GB/T 29302-2012
基本信息
标准号： GB/T 29302-2012
中文名称：无损检测仪器 相控阵超声检测系统的性能与检验
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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相关标签： 无损 检测 仪器 相控阵 超声 系统 性能 检验
标准分类号
关联标准
出版信息
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标准简介
GB/T 29302-2012 无损检测仪器 相控阵超声检测系统的性能与检验
GB/T29302-2012
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标准内容
ICS 19. 100
中华人民共和国国家标准
GB/T29302--2012
无损检测仪器
相控阵超声检测
系统的性能与检验
Non-destructive testing instrunenisCharacterization and verification of phased array ultrasonic examination systems2012-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2013-06-01实施
规范性引用文件
术语和定义
意义和用途
试验方法
附录A（规范性附录）相控阵声束轮廓的测试附录B（规范性附录）
相控阵声束偏转范围的测试
附录C（规范性附录）相控阵阵元有效性的测试附录D(规范性附录)
相控阵聚焦能力评价
附录E（规范性附录）相控阵参数和数据显示的计算机控制评价附录F（规范性附录）相控阵楔块衰减和延退补偿评价附录G（规范性附录）相控阵趣声检测仪线性评价GB/T 29302——2012
本标推按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。GB/T2930:2—2012
本标准采用重新起草法修改采用美国标准ASTME2491-06《相控阵超声检测仪和系统性能特点评价。
本标准与ASTME2491-06相比做了下列技术性修改：表G.1\线性校止报告表”中对应“幅度控制线性”中的第1列第7行的数据原为40，与G4.7的测试描述“调节信号至100%幅度\不一致，本标准按G4.7的测试描述修改为100。本标准还做了下列编辑性修改：标推名称修改为“无摄检测仪器相控阵超声检测系统的性能与检验”；删除了ASTME2491-06前言，并重新编写了前言；用“本标准\…词代替了“本指南”-修改了第2章“规范性引用文件”中的引导语：第2章规范性号1用文件中增加了GB/T12604.1一2005《无损检测术语超声检测\，删除了ASI'ME1316无损检测术语；一删除第七章关键词特征、焦点、相控阵、相控阵探头、声束轮廓、超声。-将规范性附录的编号由A1至A7修改为A至G，本标摊由中国机工业联合会提出。本标推由全试验机标准化技术委员（SAC/TC122)归口。本标准主要起草单位：汕头市超声仪器研究所有限公司、南通友联数码技术开发有限公司、深圳华测检测技术股份有限公司、武汉中科创新技术股份有限公司，辽宁仪表研究所、广东汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司、广东省中山市特种设备检验所、带州超声电子有限公司、爱德森（厦门）电子有限公司、太原董型机械集团有限公司。本标准主要起草人：陈智发、郭振祥、朱平、王子成、徐波、陈伟、富阳、潘振新、林俊明、常静川、吴锦湖、陈和坤。
1范围
无损检测仪器相控阵超声检测
系统的性能与检验鲶
1.1本标准规定了相控阵超声检测仪和案统性能特点的评价方法。GB/T 29302—2012
