JJG 990-2004 声波检测仪检定规程 JJG990-2004 标准下载解压密码：www.bzxz.net
本规程适用于声波检测仪的首次检定、后续检定和使用中的检验。

中华人民共和国国家计量检定规程JJG990—2004
声波检测仪
AcousticDetector
2004-09-21发布
200412-21实施
国家质量监督检验检疫总局发布JJG990—2004
声波检测仪检定规程
Verification Regulation for
AcousticDetector
JJG990—2004
本规程经国家质量监督检验检疫总局2004年09月21日批准，并自2004年12月21日起施行。
归口单位：全国声学计量技术委员会主要起草单位：湖北省计量测试技术研究院参加起草单位：中国计量科学研究院武汉岩海公司免费标准下载网bzxz
本规程委托全国声学计量技术委员会负责解释本规程主要起草人：
姚秋平
罗亚清
参加起草人：
边文萍
时根火
陶丽君
刘宏华
JJG 990—-2004
（湖北省计量测试技术研究院）（湖北省计量测试技术研究院）（中国计量科学研究院）
（湖北省计量测试技术研究院）（湖北省计量测试技术研究院）（湖北省计量测试技术研究院）（武汉岩海公司）
引用文献·
术语和计量单位
超声检测…
近场长度
发射换能器谐振频率
接收灵敏度
概述：
计量性能要求
声时测量相对误差
幅值测量级线性
幅值测量范围
发射电压幅值稳定度
接收系统频率响应
发射换能器谐振频率
通道隔离度
通用技术要求
外观、标志及说明书
7计量器具控制
检定条件
检定项目
检定方法
检定结果的处理*·
检定周期
附录A不确定度分析实例
附录B
检定证书内页格式
附录C
检定结果通知书内页格式
JJG990—2004
（1）
（2）
（2）
（2）
（2）
（2）
1范围
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声波检测仪检定规程
本规程适用于声波检测仪的首次检定、后续检定和使用中检验。2引用文献
本规程引用下列文献：
GB/T3223一1994《水声换能器自由场校准方法》GB/T3947—1996《声学名词术语》GB/T12604.1一1990《无损检测术语超声检测》GB/T17252-1998《100kHz以下超声压电换能器的特性和测量》JJF1001一1998《通用计量术语及定义》JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》JJG1851997《500Hz~1MHz测量水听器》JG/T5004一1992《混凝土超声波检测仪》CECS02：88《超声回弹综合法检测混凝土强度》CECS21：2000《超声法检测结构混凝土内部缺陷》使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3术语和计量单位
3.1超声检测（ultrasonicdetectionandmeasurement）利用超声对材料的非声学性质进行检查或测定的方法和技术。3.2近场长度（nearfieldlength）主声轴线上最后一个声压极大值与晶片表面的距离。3.3远场（farfield）
自由场中，离声源远处瞬时声压与瞬时质点速度同相的声场。3.4首波（fastwave）
声波检测仪发射声脉冲信号通过介质（空气、液体、固体）传播后，在接收换能器接收的信号波形中，首个明显区别于噪声的信号。首波应有一个完整的周期，有正峰值和负峰值。
3.5发射换能器谐振频率（soundprojectorresonancefrequency）发射换能器在一电压幅值不变的扫频信号激励下，在指定轴线方向上远场参考距离处接收声信号得到发送电压响应的频率响应函数，最大值处的频率。3.6接收灵敏度（receivingsensitivity）声波检测仪调至最佳接收状态，对智能式仪器是指首波达到一定的量化数值所要求的最小接收信号，对数字式仪器是指能使计数器关门的最小信号，对于模拟仪器是三倍1
于噪声信号的接收信号。
3.7声时（timeoftransmittedsound）声波在介质中传播的时间。
4概述
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声波检测仪是通过向待测试件发射声脉冲，使其穿过试件，然后接收穿过试件后声脉冲信号，并测量声脉冲信号穿过试件的时间，能量衰减，频率变化等，以完成对待测试件的无损检测。声波检测仪主要由发射、接收、延迟、声时和幅值测量等部分组成。声波检测仪主要用于混凝土、岩体及岩芯试样、陶瓷、石墨等非金属材料与结构的声波或超声无损检测，可进行强度检测、结构内部缺陷检测、裂缝检测、结合面质量与破损层厚度检测、匀质性检测、结构厚度检测、桩基质量检测以及材料弹性力学参数检测等。
5计量性能要求
5.1声时测量相对误差
电信号测量优于±0.5%，声信号测量优于±1.0%。5.2幅值测量级线性
