[国家计量标准]-JJF 1126-2004 超声波测厚仪校准规范.pdf

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1、署 暑 释 中华人民共和国国家计量技术规范 J J F 1 1 2 6 - 2 0 0 4 超声波测厚仪校准规范 C a l i b r a t i o n S p e c i f i c a t i o n f o r U l t r a s o n i c T h i c k n e s s I n s t r u m e n t s 2 0 0 4一0 9一2 1 发 布 2 0 0 5一0 3一2 1实施 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局发布 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 JJ F 1 1 2 6- 2 以M 超声波测厚仪校准规范 C a l i b r a t

2、 i o n S p e c i f i c a t i o n f o r Ul t r a s o ni c Thi c kne s s I ns t r ume nt s J J F 1 1 2 6 - 2 0 0 4 代 替J J G 4 0 3 - 1 9 8 6 本规范经国家质量监督检验检疫总局于 2 0 0 4年 0 9 月 2 1日批准，并 自 2 0 0 5 年 0 3 月 2 1日起施行。 归口单位 : 主要起 草单 位 : 参加起草单位: 全国几何量长度计量技术委员会 天津市计量技术研究所 中国计量科学研究院 时代集团公司 本规范由归 口单位负责解释 标准搜搜网 各类标

3、准行业资料免费下载 J JF 11 26 - 2 00 4 本规范主要起草人: 王心航 张恒 刘佳丽 参加起草人 : 彭雪莲 路瑞军 ( 天津市计量技术研究所) ( 中国计量科学研究院) ( 天津市计量技术研究所) ( 时代集团公司) ( 天津市计量技术研究所) 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 J J F 1 1 2 6- 2 0 0 4 目录 1 范围 ( 1 ) 2 引用文献 ( 1 ) 3 概述 ， ( 1 ) 4 计量特性 ( 2 ) 4 . 1 重复性 ( 2 ) 4 . 2 示值误差 ( 2 ) 4 . 3 曲面壁厚测量的示值误差 ( 2 ) 4 . 4 厚度校准的微调范围

4、 ( 2 ) 4 . 5 变换声速的厚度示值误差 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .( 2 ) 4 . 6 示值稳定性 ( 2 ) 5 校准条件 ( 3 ) 6 校准项目 和校准方法 ( 3 ) 6 . 1 重复性 ( 3 ) 6 . 2 示值误差 ( 3 ) 6 . 3 曲面壁厚测量的示值误差 ( 3 ) 6 . 4 厚度校准的微调范围 ( 3 ) 6 . 5 变换声速的

5、厚度示值误差 ( 3 ) 6 . 6 示值稳定性 ， ( 4 ) 7 校准结果表达 ( 4 ) 8 复校时间间隔 ( 4) 附录A 校准证书内容 ( 5 ) 附录B 标准厚度块的技术要求 ( 6) 附录 C 标准圆管的技术要求 ( 7) 附录 D 超声波测厚仪示值误差校准结果的不确定度分析 ( 8 ) 附录 E 各种材料的声速及声速比 ( 1 1 ) 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 J J F 1 1 2 6 -2 0 0 4 超声波测厚仪校准规范 1 范 围 本校准规范适用于分辨力为0 . 1 m m和0 . 0 1 m m超声波测厚仪的校准。 2 引用文献 本规范引用下列文献: J

6、 J F 1 0 0 1 -1 9 9 8 通用计量术语及定义 J J F 1 0 5 9 -1 9 9 9 测量不确定度评定与表示 G B / T 1 2 0 6 4 . 1 -1 9 9 9 无损检测术语超声检测 G B / T 1 1 3 4 4 -1 9 8 9 接触式超声波脉冲回波法测厚 使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。 3 概 述 超声测厚仪主要用于测量船体、油气管道、高压容器、锅炉等的壁厚以及大面积板 材厚度。被测材质可以是以钢为代表的金属类材料，也可以是塑料、尼龙等非金属材 料。其原理是仪器通过探头发射超声波，在到达试件底面后反射回来被测头接收。通过 计数器