1.2评价这些性能的的在于比较相控阵超声检测仪和系统，或者通过定期的性能评价，检测特定相控阵超声检测仪或系统性能长期的变化，评价这些变化，可能发现相控阵超声检测仪和系统的潜在故障，并巨这些变化一旦超过某些界限，就锯要纠正维修。本标推根据在超声检测中所起相关作用的大小着重提山了需要测量的项自。而其他电子特性方面的性能与非相控阵装置相假，可接照ASTME106《超声探头特性评定指南》或ASTME1324\超市检测仪器部分电子特性测鼠指南》中的播述测最。1.3本标推可用于评价采用脉冲波列和A型扫捐显示(射频或视频)的超声检测系统。1.4本标准可用于评价完整的检测系统，包括探头、相控阵超声检测仪、联接器、扫查装置.连接的报警器利辅助设备，正要是评价使用该系统在不改变或置换的情说下重复试验的性能。本标难不适丁替代相控阵超声检测仪或系统为检查某一特定材料而进行的校准或标准化程序。1.5本标推没有设定测试系统性能的要求。如需这样的验收标准，需由使用方指定。文中如有涉及验收标推，仅做举例用途，并始终受到客户和终端用户控制文件所要求的严格限制。1.6需评估的具体参数、测试的条件和频率以及要求报告的数据，都由用广决定。1.7除需评估的相控阵超声检测仪或系统外，所需器材还包括测试试块和位置编码器。1.8本标推也包括与程序适用性和结果解释相关的注意亨项。1.9只有经过客户同意，才可以使用替代程序，例如本文件所描述的例了，1.10本标准的主并不是要解决所有与使用相关的安全问题。本标准使用者的责任是建立合适的安全和健康的操作规范，在使用之前确定适用性的限制条件。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注口期的引用文件，仅注日期的版本用于本文件。凡是不注吕期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T12604.1无损检测术语超声检测(GB/T12604.1—2005,ISO5577：2000,IDT)ASTME317不采用电子测量仪器评定超声脉冲回波式检测仪器及系统上作特性的实施方法ASTME494测量材料中超声速度的实施方法ASTME1065超声探头特性评定指南ASTME1324超声检测仪器部分电子特性测量指南3术语和定义
GB/T 12601.1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
角度校正增益（ACG）anglecorrectedgain也称为ACG，用于在S扫描校准期间，补偿从固定深度横孔接收的信号幅度变化。补偿一般以电GB/T 29302—2012
子方式在多个不同深度进行。请注意ACG有技术限制，也就是说，当超过一定角度范圃时不可能补偿。
环阵探头annulararrayprobes
将换能器配置为一组同心圆环的相控阵探头。充许卢束沿着轴线聚焦到不同深度。通常圆环的表面面积是相同的，这意味着每个圆环真有不同的宽度。3.3
阵列（相控）array（phased）
阵元的图形排列方式。一般包括线形,环形、二维矩阵和极坐标等形式。3.4
电子扫描electronle scan
也称为E扫描：相同的聚焦法则采用一组活性阵元多路传输的方法；电子栅格扫描铅着相控阵探头的长度方向以相同角度进行。这与传统超声探头的栅格扫描等同，也称电子扫描。3.5
聚焦法则focal law
影响相控阵探头脉冲反射或一发一收方式出场灵敏度的整套硬件和软件参数。在骤焦法则中，有发射延时法则，接收延时法则，登加加权（结）法则和阵元邀发法则。3. 6
线阵探头lintararrayprobes
采用并列和与轴线平行的一组阵元制成的探头。可以使声束移动、聚焦，并且沿着单一方位角的平面偏转。
矩阵探头matrixarrayprobes
由不同阵元组成两维主平面的探头，例如，可纽成方格或扇形的形式。这些探头充许超声声束在多于一个平面偏转。
扇形扫描sectorlalscan
称S扫描或方位角扫描（S-scan)。扇形扫描可指声束移动或数据显示方式。作为数据显示方式时，它指的是经延迟和折射角校推后的特定一组阵元的所有！扫描的二维视图。作为声束移动方式时，它指的是同一组阵元在一定的角度范围内声束移动扫描所采用的聚焦法则，3.9
S扫描S-scan
即扇形扫描。
4概述
4.1相控阵超声检测仪和系统与传统的超声系统的单元组件相似，都是基丁单通道或多路脉冲回波的单元组件。这些包括发射器、接收器、探头和连接电缆。它们最显著的区别是，相控阵系统通过激发相控阵探头各个阵元产生微弱声波并经相位干涉后形成超声发射脉冲。4.2每个相控阵探头由一系列单独引线阵元组成，这些阵元通过来用可编程时间延迟法则单独激活。改变使用的阵元数和至每个阵元脉冲之间的延迟时问，可以控制声束。根据不向的探头设计，可用电子方式改变角度（人射或偏斜）、焦距，声束尺寸或综合改变这三个参数。在接收模式下，由阵元接收声能，信号的合成过程采用与发射时相同类型的时间延迟法则。2
GB/T29302—2012
