GB/T 39849-2021.Non-destructive testing instruments-Ultrasonic time-of-flight diffraction instrument- Methods of performance tests.
1范围
GB/T 39849规定了超声衍射声时检测仪的性能测试方法。
GB/T 39849适用于超声衍射声时检测仪。
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。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件.其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 12604.1无损检测术语超声 检测
3术语和定义
GB/T 12604.1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
采样率 sampling rate
在对模拟信号作模数转换时,在单位时间里采集的样本个数。
注:采样率单位等同于顿率的单位赫兹(Hz)。
3.2
超声衍射声时 ultrasonic time-of-flight diffraction;UTOFD
超声衍射声波的传播时间。
3.3
超声衍射声时检测仪 UTOFD instrument
声时仪
通过检测缺陷两个端头的超声衍射声时和计算它们的时差来实现无损检测的仪器。
3.4
声时仪采样率 UTOFD instrument sampling rate
声时仪硬件实际能够达到的最高的一次采样率。
3.5
采样精度 sampling accuracy
位深
声时仪将模拟信号样本的幅度数字化时所能达到的精度。
注:采样精度常用模数量化所用的二进制数的位数表示.单位为位(bit)。位数越大.采样精度越高。
3.6
采集深度 ollection depth
存储深度
声时仪采集模拟信号时,一次实时采集所能存储的采样数据点的点数。

ICS19.100
中华人民共和国国家标准
GB/T39849—2021
无损检测仪器
超声衍射声时检测仪
性能测试方法
Non-destructive testing instruments--Ultrasonic time-of-flight diffractioninstrument-Methods of performance tests2021-03-09发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2022-04-01实施
-riKacerKAca-
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准山全同试验机标准化技术委员会（SAC/TC122)归口。GB/T 39849—2021
本标准起草单位：爱德森（厦门)电子有限公司、中国科学院会属研究所、山国科学院声学研究所、武汉市科创新技术股份有限公司、辽宁仪表研究所厂东洲头超声电子股份石限公司超声仪器分公司，中国铁道科学研究院北京中研国辰测控技术有限公司、国核电站运行服务技术公司、汕头市超声仪器研究所有限公司。
本标准主妻起草人，林俊明、蔡桂喜、沈建中、工子成、工琳、陈伟、黄凤英、赵晋成、叶琛、陈和坤-rrKaeerkAca-
-riKacerKAca-
1范围
无损检测仪器
超声衍射声时检测仪
性能测试方法
本标准规定了超声衍射声时检测仪的性能测试方法，本标准适用于超声衍射声时检测仪。2规范性引用文件
GB/T39849—2021
下列文件对丁本文件的应用是必不可少的。凡是注口期的引用文件，仪注口期的版本适用丁本文件。儿是不注口期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本义件，GB/T12604.1无损检测
超声检测
3术语和定义
GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用丁本文件3.1
采样率
sampling rate
在对模拟信号作模数转换时，在单位时间里采集的伴本个数。注：吴样率单位等同丁频率的单位赫兹（H2).3.2
超声衍射声时
ultrasonic time-of-flight diffractinn;UTOF超声衍射声渡的传播时间，
超声衍射声时检测仪
声时仪
UTOFD instrument
通过检测缺陷两个端头的超声衍射声时和计算它们的时差米实现无损检测的仪器3.4
声时仪采样率
CTOFD instrument sampling rate声时仪硬件实际能够达到的最高的次采样率，3.5
采样精度
sampling accuracy