7、精确测量超声波在材料中传播的时间，并按下式进行计算，由显示器显示出被测 ( b ) ( a) 1 一仪器机壳;2 -祸合指示;3 -厚度微调钮;I 一仪器机壳;2 -操作按键;3 -藕合指示; 4 一护盖;5 一启动按钮;6 -照明按钮;4 一显示器;5 -探头插头;6 一公英制转换键; 7 -探头插头;8 -显示器; 9 一探头7 一校准厚度块;卜 测头 图 1 仪器外形图 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 JJ F 11 2 6 - 2 以种 厚度值 。 式中:H 试件厚度; 声速; 超声波在试件中往返一次的传播时间。 仪器分辨力分为 0 . 1 m m和 O . O l m m的超

8、声波测厚仪，测量范围一般在 0 . 5 m m 2 0 0 m m ，声速范围可在 l o 0 0 m / s 一 9 9 9 9 m / s 之内变化不等 ( 各种材料的常用声速表见附录 E ) 。常见仪器外形结构如图 1 所示。 4 计， 特性 4 . 1 重复性 仪器分辨力规格及对应的重复性要求见表 t o 4 . 2 示值误差 仪器分辨力规格及对应的最大允许示值误差见表 表 1 分辨 力重复性 最大允许示值误差 测量范围下限至 l o m m以下I O m m至测量范围上限 0. 10. 1士0. 1 1 , .，H ， I V . 十 1 0 0 0. 010. 0 3土0. 05

9、* ( 0 .0 1 _ H 12 0 0 1 注:表中 H为标准厚度块的标称值。 4 . 3 曲面壁厚测量的示值误差 仪器分辨力规格及对应的最大允许示值误差见表 2 0 表 2 分辨力标准圆管的规格最大允许示值误差 0. 1 外径 “ 4 0 壁厚 3 士0. 2 0. 01 外径 “ 3 0壁厚2 土0. 1 0 4 . 4 厚度校准的微调范围 仪器应满足有 ， l m m的微调范围 ( 无微调功能的仪器不作此项校准) 。 4 5 变换声速的厚度示值误差 示值误差应不超出 t 0 . 5 0 m m a 4 . 6 示值稳定性 仪器分辨力规格及对应的示值稳定性要求见表 3( 自动关机型仪器

10、可不作此项校 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 JJ F 1 1 2 6- 2 0 0 4 准) 表 3 仪器分辨力 示值稳定性/( m m/ , ) 0. 1 一 0. 1 0 .0 1 注 :校准工作无合格 与否的结论 ，上述计量特性 要求仅供参 考 5校准条件 5 . 1 校准室内温度应为 2 0 士 5 C 。相对湿度应小于 6 5 %R 日 。 5 . 2 校准仪器所用标准厚度块和标准圆管应符合附录 B和附录 C的技术要求 5 . 3 超声波测厚仪随机的校准厚度块应符合附录 B的技术要求 6校准项 目和校 准方 法 校准前需确认无影响校准计量特性的外观和机电功能方面的缺陷。 6

11、 . 1 重复性 仪器开机后，操作声速调整键或声速拨码盘将声速调整到 5 9 0 0 m / s ，再回到仪器测 厚状态下， 将藕合剂涂敷在5 . 5 m m标准厚度块的中心位置上。 用探头绮该厚度块连续 测量 5次，取最大值与最小值之差作为该仪器的重复性。也可直接用仪器的随机校准厚 度块进行本项校准 6 . 2 示值误差 按仪器所规定的程序进行校准。在仪器的测量范围逐一测量附录 B中的标准厚度 块 ，每块连续测量 3 次，取平均值作为仪器在该厚度块的示值。当同一台超声波测厚仪 有 。 . I m m和 0 . 0 1 m m两挡分辨力时，应分别进行两挡示值误差的校准示值误差 S 、 按 下式

12、计算: ( I N=H一H 式中:H 仪器平均示值 ; H 标准厚度块的标称值 6 . 3 曲面壁厚测量的示值误差 按仪器所规定的程序进行校准 ( 如不更换测头则不重校、 ，根据表 2的规定 ，测量 与其分辨力相对应的标准圆管的壁厚 ( 技术要求见附录 C ) o测量时将探头的隔声层 1 与被 测标准圆管2 的素线平行或垂直 ( 如图2 所示) ， 轻微摆动探头并观察示值， 取最 小的稳定的示值为测量值 ，测量值与标准圆管壁厚标称值的差值即为示值误差。 6 . 4 厚度校准的微调范围 仪器校准后，保持探头 与厚度块的藕合状态不变，连续调整仪器校准的 “ ” 、 1 , 0 , 键 ( 或旋转校