4.3有效的声束偏转角度取决于若于个参数，包括：阵元数量、阵元间距，阵元尺寸、阵元阵列形状、阵元共振频率、声束指向的材料、在相邻发射器和接收器开启之间的最小延迟及发射器电压的特性。4.4相控阵系统的发射器和接收器的参数一般由计算机控制，接收到的信号通常通过计算机数据采集系统在计算机屏幕上显示，可以由计算机存储到数据文件中。4.5尽管大多数系统的阵元使用压电材料，但已经设计制造出电磁声探头并在相控阵超产检测仪中使用。
4.6大多数相控阵系统使用缩码器用于自动和半白动扫查。4.7本标准中提及的作为靶体的横孔直径应小于被评价的脉冲波长，且应有足够的长度，以避免端部效应而产生于扰信号。孔直径在1.5mm2.5mm且长度在20mm~25mm之间最合适。5 意义和用途
5.1本标准旨在评价相控阵探头和相控阵趋声检测仪的组合性能。它不是要定义性能和验收标谁，而是为这些标准提供数据。
5.2本标准推荐的测试方法旨在提供性能相关的测试，在指定的测试条件下，使用简单的靶体和被测相控阵检测系统，可以重复逊行这些测量。其主要用于标称工作频率范围为1MHz至20MHz的相控阵检测仪，但也适用于使用更高频率部件的相控阵超声检测仪。5.3本标准并不适用于校准或维护。这些可以从制造者的说明中获得。5.4在使用设备的方式上，执行具体的评价可能需要更详细的操作说明，5.5获取的测量数据可供本标准的使用者用来说明仪器的性能，或为质量保证提供性能准则，可为相控阵系统的1作性能提供维护评价。5.6本标准所描述的评价并不适用于所有的系统。用户可以自行决定全部或部分使用本标准。6试验方法
6，t规范性附录A～附录G描述相控阵系统一些参数评定的试验方法。6.2评定性能包括：测定声束轮廓、声束偏转范围、阵元有效性、聚焦能力、软件计算功能（控制和显示接收信号）、模块衰减的补偿和接收器增益线性。3
GB/T29302-2012
A.1概述
附录A
（规范性附录）
相控阵声束轮廓的测试
本附录描述测试相控阵探头声束轮廓的方法。使用这些方法可以满足液没式或接触式探头的测试应用要求。但请注意，如果没有采取有效措施来保证稳定的耦合条件，接触式探头的评价变化范围可能会超山预定限度。
A.2测试装置
A.2.1对于声束固定（即不采用电子或扇形扫描）的单聚焦法则且在液浸装置中使用的相控阵探头：可以使用ASTME1065中描述的球体作为测试靶体或用水听器。当采用多个聚焦法则的动态模式产生扇形或电子扫描的相控阵探头时，可以不使用或少量使用机械运动来进行声束轮廊评价。如果使用机移动测试时，应有定位编码器，使得信号时间和幅度与位移相关，需验证编码器的精确度在测叠允许的误差内。电了扫描和扇形扫描声束轮廊评估的方法适用于接触式探头。但是，当评价要求采用水浸法时，使用的测试靶体应替换为适当的棒体或球体，A，2.2线阵探头有一个活性平面和一个非活性平面或情性平面。在活性平面上评价产束时，应使用其有足够数量阵元的探买，以连续电子扫方式使声束通过测试靶体，对于使用大部分有效阵元产生声束的相控阵探头，用于电子光栅扫描的剩会阵元数量可能太少，面使声策光法扫查整个靶体。在这和情况下，应进行编码定位的机械扫查，沿若活性平面分别对每个聚集法则进行评价。A，2.3-应在无缺陷材料的不同深度工一系列横孔，针对不同深度的横孔，编制不同的案焦法则。通过使用相控阵系统的线性扫描功能，声束可以扫查不同深度的检测靶体。电子扫描姐图A，1所示。图A1横孔的电子扫描
GB/T29302—2012
A,2.4对需要检测的扫查范围内所有回波进行数据采集。显示采用不向色彩或炭阶代表幅度。在测试材料的传输时间或等效距离用一个坐标轴显示，另--个坐标轴显示位移。这就是典型的B型扫描如图A.2所示。
图A.2A.1中电子扫描显示的B型图（垂直坐标轴表示深度，水平坐标轴表示电子扫描距离）A,2.5使用装在楔块上的相控阵探头作电子打描的数据显示，也同样可使用时间与位移的直角坐标表示，或如图A.3所示进行角度校正。高轴效究
图A,3来自横孔(显示中可见离轴瓣效应)的相控阵声束(横波模式)角度校正B型图A.2.6沿着位移轴的分辨力是电了扫描步进的一个函数。如果扫描使用编码的机械装置，分辨力取决于来用的编码器步进，
A.2.7沿着声束轴向的分辨力是两个靶径之问间隔的一个函数。对于高度聚焦的声束来说，从声程到靶径之间有微小的差异（例如，1mm或2mm）。A,2.8也可以做情性平面的声束轮。线阵探头的情性平面垂直于活性平面，指的是不能应用相位效应引起声束偏转的平面。情性平面的声束轮廓筛要行机械扫描获得。A.2.9综合使用活性平面的电子扫描和情性平面的编码机械扫查逆行信号波形的采集，获得的数据可经过投影校止后得到惰性平面的声束尺寸。图A，1展示了在情性平面进行声束评价的一种方法。这种技术使用了阶试块上-系列不同深度盲孔的端角反射。5