每6dB优于±0.9dB，最小分度至少为1dB，总线性范围不低于产品技术指标要求。5.3幅值测量范围
不小于60dB。
5.4发射电压幅值稳定度
每小时优于±5%。
5.5接收系统频率响应
（10~250）kHz率范围内不均匀度不小于12dB。5.6发射换能器谐振频率
偏差不超过标称频率值的±10%
5.7通道隔离度
对于多通道声波检测仪，在换能器标称频率处应大于40dB。6通用技术要求
6.1外观、标志及说明书
6.1.1声波检测仪应具有以下清晰而耐久的标志：a）制造厂的厂名；
b）产品的型号和出厂编号；
c）声波检测仪应有MC标志及编号。6.1.2声波检测仪应无影响仪器正常工作及读数的机械损伤、旋钮失灵、衰减器错位和接触不良等现象。
6.1.3每台声波检测仪应附带使用说明书。说明书中应包括下列资料：2
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a）各功能的描述及全部操作说明b）仪器正常工作的电源及环境条件c）预热时间
d）主要技术指标
6.2标记
6.2.1声波检测仪中非操作者使用的部件应采用密封或标记的方法加以保护。6.2.2声波检测仪应留有标注检定标记的适当位置。7计量器具控制
计量器具控制包括首次检定、后续检定以及使用中的检验。声波检测仪更换换能器和修理后对其计量性能有重大影响时，其后续检定原则上须按首次检定进行。7.1检定条件
7.1.1检定环境条件
检定时应满足以下环境条件：
温度：（23±5）℃；
相对湿度：（60±30)%。
7.1.2检定用计量标准器
7.1.2.1信号发生器：频率范围2kHz~300kHz，失真小于1%，输出电平的频响优于±0.5dB，可输出猝发音信号。
7.1.2.2衰减器：频率范围DC~30MHz；每10dB误差不超过±0.2dB。7.1.2.3测量放大器：频率范围2kHz~200kHz，幅值稳定度优于±0.05dB，输人阻抗大于接收换能器阻抗100倍，有效增益不小于60dB。7.1.2.4测量水听器：带宽范围不小于被测换能器标称频率的0.5~1.5倍，自由场灵敏度级应不低于-210dB（OdB=1V/μuPa），自由场灵敏度的不均勾度在测量频率范围应不超过±2dB。
7.1.3其他配套设备
7.1.3.1数字示波器：频率范围DC~100MHz；幅值测量误差：50V以下常规幅值测量优于±1.5%，50V以上高压测量优于±5%。7.1.3.2功率放大器：输出功率100W，频率范围2kHz200kHz。简易消声水槽：要能满足两换能器间距离的远场条件。7.1.3.3
交流电压表：频率范围10Hz~300kHz，示值误差优于1.0%。7.1.3.4
7.1.3.5温度计：测量范围（15~30)℃，示值误差优于0.1℃。7.1.3.6游标卡尺：分度值0.02mm。7.2检定项目
检定项目见表1。
7.3检定方法
7.3.1外观检查
7.3.1.1声波检测仪应有生产厂厂名、型号、名称、出厂编号、声波检测仪应有3
标志及编号；
外观检查
使用说明书
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表1声
声波检测仪检定项目览表
首次检定
声时测量相对误差（电信号方法）声时测量相对误差（声信号方法）幅值测量级线性
发射电压稳定度
幅值测量范围
接收系统频率范围
发射换能器谐振频率
通道隔离度（只用于多通道声波检测仪）注：“+”为应检项目，“”为可不检项目。7.3.1.2声波检测仪应满足6.1.2的要求。7.3.2声时测量相对误差（声信号方法）+
后续检定
检定装置方框图如图1所示，
按出厂规定的时间进行预热。
声波检测仪
发射与接收探头支架
图1声时测量相对误差（声信号方法）的检定装置示意图使用中检验
7.3.2.2调节声波检测仪发射和接收探头之间距离至大约20mm，发射电压至最大，调节接收声波使首波周期占显示时间轴1/3~1/6，首波峰－峰值为满屏显示的2/3，按照仪器的操作手册提供的方法，测量出零声时并予以消除。以后发射探头和接收探头之间距离每增加60.0mm测量一次声时。测量直至探头之间距离增加至320mm为止，测量过程中应注意调节声波检测仪始终保持首波峰－峰值为满屏显示的2/3，测量过程中温度变化应不超过±0.5℃。其声时理论计算值测量值与理论计算值误差不应超过5.1要求。声时理论计算公式如下：
t=d/(331.4/1+0.003 67T)
一声时理论计算值，8；
式中：t
d—两换能器之间的距离，m。
T-空气温度，℃。
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7.3.3声时测量相对误差（电信号方法）7.3.3.1检定装置方框图如图2所示。声波检测仪
猝发音信号发生器
