《超声检测学》实 验 指 导 书（机电学院测控技术及仪器专业使用）彭光俊 赵志 编武汉理工大学教材中心2003年6月第一部分 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试实验一 水平线性的测定一、实验目的学会使用超声波探伤仪，熟练掌握超声探伤系统水平线性的测试方法二、概要水平线性即超声探伤仪对距离不同的反射体所产生的一系列回波的显示距离与反射体距离之间能够按比例方式显示的能力A型显示超声探伤仪示波管内的电子束受与时间成线性关系的扫描电压作用，而在水平方向扫描形成时间基线由于反射体的回波位置是在有线性刻度的时间基线标尺上读出的，因此，水平扫描线（时间基线）的非线性会引起定位误差本测试就是为了检查超声探伤系统的时基线性三、实验用品仪器：CTS-22型超声波探伤仪 1台探头：2.5P 20-D型直探头，2.5P 13×13 K1.5-D型斜探头 各1个电缆：9-2电缆线（带接头） 1条试块：CSK-ⅠA型试块 1块耦合剂：机油 1杯工具：小螺丝刀 1把四、实验内容及步骤（一）采用直探头测定水平线性1． 将探伤仪的[抑制]置于“0”，其它调整取适当值。
2． 将直探头压在CSK-ⅠA型试块的A位置，中间加适当的耦合剂，以保持稳定的声耦合，如图1-1所示 3． 调节[深度范围]、[深度微调] 和[脉冲移位]旋钮，使屏幕上显示出 图1-1 第6次底波4．调节[粗调衰减]、[细调衰减]和[增益]旋钮，当底波B1和B6的幅度分别为50%满刻度时，将它们的前沿分别对准刻度0和100（设水平全刻度为100格）B1和B6的前沿位置在调整中如果相互影响，则应反复进行调整5．再依次分别地将底波动B2、B3、B4、B5调到50%满刻度，并分别读出底波B2、B3、B4、B5的前沿与刻度20、40、60、80的偏差α2、α3、α4、α5（以格数计），如图1-2所示，将数据填入表1-1表1-1 水平线性测试记录底面回波次数123456水平刻度读数偏 差6．取其中最大的偏差值αmax则水平线性误差ΔL为：ΔL = | αmax | % 注意事项：图1-2中的B1～B6是分别调到同一幅度，而不是同时达到此幅度。
二）采用斜探头测定水平线性采用斜探头测定水平线性的测试方法与采用直探头测定水平线性的测试方法相同五、实验报告要求1． 列出实验数据，计算水平线性误差2． 为什么读回波在水平标尺上的位置时应将回波幅度分别调到某一相同 高度（如满刻度的50%）？ 图1-2 3．在水平线性误差很大的情况下，如何较精确地测定反射体深度？4．水平线性误差影响什么？实验二 垂直线性的测定一、实验目的熟练掌握超声探伤系统垂直性的测试方法二、概要垂直线性即超声探伤仪的接收信号与荧光屏所显示的反射波幅度之间能按比例方式显示的能力当需要根据回波幅度评定缺陷时，A型显示超声波探伤仪荧光屏上显示出的信号幅度与输入到放大器的信号幅度是否呈线性关系具有重要意义本测试是为了检查超声探伤仪增益线性和衰减器精度两者的综合效果三、实验用品仪器：CTS-22型超声波探伤仪 1台探头：2.5P 20-D型直探头，2.5P 13×13 K1.5-D型斜探头 各 1个电缆：9-2电缆线（带接头） 1条试块：DB-PZ20-2型试块 1块耦合剂：机油 1杯工具：小螺丝刀 1把四、实验内容及步骤（一）采用直探头测定垂直线性1． 探伤仪的[抑制]置于“0”，其它调整取适当值。