GB/T29302—2012
图A.4扫描盲孔，获取惰性平面的声束尺寸A,2.10图 A.5 所示可以代替图 A. 4 阶梯深度的试块,用一个垂直于要求折射角度的通孔提供连续传输距离的靶体。
A,2.11可以用色标或灰度显示幅度落差的投影C扫定量声束人小，也可以用计算机画出位移幅度曲线。图A.6所示为投影的 C扫描图。电子扫描
步进聚法则
图A,5情性平面斜孔的声束特性
括性平面
图 A.6图 A. 4 中所示角效应的投影 C扫图B.1概述
附录B
（规范性附录）
相控阵声束偏转范围的测试
GB/T29302—2012wwW.bzxz.Net
B.1.1本附录描述测试相控阵探头声束偏转能力的实际范围，只适用于活性平面。使用这些方法可以测试凝浸式或接触式探头。们是请注意，如巢没有采取有效措施来保证稳定的耦合条件，接触式探头的评价变化范围可能会超出规定的公差，B.1.2设定相控阵探头角度扫描的工作范围的建议极限与探头阵列中每一个阵元的波束扩散角相关。当在脉冲回被模式使用时，可考患单个阵元用6dB回波包络法确定声束控制范围。因此才可以根据标称频率和厂家提供的阵元尺寸信息计算理论极限。然而，有几个参数会影响理论计算。这些主要与探头的标称频率相关。·些会影响实际频率的参数包括：脉冲长度、阻尼、延迟线的使用或折射锲块和在生产工艺中厚度搭接及匹配层的差别。B.1.3本测试方法的目的是，基于不同角度偏移的信噪比来评价声束的偏转能力。声束偏转能力也受声束设计需求的影响。采用聚焦的应用可能达不到与不采用聚焦的应用一样的偏转极限。B.1.4偏转能力应指定山程、孔径和材料。B. 2测试设置
根据测试条件设置探头的聚焦法则。这包括液漫式或接触式、折射楔块或延退线、无聚焦或规定焦距以及检测材料。
B.2、1在要使用的应用材料的一定距离，或者应用中要使用到的距离，制作一系列横孔。横孔布局应如图B.1所示。图B.1中所示的横孔以5间隔，离探头中心位置25mm和50mm。B.2.2不同应用可以使用相似的评价方法。当一组聚焦法则设置为规定一个平面而不是某声距离处的分辨力时，可以使用相关平面来评价波束的偏转极限。评价用试块的相关平面应采用横孔。试块如图B.2所示，在离标称入射点指定距离的垂直面和水平面做一系列横孔。横孔也可根据需要，安排在其他要测试的平面上。
B.2.3评价时，将探头置于试快上，使入射声束线中心对推试块标记的中心线。若不使用延迟线或折射楔映的探买，即采用排在一个平面的所有阵元，应将阵元阵列的中心点对谁中心线。对于只使用全部可用阵元中的一部分阵元的聚焦法则，阵元孔径的中心点应对准中心线。如果使用延迟线、折射楔块或液浸方法时，应作补偿入射点沿试块入射面“明显”移动的修正，如果如图B.2使用探头直接接触法在标定试块测试时，则中心线不对称，将不能同时获取正向和负向扫描角度。使用这种试块时，为得到两个方向的扫描范围，先在·个方向评估探头，再转180\评估另一个相反方间。的.2.4在A扫描采样期问，角度步逃会影响可达到的扫查范围。在S扫措采样期间，建议可变角评价的最大角度步进为1°。角度步逃受系统的脉冲和阵元间距特性之间的时闻延迟能力限制。图，1和图B.2中所示大多数的靶体相隔5°。但是，间隔也可以根据要求的分辨力变大或变小。7
GB/T 29302—2012
没半轻的摘孔，真轻为
注：试块尺寸150mm×75mmX25mm（通常）约20m
图B.1被束偏转评价试块-
沿乎径25mm的横孔，直径为1mm
一恒定声程
离出发点50mm的垂直面
75°0-
0000508 8 8 8
510°20°34°
高山发点25 mm的水平面
试块尺寸160m×100m×26m拍
图B.2波束偏转评价试块一
一单平面
GB/T29302—2012
B.2.5利用两个相邻横孔之间的最人和最小信号幅度之间的dB差来进行偏转范围的评价。例如，如果设置一个探头在试块上十45抖描，如图B.1所示，达到6dB分离的较高的那对横孔为探头设置的最大偏转能力。
B.2.6可接受的偏转范围以达到相邻孔间预定分离的最大和最小角度表示。根据不同的应用，可以将分离值设为6dB或20dB(或其他数值）。B.2.7偏转能力可以作为一个先决条件。例如，要求一个相控阵系统至少达到2mm直径横孔的5°分辨力，标称中心角正负20°的偏转能力，反之，可以限制一个系统的S扫不超过评价能达到的规定信号分离的角度；例如，间隔5°，2mm直径SDIs之间差20dB。B.3另种评价的方法就是使用指定深度或声程距离的单个横孔。显示使用最人和最小角度的A型扫描，可以通过观察峰值响应的信噪比来评估偏转范围。偏转极限要达到预定的信噪比。请注意，使用此方法以避免达到栅瓣信号的峰值。采用此方法也需确认横孔位于所计算的折射角度位置。