13、准厚度用的微调旋钮) ，仪器示值变化范围应不小于1l m m o 6 . 5今换 声谏的厚 彦示值误差 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 工1 F 1 1 肠 -20 0 4 图2 曲面测量示意图 将仪器的声速分别设置在 3 9 0 0 m / s 和7 9 0 0 m / s , 测量 l o m m标准厚度块，每个声速下 测量3 次， 得到对应声速的平均值瓦， 和 H o z ，根据折合厚度的理论值 H o l = 6 . 6 1 m m ( 3 9 0 0 m / s ) , H2 = 1 3 . 3 9 m m ( 7 9 0 0 m / s ) ， 按下式计算变换声速后的 示值

14、误差: S H I =H o : 一H o l S H z =刀m一H , 式中: 几1 声速为3 9 0 0 m / s 时的厚度示值误差; S 声速为7 9 0 0 m / s 时的厚度示值误差。 6 . 6 示值稳定性 用探头测量任一标准厚度块或仪器随机校准厚度块，记下第一次示值 ，其后每隔 1 5 m i n 重复测量一次，连续观察 1 h ，取示值之间的最大差值为示值稳定性。 7 校准结果表达 仪器经校准后，填发校准证书。校准证书至少应包括附录 A所含的信息。 8 复校 时间间隔 复校时间间隔建议为 1 年。 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 工I F 1 1 26 - 2 0

15、0 4 附录 A 校 准 证 书 内 容 1标题:校准证书; 2 . 实验室名称和地址; 3 . 进行校准的地点; 4 . 证书或报告编号、页码及总页数 ; 5 . 送检单位的名称和地址; 6 . 被校准仪器名称; 7 . 被校准仪器的制造厂、型号规格及编号; 8 . 校准所使用的计量标准名称及有效期; 9 . 本规范的名称 、编号和对本规范的任何偏离、增加或减少的说明; 1 0 . 校准时环境温度情况; 1 1 . 校准项目的校准结果; 1 2示值误差校准 结果的测量不确定度; 1 3 . 校准人签名、核验人签名、批准人签名; 1 4 . 校准证书签发 日 期; 巧. 复 效时间间隔的建议;

16、 1 6 . 未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书。 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 JJ F 1 1 2 6- 2 州月 附 录 B 标准厚度块的技术要求 B . 1 标称值及允许偏差列于表 B . t o 表B . 1 标准厚度块的技术要求 标称值 H0. 5否1. 01. 21 . 5石2. 0 3. 3 允许偏 差 S 士0. 01 标称值 H 5. 57. 71 01 52 02 55 0 允许偏 差 S 士0. 01士0. 02 标称值 H 7 51 oo1 5 020 0 允许 偏差 S t 0. 0 2 t 0 . 0 5 二为检定各种仪器测量下限的专用尺寸。

17、B . 2 几何形状及尺寸要求见图 B . 1( 单位为 m m ) o B . 3 材料:4 5 “ 钢 注:表中H值为推荐值。 图B 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 J J F 1 1 2 6 -2 以 M 附录 C 标准回管的技术要求 C . 1 标称值及允许偏差列于表 C . 1 . 表 C . 1 标准圆管的技术要求 壁厚标称值 2( 外径 $ 3 0 )3( 外径 势 4 0 ) 壁厚允许偏差士0. 0 2士0. 02 C . 2 几何形状及尺寸要求见图C . 1( 单位为 m m ) . C . 3 材料:4 5 钢 ( a) (b) 图C. 1 标准搜搜网 各类标准行

18、业资料免费下载 J JF 11 26 - 2 00 4 附录 D 超声波测厚仪示值误差校准结果的不确定度分析 D . 1 测量方法 首先将仪器校准， 然后用标准厚度块对仪器进行校准。仪器平均测量值 H与标准 厚度块的标称值H之差即为示值误差S H I D . 2 数学模型 示值误差公式:8= H一 H 式中:S超声波测厚仪示值误差; H仪器的平均测量值; D. 3 H 标准厚度块的标准厚度值。 方差 和灵敏系数 依 : ( ， 卜艺 L 鬓 J 一 ( ) 得 U 2 ( S H ) =C ; ( 万) u 子 ( H ) +C ; ( H ) u z ( H ) 式中:c , ( H ) c