图2声时测量相对误差（电信号方法）的检定装置示意图7.3.3.2调节猝发音信号发生器，频率调至探头标称频率，波数为10个，延迟为50us，声波检测仪首波调节如7.3.2.2，按照仪器的操作手册提供的方法，测量出零声时并予以消除。以后调节猝发音延迟每500us声波检测仪做一次声时测量，直至声波检测仪的测量上限（5ms后可增加至1ms测量一次）。声时测量相对猝发音延迟的误差应符合5.1要求。
7.3.4幅值测量级线性
7.3.4.1检定装置方框图如图3所示。声波检测仪
衰减器
释发音信号发生器
图3辐值测量级线性的检定装置示意图输出
7.3.4.2声波检测仪的量程控制器置于参考量程位置（标称测量上限下30dB测量档），调节猝发音信号发生器的频率为探头标称频率处，猝发音信号发生器输出幅度及衰减器至适当位置，声波检测仪接收信号的调节同7.3.2.2。依次按6dB增加或减少声波仪量程控制器的量程，同时相应调节衰减器，使声波检测仪接收信号幅值和原幅值相同。量程控制器改变值与衰减器改变值之差即为幅值测量级线性的误差，其误差应符合5.2的规定。
7.3.4.3对于数字式声波检测仪，按7.3.4.2调节衰减器，用声波检测仪幅值测量功能测量出6dB增加或减少的幅值，并计算相应dB值，其值应符合5.2的规定。7.3.5发射电压幅值稳定度
7.3.5.1检定装置方框图如图4所示。7.3.5.2将被检声波检测仪接上负载（1MQ1/2W电阻），发射电压置于最大，直接用数字示波器测量声波检测仪发射电压幅值，并在一小时内均匀时间间隔测量5次，其最大值至最小值相对平均值的幅度变化范围应符合5.4规定。5
7.3.6幅值测量范围
被检声波
检测仪
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示波器
图4发射电压幅值稳定度的检定装置示意图7.3.6.1检定装置方框图如图5所示，图中R为500无感电阻。7.3.6.2按图5所示连接测量仪器，开关K1置于“1”，K2置于“1”，调节声波检测仪发射幅值和脉宽使其发射声信号最大（但接收的信号首波不应有过载失真，否则应减小接收放大器增益），两探头之间距离为1.5倍近场长度，接收信号调节同7.3.2.2，记下首波幅值高度。
7.3.6.3置猝发音频率为探头标称频率，开关K2置于“2”，K3置于\1”，调节猝发音输出幅值，使声波检测仪接收的信号与7.3.6.2接收首波幅值相等，此时记下数字电压表的电压值为Vwax。
7.3.6.4开关K1置于“3”，K2置于“1”，K3置于“2”，两探头之间距离尽可能加大，声波检测仪调至最大接收增益状态（带前置放大器的应接上），从大到小调节猝发音输出幅值，使声波检测仪接收的信号幅值等于其接收灵敏度时的信号大小，如果声波检测仪接收灵敏度较高可以在两探头之间增加隔声板，记下此时声波检测仪接收信号幅值高度。
声波仪
猝发音
信号发生器
消声水槽
交流电压表
图5声波检测仪测量范围的检定装置示意图7.3.6.5开关K2置于“2”，K3置于“1\。调节猝发音输出幅值，使声波检测仪接收的信号与7.3.6.4接收信号幅值相等，此时记下数字电压表的电压值为Vm。7.3.6.6声波检测仪幅值测量范围计算按公式（1）进行，其值应符合5.3要求，Vm
A =20lg Vm
式中：V
最佳发射时声波检测仪测量的首波信号的电压值，V；声波检测仪接收灵敏度电压值，V；(2)
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A-声波检测仪测量范围，dB。
7.3.7接收系统频率响应
检定装置方框图如图3所示。
7.3.7.2声波检测仪的量程控制器置于参考量程位置（标称测量上限下30dB测量挡），调节猝发音信号发生器的频率为换能器标称频率，并调节猝发音信号输出及衰减器至适当位置，声波检测仪接收信号的调节同7.3.2.2。7.3.7.3在10kHz~250kHz范围调节猝发音信号发生器的频率，调节衰减器，使接收的信号同7.3.7.2的接收信号等幅。衰减器的调节范围不超过12dB，即可视为符合5.5条要求。
7.3.8发射换能器谐振频率
检定装置方框图如图6所示。
信号发生器
交流电压表
功率放大器
量放大器
水听器
换能器
消声水槽
前置放大器
图6发射换能器谐振额率的检定装置示意图7.3.8.2在发射换能器上施加的功率应使水听器接收的信号大小与发射换能器接收声波检测仪正常工作时发射声信号大小相当。在轴线方向上远场处测量接收声信号发送电压响应的频率响应函数，其中水听器接收最大声信号所对应的频率即为发射换能器谐振频率。当发射换能器、水听器敏感元件最大尺寸分别为α1、42声波波长为入时，测量距离d应同时满足（3）式。所测量发射换能器谐振频率应符合5.6条要求。d>(z+)/;d>ard>a2
7.3.9多通道声波检测仪的通道隔离度检定装置方框图如图7所示。
声波检测仪
接收2
接收1
数字电压表
释发音信号发生器
图7多通道声波检测仪的通道隔离度的检定装置示意图(3)
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