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相控阵超声检测
系统的性能与检验
Non-destructive testing instrunenisCharacterization and verification of phased array ultrasonic examination systems2012-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2013-06-01实施
规范性引用文件
术语和定义
意义和用途
试验方法
附录A（规范性附录）相控阵声束轮廓的测试附录B（规范性附录）
相控阵声束偏转范围的测试
附录C（规范性附录）相控阵阵元有效性的测试附录D(规范性附录)
相控阵聚焦能力评价
附录E（规范性附录）相控阵参数和数据显示的计算机控制评价附录F（规范性附录）相控阵楔块衰减和延退补偿评价附录G（规范性附录）相控阵趣声检测仪线性评价GB/T 29302——2012
本标推按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。GB/T2930:2—2012
本标准采用重新起草法修改采用美国标准ASTME2491-06《相控阵超声检测仪和系统性能特点评价。
本标准与ASTME2491-06相比做了下列技术性修改：表G.1\线性校止报告表”中对应“幅度控制线性”中的第1列第7行的数据原为40，与G4.7的测试描述“调节信号至100%幅度\不一致，本标准按G4.7的测试描述修改为100。本标准还做了下列编辑性修改：标推名称修改为“无摄检测仪器相控阵超声检测系统的性能与检验”；删除了ASTME2491-06前言，并重新编写了前言；用“本标准\…词代替了“本指南”-修改了第2章“规范性引用文件”中的引导语：第2章规范性号1用文件中增加了GB/T12604.1一2005《无损检测术语超声检测\，删除了ASI'ME1316无损检测术语；一删除第七章关键词特征、焦点、相控阵、相控阵探头、声束轮廓、超声。-将规范性附录的编号由A1至A7修改为A至G，本标摊由中国机工业联合会提出。本标推由全试验机标准化技术委员（SAC/TC122)归口。本标准主要起草单位：汕头市超声仪器研究所有限公司、南通友联数码技术开发有限公司、深圳华测检测技术股份有限公司、武汉中科创新技术股份有限公司，辽宁仪表研究所、广东汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司、广东省中山市特种设备检验所、带州超声电子有限公司、爱德森（厦门）电子有限公司、太原董型机械集团有限公司。本标准主要起草人：陈智发、郭振祥、朱平、王子成、徐波、陈伟、富阳、潘振新、林俊明、常静川、吴锦湖、陈和坤。
1范围
无损检测仪器相控阵超声检测
系统的性能与检验鲶
1.1本标准规定了相控阵超声检测仪和案统性能特点的评价方法。GB/T 29302—2012
1.2评价这些性能的的在于比较相控阵超声检测仪和系统，或者通过定期的性能评价，检测特定相控阵超声检测仪或系统性能长期的变化，评价这些变化，可能发现相控阵超声检测仪和系统的潜在故障，并巨这些变化一旦超过某些界限，就锯要纠正维修。本标推根据在超声检测中所起相关作用的大小着重提山了需要测量的项自。而其他电子特性方面的性能与非相控阵装置相假，可接照ASTME106《超声探头特性评定指南》或ASTME1324\超市检测仪器部分电子特性测鼠指南》中的播述测最。1.3本标推可用于评价采用脉冲波列和A型扫捐显示(射频或视频)的超声检测系统。1.4本标准可用于评价完整的检测系统，包括探头、相控阵超声检测仪、联接器、扫查装置.连接的报警器利辅助设备，正要是评价使用该系统在不改变或置换的情说下重复试验的性能。本标难不适丁替代相控阵超声检测仪或系统为检查某一特定材料而进行的校准或标准化程序。1.5本标推没有设定测试系统性能的要求。如需这样的验收标准，需由使用方指定。文中如有涉及验收标推，仅做举例用途，并始终受到客户和终端用户控制文件所要求的严格限制。1.6需评估的具体参数、测试的条件和频率以及要求报告的数据，都由用广决定。1.7除需评估的相控阵超声检测仪或系统外，所需器材还包括测试试块和位置编码器。1.8本标推也包括与程序适用性和结果解释相关的注意亨项。