声时仪将模拟信号样木的幅度数字化时所能达到的精度。注：英样精度常川模数量化所门的二进制数的位数表示，单位为位（bi）。位数越大.采样精度越高。3.6
采集深度
存储深度
colleclion depth
声时仪采渠模拟信号川.一次实时采集所能存储的采样数据点的点数。1
-rrKaeerkAca-
GB/T39849—2021
注：买焦深度单位为T点。
时间窗长度
lime windows length
以矩形窗为基准，窗内所包含的采样数据点的点数3.8
响应时间
response timc
从检测直到显示屏显示幅80%比率的瞬时同波所需的时间。3.9
有效增益范围
dynamic range
市时仪能够显示的最大信号幅度与最小信号幅度之比。最小信号幅度受系统噪声的限制，最大信号幅度受放人器饱和的限制。
串扰抑制
cross-talk damping during transmission当声时仪置于双品探头工作方式（发射器和接收器分开)时，在发射脉冲传送过程中，从发射器输出端到接收器输人端的能量泄漏抑制量。4测试方法
测试条件
声时仪应在下列条件下进行测试：a)
环境湿度20C=5
相对湿度45%~75%；
交流供电电压为220V，误差为土2%：交流供电频率为50H%.误差为【1Hz；流供电电压，误差为额定值的士1%；应避免外电磁场十扰：
通风良好：
避免阳光直射。
仪器设备
所用电子仪器的性能及H稳定性应满是检测求。采用下列主要仪器设备：带宽不小于100MHz的示波器。
阻值为5℃Q和750，最大允许相对误差为土1%的无感阻步进1dB,总衰减量100dB,输出阻抗50α的标准衰减器，当信号赖率在15MIIz以内时,任c
意10B范围的累积误差应在士0.3B以内。d）以下两种发生器任选-种：
1）一台任意波形发生器；
2）两台脉冲信号发生器，带有外部触发或选通闸门·能输出两个门控的正弦射频信号中这两个信号的幅度应能单独调整，调整范围应达到20dB。注：如昊使用两台脉冲信号发牛器，采用合适的L配中路，使这两台信号发一器的输出合并为一路检测信号e
保扩电路.其示例如图1所示
数字计时器，能够在10CC个（可调)触发脉冲后产生一个溢出脉冲，同时，能够测量两个相邻f
溢出脉冲的间隔时间.准确到10.01%。2
-rrKaeerkAca-
g）阻抗分析仪。
h）环境试验箱。
i）试块
GB/T 39849—2021
在将示波器利(或)信号发生器连接到声时仪的发射器之前，应考虑是否接人保扩电路（见图1)以防止测试仪器被高发射电压击坏￥2
说明：
接信号发生器：
接声时仪：
硅开关二梭会；
硅开美二极管
图1防止设备受发射脉冲损坏的保护电路4.3性能测试
4.3.1频带宽度
按图2所示的连接方式，将输入信号连接到声时仪的接收端，并设置为双探头工作。校准衰减器调整超声仪器的输人信号达到11V峰-峰值。依次选择各工作频段，分别测量它们各自的频带宽度。对每个选定的工作频段，在0.1MHz~25MH2范围内改变输人信号的频率，观察市时仪的输出。搜寻声时仪输出达到最大时的频率，在搜寻时，应同时调整衰减器·使声时仪显示的输出信号幅度不溢出屏募。并随时检查示波器，从示波器上的显示确认输人信号幅度保持恒定，在声时仪输山达到最人的频率mx·调整衰减器使显示幅度达到声时仪全屏幅度的的%。记录此额率以及衰减器的值。将衰减器值减少3。以小于标称频带宽度5%的增量，依次从分别增加和减少频率，并观测声时仪显示的信号，当其恢复倒全屏幅度的80%时，分别记录下所对应的上限频率值于，和下限频率值f（一3 dB点）。再次确认输入信号是恒定的。该工作频段的中心频率「。按式(1)计算：fu-vfxf
式中：
中心颊本，单位为赫兹(H)；
一上限频率，单位为赫兹(H>)：一下限频率，单位为赫兹（Hz)。该T作额段的频带宽度△f（在一3dB点之问)接式（2)计算：af-fu-f
KaeerkAca-
（2）
GB/T39849—2021
式中：
频带宽度，单位为赫兹（Hz)；
上限频率，单位为赫慈（Hz）：下限频率，单位为赫兹（Hz）
4.3.2有效增益范围
按接图2所示的连接方式，门控射频信号发生器产生--组1C个周期的测试信号，如图3所示。测试点为每一个频带的中心频率。，将市时仪的表减器设置到最小增益提高输人信号幅度直至信号出现饱和或显示的隔度达到声时仪全屏幅度的109%用示波器测量输入信号的电压V（测量时要考外部标准衰减器的设置，一般设置为O dB)，记录增益值。80dB-30
说明：
市时议：
固定亮派器，
输出端：
输人端：
可变射频信号衰减器：
终端匹配器：
门控射频信号发生器；
闹门：
脉冲发业器：
触发：
开始：
停止：
内部计时器；
130MHz背宽示波器：
时基触发：
Y翰人：
东波器探头（IMH）
注1：仪在测试叫间相美增益曲线、数字采样次差和市时仪的间成对间时小需要内计时器，注2：仅在声时仪和测试没各阳坑不匹配时才带要终端匹配器图2设备的通用连接方式
