度%其他校准使用的计量(基)标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至树脂基复合材料胶接检测仪校准结果序号项目测得值相对扩展不确定度1胶接缺陷检测灵敏度2通用技术要求第页 共页42J J F1 7 2 82 0 1 8附录C测量不确定度评定示例本附录以检测灵敏度为例,说明树脂基复合材料超声检测仪各校准项目的不确定度评定过程。C.1 测量模型检测灵敏度采用3mm平底孔缺陷位置处缺陷信号与基线信号幅值比进行评定,当幅值比d B大于6d B时,评定为3 mm平底孔缺陷可检出,即检测灵敏度达到3mm平底孔缺陷,而检测灵敏度的评定标准由公式(C.1)给出,检测灵敏度的不确定度是基于其评定标准的。d B=2 0 l gHDHN(C.1)式中:d B 换能器置 于3 mm平 底 孔 缺 陷 位 置 处 时,缺 陷 信 号 与 基 线 信 号 幅 值比,d B;HD 换能器置于3mm平底孔缺陷位置处时,缺陷信号的幅值,小格;HN 换能器置于3mm平底孔缺陷位置处时,基线信号的幅值,小格。C.2 标准不确定度的评定C.2.1 检测灵敏度重复性检测灵敏度测量实施过程中,评定方法的不确定度主要来源于缺陷信号幅值与基线信号幅值的检测重复性。在相同条件下(即人员相同、仪器相同、方法相同、试块相同等),对3mm平底孔缺陷的检测信号进行重复测量1 0次(n=1 0),得到的结果见表C.1。表C.1 检测灵敏度的测量数据缺陷信号幅值/小格基线信号幅值/小格检测灵敏度/d B17 1.34.52 4.027 1.54.52 4.037 1.24.62 3.847 1.34.52 4.057 1.34.52 4.067 1.44.62 3.877 1.44.52 4.087 1.34.52 4.052J J F1 7 2 82 0 1 8表C.1(续)缺陷信号幅值/小格基线信号幅值/小格检测灵敏度/d B97 1.34.52 4.01 07 1.44.62 3.8平均值HD=7 1.3 4HN=4.5 32 3.9实验标准差sD=0.0 8 4sN=0.0 4 80.0 9 7 由n=1 0次的算术平均值给出检测灵敏度d B的被检测结果量值为:d B=2 0 l gHDHN=2 0 l g7 1.3 44.5 32 3.9(d B)(C.2)由检测重复性引入的幅值测量的标准差为:sA=s2D+s2N=0.0 9 7(C.3)检测重复性引入的标准不确定度为:u(fr e p)=sA=0.0 9 7(C.4)自由度=n-1=9。检测灵敏度重复性所引入的不确定度分量为:ur e l(fr e p)=u(fr e p)d B=0.4 1%(C.5)C.2.2 垂直线性误差引入的标准不确定度分量经中国计量科学研究院测试,大型超声自动扫描成像检测设备C U S-6 0 0 0(编号:Z 0 5 7 6 3)的垂直线性误差为2.4%,该设备的垂直线性最大允许误差为5%,采用该设备进行缺陷检测时,缺陷信号幅值设置为3 0%,采用超声6d B法,则所引入的最大垂直线性误差为:dm a x=3 0%5%=1.5%(C.6)服从均匀分布,区间半宽度为ad=1.5%,包含因子kd=3。因此引入的标准不确定度分量u1为:u1=adkd=1.5%3=0.8 7%(C.7)对应设备垂直满量程刻度为1 0大格,则:ud i v=0.8 7%1 0=0.0 8 7(大格)(C.8)缺陷信号幅值3 0%,对应量程刻度为:ud e f e c t=3 0%1 0=3(大格)(C.9)垂直线性误差引入的相对标准不确定度u1,r e l为:u1,r e l=u13 0%=2.9%(C.1 0)C.2.3 标准试块模拟缺陷尺寸的不确定度分量经测试,试块孔直径最大允许误差MP E1.9m,C C D部分0.3m,服从三角62J J F1 7 2 82 0 1 8分布,其区间半宽度a4=2=1.9m+0.3m=2.2m,包含因子k4=6,因此标准试块模拟缺陷尺寸误差引入的标准不确定度u(s a m p l e)为:u(s a m p l e)=a4k4=2.2m6=0.9 0m(C.1 1)缺陷 区 域 边 界(即3 mm模 拟 分 层 缺 陷)测 定 的 相 对 标 准 不 确 定 度ur e l(s a m p l e)为ur e l(s a m p l e)=u(s a m p l e)X=3 mm=0.9 0m3mm=0.3%(C.1 2)C.3 合成标准不确定度表C.2为检测灵敏度的测量不确定度来源汇总表,引起标准不确定度分量的各影响量相互之间是彼此独立的,所以各不确定度分量互不相关,其合成标准不确定度为:ur e l=u2r e l(fr e p)+u21,r e l+u2r e l(s a m p l e)=2.9 4%3%(C.1 3)u=3%2 3.9d B1d B(C.1 4)表C.2 检测灵敏度的测量不确定度来源汇总表序号不确定度分量标准不确定度相对不确定度1重复性0.0 9 7d Bur e lfr e p()=0.4 1%2垂直线性误差0.0 8 7大格u1,r e l=2.9%3标准试块模拟缺陷尺寸0.9 0mur e ls a m