1.9只有经过客户同意，才可以使用替代程序，例如本文件所描述的例了，1.10本标准的主并不是要解决所有与使用相关的安全问题。本标准使用者的责任是建立合适的安全和健康的操作规范，在使用之前确定适用性的限制条件。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注口期的引用文件，仅注日期的版本用于本文件。凡是不注吕期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T12604.1无损检测术语超声检测(GB/T12604.1—2005,ISO5577：2000,IDT)ASTME317不采用电子测量仪器评定超声脉冲回波式检测仪器及系统上作特性的实施方法ASTME494测量材料中超声速度的实施方法ASTME1065超声探头特性评定指南ASTME1324超声检测仪器部分电子特性测量指南3术语和定义
GB/T 12601.1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
角度校正增益（ACG）anglecorrectedgain也称为ACG，用于在S扫描校准期间，补偿从固定深度横孔接收的信号幅度变化。补偿一般以电GB/T 29302—2012
子方式在多个不同深度进行。请注意ACG有技术限制，也就是说，当超过一定角度范圃时不可能补偿。
环阵探头annulararrayprobes
将换能器配置为一组同心圆环的相控阵探头。充许卢束沿着轴线聚焦到不同深度。通常圆环的表面面积是相同的，这意味着每个圆环真有不同的宽度。3.3
阵列（相控）array（phased）
阵元的图形排列方式。一般包括线形,环形、二维矩阵和极坐标等形式。3.4
电子扫描electronle scan
也称为E扫描：相同的聚焦法则采用一组活性阵元多路传输的方法；电子栅格扫描铅着相控阵探头的长度方向以相同角度进行。这与传统超声探头的栅格扫描等同，也称电子扫描。3.5
聚焦法则focal law
影响相控阵探头脉冲反射或一发一收方式出场灵敏度的整套硬件和软件参数。在骤焦法则中，有发射延时法则，接收延时法则，登加加权（结）法则和阵元邀发法则。3. 6
线阵探头lintararrayprobes
采用并列和与轴线平行的一组阵元制成的探头。可以使声束移动、聚焦，并且沿着单一方位角的平面偏转。
矩阵探头matrixarrayprobes
由不同阵元组成两维主平面的探头，例如，可纽成方格或扇形的形式。这些探头充许超声声束在多于一个平面偏转。
扇形扫描sectorlalscan
称S扫描或方位角扫描（S-scan)。扇形扫描可指声束移动或数据显示方式。作为数据显示方式时，它指的是经延迟和折射角校推后的特定一组阵元的所有！扫描的二维视图。作为声束移动方式时，它指的是同一组阵元在一定的角度范围内声束移动扫描所采用的聚焦法则，3.9
S扫描S-scan
即扇形扫描。
4概述
4.1相控阵超声检测仪和系统与传统的超声系统的单元组件相似，都是基丁单通道或多路脉冲回波的单元组件。这些包括发射器、接收器、探头和连接电缆。它们最显著的区别是，相控阵系统通过激发相控阵探头各个阵元产生微弱声波并经相位干涉后形成超声发射脉冲。4.2每个相控阵探头由一系列单独引线阵元组成，这些阵元通过来用可编程时间延迟法则单独激活。改变使用的阵元数和至每个阵元脉冲之间的延迟时问，可以控制声束。根据不向的探头设计，可用电子方式改变角度（人射或偏斜）、焦距，声束尺寸或综合改变这三个参数。在接收模式下，由阵元接收声能，信号的合成过程采用与发射时相同类型的时间延迟法则。2
GB/T29302—2012
4.3有效的声束偏转角度取决于若于个参数，包括：阵元数量、阵元间距，阵元尺寸、阵元阵列形状、阵元共振频率、声束指向的材料、在相邻发射器和接收器开启之间的最小延迟及发射器电压的特性。4.4相控阵系统的发射器和接收器的参数一般由计算机控制，接收到的信号通常通过计算机数据采集系统在计算机屏幕上显示，可以由计算机存储到数据文件中。4.5尽管大多数系统的阵元使用压电材料，但已经设计制造出电磁声探头并在相控阵超产检测仪中使用。
4.6大多数相控阵系统使用缩码器用于自动和半白动扫查。4.7本标准中提及的作为靶体的横孔直径应小于被评价的脉冲波长，且应有足够的长度，以避免端部效应而产生于扰信号。孔直径在1.5mm2.5mm且长度在20mm~25mm之间最合适。5 意义和用途
5.1本标准旨在评价相控阵探头和相控阵趋声检测仪的组合性能。它不是要定义性能和验收标谁，而是为这些标准提供数据。