19、 , ( H) z uc= d ,3 , 一d H- d 3 H 一 aH 一 则 D . 4 标准不确定度一览表 u 卜 。 : ( 万 ) 十 “ : ( H ) D . 5 计算标准不确定度分量 D . 5 . 1 标准厚度块尺寸偏差带来的不确定度分量 u , 校准使用标准厚度块的标称值 ，其尺寸偏差虽为综合误差，但在此时忽略不计 ，应 视为偶然误差，且应按正态分布 3 a范围处理 ，故 l O m m时 : u , = 0 .0 1 x 合 = 0 . 0 0 3 m m = 3 1cm 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 J J F 1 1 2 6- 2 以种 2 0 0 mm时

20、: =0 . 0 1 7 m m=1 7 N m 1一3 估计相对不确定度约为 1 0 % n , =0 . 0 5 x ，则 自由度 1 11 0、 一 z _ _ ， ， =2 x ( 1 0 0 ) 二 。 u D . 5 . 2 标准厚度块检定误差的不确定度分量 “ ， 检定标准厚度块的仪器示值允许误差 = * ( 1 + 儡 ) = 土 0 .0 0 3 m m = ， 3 1z m 按正态分布 3 Q处理 ，则 u 2 = ( 0 . 0 0 3 x 合 ) = 0 . 0 0 1 m m = l lem 自由度按相对不确定度 1 0 %计，则 1 l 1 0、 一 z _ _ v

21、 2 =2 x ( lo o ) = ” U D . 5 . 3 校准的测量重复性带来的不确定度分量 u , 用标准厚度块将仪器示值校准，然后用测头连续测量该厚度块 1 0 次，计算出标准 偏差s _ , = 0 . 0 2 5 ( n = 1 0 ) 0 逐点校准仪器示值误差时，又规定取 3 次平均值作为测量值 ，则 u 3 = (0 .02 5 岩 ) = 0 .0 2 5 0 .57 7 = 。 0 14 m m 二 4 tlm 自由度 D . 6 合成标准不确定度 v ,=n一1=9 二0 . 0 1 4 m m=1 4 z m =0 . 0 2 2 m m=2 2 p m 一5艺1一

22、5EI 1士勺11勺 一- l o mm时 : 2 0 0 m m时 : D . 7 有效 自由度 ， . rc a u ve rc=a一一一a一一一 下 u,“2u3 + + v, v , v 3 l O mm时 : 1 4 4 = = ， 3 1 1 4 5 0 + 5 0 + 丁 2 0 0 m m时 : 1 7 4 1 而 不 一 = 3 9 丽 + 5 0 十 丁 D . 8 扩展不确定度 l O m m时: 取置信水平 9 5 %， 自由度为 9 ， 查表得 k = 2 . 2 6 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 . UF 1 1 26 - 2 侧M U= 1 0 . 9

23、5 ( 9 ) =2 . 2 6 x x “ 1 4 = 3 2 ( tL m ) 2 0 0 m m时: 取置信水平9 5 %，自 由度为3 9 , U = 查表得 k = 2 . 0 2 t , . , , ( 3 9 ) x 。 。 2 . 0 2 x 2 2 二 4 4 ( L m ) 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载 工I F l l 2 6一 2 0 0 4 附录 E 各种材料的声速及声速比 表 3各种材料的声速及声速 比 材料声速/ ( m / 5 )声速比 铝 6 42 01 08 硬铝 63 2 0 l 1. 07 钢5 90 0 l 不锈钢 5 79 00. 98 石英 57 2 00. 97 玻璃 5 44 00. 92 创 可 5 01 00. 8 5 铸铁 41 0 05 0(X)0. 750. 8 5 黄铜 47 0 00， 8 锌 42 1 00 7 1 锡 33 2 00. 5 6 尼龙 2620044 硬橡皮 2 5 00 一 04 2 I 聚乙烯 ( 软) 一 1 9 500. 3 3 .士、士、 . 各种材料声速 了 上 : 尸 卫 五 厂 乙 二 一 一 一 一 一 下 不不 五 一 一 一 一 一 ，UU 标准搜搜网 各类标准行业资料免费下载