2． 将直探头压在DB-PZ20-2型试块的上表面中心位置，中间加适当的耦合剂，并将平底孔的回波调至屏幕上时基线的近中央处，如图2-1所示 3． 调节[粗调衰减]、[细调衰减]、[增益]和探头位置，使平底孔的回波高度恰为100%满刻度，此时细调衰 减器至少应有30dB的衰减余量 图2-1 4．以每次2dB的增量调节[细调衰减]，每次调节后，用满刻度的百分值记下回波幅度，一直继续到衰减值为26dB，测量精度为0.1%将测试结果列入表2-1测试值与波高理论值之差为偏差值5．从表中取最大正偏差d（+）和最大负偏差d（－）的绝对值之和为垂直线性误差Δd（以百分值计），它由下式给出：表2-1 垂直线性测试记录衰减量（dB）波高理论值（%）测试值（%）偏 差（%）回波的消失情况0100.0－279.4－463.1－650.1－839.8－1031.6－1225.1－1420.0－1615.8－1812.5－2010.0－227.9－246.3－265.02830(二)采用斜探头测定垂直线性采用斜探头测定垂直线性，斜探头应放置在试块侧面，测试方法与采用直探头时相同。
五、实验报告要求1．列出实验数据，计算垂直线性误差2．用本实验所述方法测定垂直线性有何不足之处？3．要准确测定仪器的垂直线性应采用什么方法？4．垂直线性误差影响什么？ 实验三 斜探头入射点的测定一、实验目的熟练掌握斜探头入射点的测试方法二、概要用横波斜探头确定反射体的位置时，必须了解探头的入射点在斜射探伤中，超声束的中心入射于探伤面的一点，即为斜探头的入射点本测试是为了测定斜探头声束中心在入射探伤面上的位置（入射点）三、实验用品仪器：CTS-22型超声波探伤仪 1台探头：2.5P 13×13 K1.5-D型斜探头 1个电缆：9-2电缆线（带接头） 1条试块：CSK-ⅠA型试块 1块耦合剂：机油 1杯四、实验内容及步骤1．将斜探头压在CSK-ⅠA型试块上如图3-1所示的位置，中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。
使声束朝向R100㎜的曲面，并在探头声束轴线与试块侧面保持平行的情况下前后移动探头，至曲面回波的幅度达到最大图3-1 2．读出试块上R100㎜圆心标记线所对应的探头侧面刻度，此刻度位置即斜探头的入射点，读数应精确到0.5㎜五、实验报告要求1．怎样利用入射点来定位缺陷？2．直探头需要测试入射点吗？为什么？实验四 斜探头折射角或K值的测定一、实验目的熟练掌握斜探头折射角或K值的测试方法二、概要用横波斜探头确定反射体位置时，必须知道探头的真实折射角或K值折射角即折射波的传播方向和入射点处的探伤面法线之间的夹角本测试是为了测定斜探头声束入射于探伤面时的折射角（β）或斜探头的K（K=tgβ）值三、实验用品仪器：CTS-22型超声波探伤仪 1台探头：K1.0～3.0型斜探头 1个电缆：9-2型电缆线（带接头） 1条试块：CSK-ⅠA型试块 1块耦合剂：机油 1杯四、实验内容及步骤（一）斜探头折射角的测定1．根据斜探头折射角的不同标称值，把探头压在CSK-ⅠA型试块上的不同位置，如图4-1所示，中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。
图4-1 a．当折射角为34°～66°时，探头放在图4-1（a）的位置，使用50㎜孔的回波进行测定 b．当折射角为60°～75°时，探头放在图4-1（b）的位置，使用50㎜孔的回波进行测定c．当折射角为74°～80°时，探头放在图4-1（c）的位置，使用1.5㎜孔的回波进行测定在探头声束轴线与试块侧面保持平行的情况下前后移动探头，使回波达到最大2．读出探头入射点在试块侧面上所对应的角度刻度值，此刻度值即为斜探头的折射角β，读数应精确到0.5度3．计算K值 K=tgβ表4-1 K值和折射角β的对应值K0.81.01.52.02.53.0β38°39′45°0′56°19′63°26′68°12′71°34′(二)斜探头K值的测定1．使用CSK-ⅠA型试块可以直接测定斜探头的K值将斜探头压在试块上的不同位置如图4-1中的（a）和（b），中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合a. 当K值为1.0～1.5时，探头放在图4-1（a）的位置，使用用50㎜孔的回波进行测定b. 当。