5.2本标准推荐的测试方法旨在提供性能相关的测试，在指定的测试条件下，使用简单的靶体和被测相控阵检测系统，可以重复逊行这些测量。其主要用于标称工作频率范围为1MHz至20MHz的相控阵检测仪，但也适用于使用更高频率部件的相控阵超声检测仪。5.3本标准并不适用于校准或维护。这些可以从制造者的说明中获得。5.4在使用设备的方式上，执行具体的评价可能需要更详细的操作说明，5.5获取的测量数据可供本标准的使用者用来说明仪器的性能，或为质量保证提供性能准则，可为相控阵系统的1作性能提供维护评价。5.6本标准所描述的评价并不适用于所有的系统。用户可以自行决定全部或部分使用本标准。6试验方法
6，t规范性附录A～附录G描述相控阵系统一些参数评定的试验方法。6.2评定性能包括：测定声束轮廓、声束偏转范围、阵元有效性、聚焦能力、软件计算功能（控制和显示接收信号）、模块衰减的补偿和接收器增益线性。3
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A.1概述
附录A
（规范性附录）
相控阵声束轮廓的测试
本附录描述测试相控阵探头声束轮廓的方法。使用这些方法可以满足液没式或接触式探头的测试应用要求。但请注意，如果没有采取有效措施来保证稳定的耦合条件，接触式探头的评价变化范围可能会超山预定限度。
A.2测试装置
A.2.1对于声束固定（即不采用电子或扇形扫描）的单聚焦法则且在液浸装置中使用的相控阵探头：可以使用ASTME1065中描述的球体作为测试靶体或用水听器。当采用多个聚焦法则的动态模式产生扇形或电子扫描的相控阵探头时，可以不使用或少量使用机械运动来进行声束轮廊评价。如果使用机移动测试时，应有定位编码器，使得信号时间和幅度与位移相关，需验证编码器的精确度在测叠允许的误差内。电了扫描和扇形扫描声束轮廊评估的方法适用于接触式探头。但是，当评价要求采用水浸法时，使用的测试靶体应替换为适当的棒体或球体，A，2.2线阵探头有一个活性平面和一个非活性平面或情性平面。在活性平面上评价产束时，应使用其有足够数量阵元的探买，以连续电子扫方式使声束通过测试靶体，对于使用大部分有效阵元产生声束的相控阵探头，用于电子光栅扫描的剩会阵元数量可能太少，面使声策光法扫查整个靶体。在这和情况下，应进行编码定位的机械扫查，沿若活性平面分别对每个聚集法则进行评价。A，2.3-应在无缺陷材料的不同深度工一系列横孔，针对不同深度的横孔，编制不同的案焦法则。通过使用相控阵系统的线性扫描功能，声束可以扫查不同深度的检测靶体。电子扫描姐图A，1所示。图A1横孔的电子扫描
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A,2.4对需要检测的扫查范围内所有回波进行数据采集。显示采用不向色彩或炭阶代表幅度。在测试材料的传输时间或等效距离用一个坐标轴显示，另--个坐标轴显示位移。这就是典型的B型扫描如图A.2所示。
图A.2A.1中电子扫描显示的B型图（垂直坐标轴表示深度，水平坐标轴表示电子扫描距离）A,2.5使用装在楔块上的相控阵探头作电子打描的数据显示，也同样可使用时间与位移的直角坐标表示，或如图A.3所示进行角度校正。高轴效究
图A,3来自横孔(显示中可见离轴瓣效应)的相控阵声束(横波模式)角度校正B型图A.2.6沿着位移轴的分辨力是电了扫描步进的一个函数。如果扫描使用编码的机械装置，分辨力取决于来用的编码器步进，
A.2.7沿着声束轴向的分辨力是两个靶径之问间隔的一个函数。对于高度聚焦的声束来说，从声程到靶径之间有微小的差异（例如，1mm或2mm）。A,2.8也可以做情性平面的声束轮。线阵探头的情性平面垂直于活性平面，指的是不能应用相位效应引起声束偏转的平面。情性平面的声束轮廓筛要行机械扫描获得。A.2.9综合使用活性平面的电子扫描和情性平面的编码机械扫查逆行信号波形的采集，获得的数据可经过投影校止后得到惰性平面的声束尺寸。图A，1展示了在情性平面进行声束评价的一种方法。这种技术使用了阶试块上-系列不同深度盲孔的端角反射。5
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图A.4扫描盲孔，获取惰性平面的声束尺寸A,2.10图 A.5 所示可以代替图 A. 4 阶梯深度的试块,用一个垂直于要求折射角度的通孔提供连续传输距离的靶体。
A,2.11可以用色标或灰度显示幅度落差的投影C扫定量声束人小，也可以用计算机画出位移幅度曲线。图A.6所示为投影的 C扫描图。电子扫描
步进聚法则
图A,5情性平面斜孔的声束特性
括性平面
图 A.6图 A. 4 中所示角效应的投影 C扫图B.1概述
