ICS19.100 CCS J04 JB 中华人民共和国机械行业标准 JB/T 11731—202X 代替JB/T11731-2013 无损检测 超声阵列探头通用技术规范 Non-destructive testingGeneral specification for ultrasonic array probe （点击此处添加与国际标准一致性程度的标识） （报批稿） （本草案完成时间：） XXXX-XX-XX发布 XXXX-XX-XX实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 JB/T11731—202X 无损检测超声阵列探头通用技术规范 1范围 本文件规定了超声阵列探头的分类和技术要求，描述了相应的试验方法，规定了验收、标记和包装 等要求。 本文件适用于中心频率为0.5MHz～20MHz的超声阵列探头的制造。 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 文件。 GB/T 699 9优质碳素结构钢 GB/T12604.1无损检测术语超声检测 GB/T12604.13无损检测术语阵列超声检测 GB/T19001质量管理体系要求 GB/T23900 无损检测材料超声速度测量方法 GB/T27025检测和校准实验室能力的通用要求 3 术语和定义 GB/T12604.1和GB/T12604.13界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 探头数据表probedatasheet 阵列探头的技术参数规格表。 3. 2 探头测试报告probetestreport 根据探头性能测试要求，包含相应的测试设备、测试条件和测试结果的报告。 4阵列探头分类 4.1根据阵列探头的阵元排布方式及形状特征分类 4.1.1一维线性阵列探头 维线性阵列探头的所有阵元在一个平面上沿一条直线排列，单个阵元为平面阵元，一维线性线阵 列探头的示意图见图1。 图1一维线性阵列探头 I JB/T11731—202X 4. 1. 2 一维自聚焦线性阵列探头 一维自聚焦线性阵列探头的所有阵元在一个曲面上沿一条直线排列，单个阵元在长度方向为曲面， 一维自聚焦线性阵列探头的示意图见图2。 图2一维自聚焦线性列探头 4.1.3一维曲面阵列探头 维曲面阵列探头的所有阵元按设计的曲率排布，单个阵元为平面阵元，所有阵列阵元排列成一个 环形称为环形一维曲面阵列探头，环形一维曲面阵列探头的示意图见图3a）。所有阵列阵元排列成弧形 称为弧形一维曲面阵列探头，弧形一维曲面阵列探头的示意图见图3b)，如果弧形一维曲面阵列探头使 用外凸面产生超声波为凸面阵列，如果弧形一维曲面阵列探头使用内凹面产生超声波为凹面阵列。 a）环形一维曲面阵列探头 b）弧形一维曲面阵列探头 图3一维曲面阵列探头 4.1.4部分扇环形阵列探头 部分扇环形阵列探头的所有阵元在一个平面内排列成一个圆环，单个阵元为平面阵元，部分扇环形 阵列探头的示意图见图4。 图4部分扇环形阵列探头 4.1.5二维阵列探头 二维阵列探头的阵元按二维平面空间排布，单个阵元为平面阵元，阵列探头阵元在二维方向上排列 的阵元数量与尺寸均一致称为2D二维阵列探头，示意图见图5a）。阵列探头阵元在二维方向上排列的阵 元数量或尺寸不一致称为1.5D二维阵列探头，示意图见5b）。 2 JB/T11731—202X a）2D二维阵列探头 b）1.5D二维阵列探头 图5二维阵列探头 4.1.6双阵列探头 双阵列探头一组为独立发射，一组为独立接收，一维阵列阵元分成两组排列的双阵列探头称为一维 双阵列探头，示意图见图6a），二维阵列阵元分成两组排列的双阵列探头称为二维双阵列探头，示意图 见图6b）。 a）一维双阵列探头 b)二维双阵列探头 图6双阵列探头 4.2根据探头与工件的耦合方式分类 4.2.1接触式阵列探头 接触式阵列探头检测工件时与工件直接接触，接触式阵列探头有保护层，接触式阵列探头通常有可 拆卸的楔块或者内置楔块，块参数相关信息见附录A，可拆卸的楔块通过螺丝与阵列探头固定，接触 式阵列探头包含4.1定义的探头类型。 4.2.2液浸式阵列探头 液浸式阵列探头检测工件时不与工件直接接触，通过液浸方式或者喷水模式与工件耦合，液浸式阵 列探头包含4.1定义的探头类型。 5超声阵列探头技术要求 5.1超声阵列探头技术信息 超声阵列探头的详细技术信息应在探头 列出 探头数据表中应包含的内容见表1。探头数 据表由阵列探头制造商提供，探头数据表 内容包含阵列探头参数的标称值，、说明信息和测量 值。标称值与说明信息为资料性信息， 测量值需通过本文件规定的测试设备和测试试块 测量得到，需提供测量值的技术参数测量 收要求尔第了章 允许有偏差范围的技术参数应在探头数据表 标出允许偏差范围值，探头数据表中应包含测试所用 仪器设备的信息、测试试块信息、测试标准信息和测试环境信息。