KaeerkAca-
图3采用通用的设备连接方式产生的检测波形将声时仪的增益调整到最人值。GB/T39849—2021
如果噪声电平大于全屏幅度的5%，减少增益，直至噪声电平帕度为全屏帕度的5%，调整输入信号帽度使声时仪显小的信号福度达到声时仪全序幅度的10%。用示波器测量输人信号的电压V（测量时应考患外部标准衰减器的设置，通常设置为40dB~50dB），记录增益值。如果门控信号发生器不能提供足够低的电压应将声时仪重新设置到大」最小增益20dB的电平并对测量结果作必要的修正。
有效增益范围按式(3)计算：
式中：
Gu-20lgV
有效增益范围，单位为分贝（dB)：V
输人信号的电压，单位为伏特（V）：Vrin
输人信号的电压，单位为伏特（V)：如果V低于等效输人噪声V品，有效增益范围G按武（4)计算：Vas
Gin=20lg Ve
式中：
有效增益范围，单位为分贝（dB)；输人信号的电压，单位为伏特（V)：等效输入噪声，单位为伏特(V)。4.3.3时基线性误差
通过信号发牛器提供11个等间距的正弦波脉冲中与其在声时仪时基线上所指示的各信号所在位置对应的刻度值相比较.测量声时仪的时基线性。采用图2所示的仪器配置方式，使H产生一个如图4所示的其有11个等间距的止孩波脉冲串检测信号。选择个适当的频带并将检测信号的载波频率设定为中心频率f，，将声时仪的衰减器设置在！问值并调整外部标准衰减器和信号发生器输出的信号幅度，使声时仪显示的测试信号幅度为全屏幅度的80%。调整测试信的延时，使第一个信号的前沿对准时基线全屏宽度的2C%，第九个信号的前沿对准时基线全屏宽度的8℃%，
记求共余九个信号前沿的偏差俏。在水平基线范围各挡的中间位皆重复进行测量。5
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GB/T39849—2021
说明：
发射脉冲；
测试信号
1垂直线性误差
图 4用于检测时基线性的信号时序图使用外部标准衰减器通过改变输入信号幅度并观测和记录声时仪显示信号隔度的变化情况，检测声时仪显示屏的元直线性误差。在开始检测时，记录增益的初始设定值。以给定的问隔从全并幅度的0dB~—26 dB检查垂直线性在每个颊带的中心频率了。上重复进行检测。采用图2所示的仪器配置方式，将外部标准衰减器设置到2dB，并调节声时仪输人信号的幅度和增益，使该信号的幅度为全屏幅度的80%。在不收变产时议增益的情况下，将外部标准衰减器设置到表1所列的设定值。对应每一个设定值测量声时仪显示屏的信号幅度。表1垂直线性的理论和允差值
外部殊准衰诚器设定值wwW.bzxz.Net
所显示信号桐度的理论值(全尿度的百分比)%
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允差值（全屏畅度的百分比）
基准线
38--42
23~-27
4.3.5等效输入噪声
GB/T39849—2021
采用图2所示的仪器配置方式·并将市时仪置丁双品探头工作方式。对应每个频率范国，采用每个带中心频率了的输人片号，测量下述的等效输人噪声，将市时仪的增益设置到最大值，断开输入信号，记录声时仪显示屏上的喉市电平（取均方根值），把增益降低40dB，重新接通输入信号，调整经过校准的外部标准衰减器和（或)输入信号山平肖至漂移的射频信号电平与上述喉声电平幅度相同。用示波器测量输人信号的峰峰电压V利经过校准的外部衰减器的衰减量S。按式(5)计算等效输人噪声V.：Vu
按式(6)计算每平方根带宽的噪声：hi
式中：
V等效输人噪声,单位为伏特(V)；Ven
输人信号的峰-峰电斥，单位为伏特（V)：Vr
S——经过校准的外部哀减器的哀减量，单位为分贝（dB);每平方根带宽的噪市，单位为伏每二分之一次方赫兹（V/IIV\)；。——上限题率,单位为赫兹(Hz);一下限题率，单位为赫兹(Hz）。f
与「.测量方法见4.3.1、
4.3.6发射脉冲电压幅值、发射脉冲上升时间、发射脉冲持续时间、发射脉冲反冲幅度将声时仪置于双品探头工作方式，把示波器连接到声时仪的发射端。5
将脉冲重复频率设置到最大，给发射输出插座连接一个5CQ无感电阳，用示波器测量发射脉冲电压V。如图所示测量发射脉冲上升时间、发射脉冲持续时间，和发射脉冲反冲幅度V。在每个发射强度设定值和（或）脉冲频率设定值、最大及最小阻尼挡位亚复进行测量，对示波器屏幕上品示清晰波形的最小脉冲重复频率进行重复测试。7
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GB/T39849—2021
说酬：
发射脉冲上时间；
14——发射脉冲持续时间；
V—发射脉冲川响惜度
尖脉冲
单极性方波脉冲
）双极性方波脉冲
5需要测量的发射脉冲参数
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