附录B
（规范性附录）
相控阵声束偏转范围的测试
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B.1.1本附录描述测试相控阵探头声束偏转能力的实际范围，只适用于活性平面。使用这些方法可以测试凝浸式或接触式探头。们是请注意，如巢没有采取有效措施来保证稳定的耦合条件，接触式探头的评价变化范围可能会超出规定的公差，B.1.2设定相控阵探头角度扫描的工作范围的建议极限与探头阵列中每一个阵元的波束扩散角相关。当在脉冲回被模式使用时，可考患单个阵元用6dB回波包络法确定声束控制范围。因此才可以根据标称频率和厂家提供的阵元尺寸信息计算理论极限。然而，有几个参数会影响理论计算。这些主要与探头的标称频率相关。·些会影响实际频率的参数包括：脉冲长度、阻尼、延迟线的使用或折射锲块和在生产工艺中厚度搭接及匹配层的差别。B.1.3本测试方法的目的是，基于不同角度偏移的信噪比来评价声束的偏转能力。声束偏转能力也受声束设计需求的影响。采用聚焦的应用可能达不到与不采用聚焦的应用一样的偏转极限。B.1.4偏转能力应指定山程、孔径和材料。B. 2测试设置
根据测试条件设置探头的聚焦法则。这包括液漫式或接触式、折射楔块或延退线、无聚焦或规定焦距以及检测材料。
B.2、1在要使用的应用材料的一定距离，或者应用中要使用到的距离，制作一系列横孔。横孔布局应如图B.1所示。图B.1中所示的横孔以5间隔，离探头中心位置25mm和50mm。B.2.2不同应用可以使用相似的评价方法。当一组聚焦法则设置为规定一个平面而不是某声距离处的分辨力时，可以使用相关平面来评价波束的偏转极限。评价用试块的相关平面应采用横孔。试块如图B.2所示，在离标称入射点指定距离的垂直面和水平面做一系列横孔。横孔也可根据需要，安排在其他要测试的平面上。
B.2.3评价时，将探头置于试快上，使入射声束线中心对推试块标记的中心线。若不使用延迟线或折射楔映的探买，即采用排在一个平面的所有阵元，应将阵元阵列的中心点对谁中心线。对于只使用全部可用阵元中的一部分阵元的聚焦法则，阵元孔径的中心点应对准中心线。如果使用延迟线、折射楔块或液浸方法时，应作补偿入射点沿试块入射面“明显”移动的修正，如果如图B.2使用探头直接接触法在标定试块测试时，则中心线不对称，将不能同时获取正向和负向扫描角度。使用这种试块时，为得到两个方向的扫描范围，先在·个方向评估探头，再转180\评估另一个相反方间。的.2.4在A扫描采样期问，角度步逃会影响可达到的扫查范围。在S扫措采样期间，建议可变角评价的最大角度步进为1°。角度步逃受系统的脉冲和阵元间距特性之间的时闻延迟能力限制。图，1和图B.2中所示大多数的靶体相隔5°。但是，间隔也可以根据要求的分辨力变大或变小。7
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没半轻的摘孔，真轻为
注：试块尺寸150mm×75mmX25mm（通常）约20m
图B.1被束偏转评价试块-
沿乎径25mm的横孔，直径为1mm
一恒定声程
离出发点50mm的垂直面
75°0-
0000508 8 8 8
510°20°34°
高山发点25 mm的水平面
试块尺寸160m×100m×26m拍
图B.2波束偏转评价试块一
一单平面
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B.2.5利用两个相邻横孔之间的最人和最小信号幅度之间的dB差来进行偏转范围的评价。例如，如果设置一个探头在试块上十45抖描，如图B.1所示，达到6dB分离的较高的那对横孔为探头设置的最大偏转能力。
B.2.6可接受的偏转范围以达到相邻孔间预定分离的最大和最小角度表示。根据不同的应用，可以将分离值设为6dB或20dB(或其他数值）。B.2.7偏转能力可以作为一个先决条件。例如，要求一个相控阵系统至少达到2mm直径横孔的5°分辨力，标称中心角正负20°的偏转能力，反之，可以限制一个系统的S扫不超过评价能达到的规定信号分离的角度；例如，间隔5°，2mm直径SDIs之间差20dB。B.3另种评价的方法就是使用指定深度或声程距离的单个横孔。显示使用最人和最小角度的A型扫描，可以通过观察峰值响应的信噪比来评估偏转范围。偏转极限要达到预定的信噪比。请注意，使用此方法以避免达到栅瓣信号的峰值。采用此方法也需确认横孔位于所计算的折射角度位置。
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