制造商应在探头数据表中描述清楚阵 列探头的工作温度范围和储存与运输过程中防护的任何特殊条件， 3 JB/T11731—202X 表1探头数据表的基本内容 项目 数据类型 制造商名称 说明信息 探头型号 说明信息 连接器型号 说明信息 使用与储存要求 说明信息 测试试块信息 说明信息 测试设备信息 说明信息 测试标准信息 说明信息 测试环境信息 说明信息 探头尺寸 标称值 电缆线电容量 标称值 电缆线长度 标称值 阵元数 标称值 阵元间距 标称值 阵元长度 标称值 楔块参数（集成楔块探头） 标称值 换能器背衬回波 标称值 偏向角 标称值 阵元电阻抗和静态电容 测量值 阵元间串扰 测量值 阵元脉冲持续时间 测量值 阵元中心频率和相对带宽 测量值 相对脉冲回波灵敏度偏差 测量值 阵列探头灵敏度 测量值 自聚焦阵元焦点特性 测量值 防渗漏性能 测量值 阵列探头阵元线序 测量值 阵元扩散角 测量值 失效阵元数 测量值 2超声阵列探头总体技术要求 5.2 超声阵列探头应具有探头数据表，超声阵列探头的探头数据表中的测量值应满足第7章验收要求。 超声阵列探头应做出厂测试，超声阵列探头出厂测试的项目应满足表2要求，超声阵列探头的制造 商应对每个超声阵列探头进行出厂测试，并出具一份按照本文件要求测试的报告，出厂测试应按照GB/T 19001质量体系予以限定和保证。 型式测试宜在产品定型时进行测试，或由合同双方约定。超声阵列探头型式测试的项目应满足表2 要求。型式测试的实验室宜按照GB/T27025要求取得相应的资质，且具有超声阵列探头型式测试项目能 力，型式测试实验室应出具一份按照本文件测试的报告。 表2超声阵列探头的测试项目 测试项目 测试类型 测试方法 物理性能 型式和出厂 7. 1 防渗漏性能 型式 7. 2 型式 阵元电阻抗和静态电容 7. 3 阵元间串扰 型式和出厂 7. 4 阵元脉冲持续时间 型式和出厂 7. 5 4 JB/T11731—202X 测试项目 测试类型 测试方法 阵元中心频率和相对带宽 型式和出厂 7. 6 相对脉冲回波灵敏度偏差 型式和出厂 7. 7 阵列探头灵敏度 型式和出厂 7. 8 自聚焦阵列探头阵元焦点特性 型式和出厂 7. 9 阵元扩散角 型式 7. 10 阵列探头阵元线序 型式和出厂 7. 11 失效阵元 型式和出厂 7. 12 6测试设备 6.1脉冲发射接收器 脉冲发射接收器是用于产生发射脉冲与接收超声信号的测试设备，脉冲发射接收器的带宽应大于所 测阵列探头的频率范围，模数转换宜高于100MHz，满足该要求的常规超声仪器、超声相控阵仪器、全 聚焦超声相控阵仪器可代替脉冲发射接收器。 6.2示波器 示波器是用于显示并测量电信号的测试设备，示波器的频带宽度宜高于100MHz，通道数宜大于1个 且具有离散型傅里叶变换(DFT)功能。 6.3频谱分析仪 频谱分析仪是用于显示并测量电信号频谱信息的测试设备，频谱分析仪的频带宽度宜高于100MHz， 具有离散型傅里叶变换(DFT)功能，如示波器能满足该要求，可用示波器替代频谱分析仪。 6.4阻抗分析仪 阻抗分析仪是用于测量复数电阻抗信息的测试设备，阻抗分析仪的最小带宽宜高于60MHz。 6.5函数发生器 函数发生器是一种多波形信号发生器，函数发生器应具有按探头中心频率激发正弦波和方波的功能， 激励电压值宜能在0Vpp-20Vpp范围内调节。 6.6超声相控阵仪器 超声相控阵仪器是用于激发超声阵列探头，接收并显示超声阵列探头信号的仪器，超声相控阵仪器 的总通道数应大于或等于被测探头的阵元数。 6.7测试试块 测试试块用于产生测试超声阵列探头所需的参考回波信号，测试试块产生参考回波的反射面宜足够 大，不应产生干扰信号，测试试块的厚度宜大于10倍波长，不同类型的超声阵列探头可按以下方式设计 测试试块： a）带楔块接触式阵列探头的测试试块材料宜与楔块材料一致，测试试块的晶粒度需均匀一致且 不影响阵元灵敏度一致性的测试，测试试块的材料和厚度应在探头数据表中说明。应使每个 阵元产生的超声波垂直入射至测试试块底面且声程相同。当带楔块接触式阵列探头的楔块为0 度时，测试试块应上下表面平行，0度楔块测试方法示意图见图7a），当带楔块接触式阵列探 头的楔块有一定角度时，测试试块上表面应倾斜一定角度，上表面倾斜角度应与集成块角 度一致，带角度楔块测试方法示意图见图7b）。不同类型阵列探头的楔块详细信息见附录A。 5 JB/T11731—202X 5 2 3 3 4 4 a）0度楔块测试方法 b）带角度楔块测试方法 标引序号说明： 1--探头： 2--阵元； 3--楔块； 4--测试试块； 5--电缆线。 图7带楔块接触式阵列探头