JJF 1126-2004 超声波测厚仪校准规范

署暑释 中华人民共和国国家计量技术规范 JJF 1126- 2004 超声波测厚仪校准规范 Calibration Specification for Ultrasonic Thickness Instruments 2004一09一21发布 2005一03一21实施 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发布 ww w. bz fx w. co m JJF 1126- 2以M 超声波测厚仪校准规范 Calibration Specification for Ultrasonic Thickness Instruments { JJF 1126-2004 } }代替JJG 403-1986} 本规范经国家质量监督检验检疫总局于 2004年09月 21日批准，并自 2005年03月21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 ww w. bz fx w. co m JJF 1126- 2004 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) ww w. bz fx w. co m JJF 1126- 2004 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··································································⋯⋯ (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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 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 ······················································⋯⋯ (11) ww w. bz fx w. co m JJF 1126-2004 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 mm和0.01 mm超声波测厚仪的校准。 2 引用文献 本规范引用下列文献: JJF 1001-1998 通用计量术语及定义 JJF 1059-1999 测量不确定度评定与表示 GB/T 12064.1-1999 无损检测术语 超声检测 GB/T 11344-1989 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 ww w. bz fx w. co m JJF 1126- 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 mm和O.Olmm的超声波测厚仪，测量范围一般在 0.5mm 200mm，声速范围可在 lo00m/s一9999m/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to 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lomm以下 IOmm至测量范围上限 0.1 0.1 士0.1 1,.， H \，I V.‘十100 0.01 0.03 土0.05 *(0.01·_H 12001 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20 表 2 分辨力 标准圆管的规格 最大允许示值误差 0.1 外径"40壁厚3 士0.2 0.01 外径 "30壁厚2 土0.10 4.4 厚度校准的微调范围 仪器应满足有，lmm的微调范围 (无微调功能的仪器不作此项校准)。 45 变换声速的厚度示值误差 示值误差应不超出t 0.50mma 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(自动关机型仪器可不作此项校 ww w. bz fx w. co m JJF 1126- 2004 准) 表 3 仪器分辨力 示值稳定性/(mm/,) 0.1 一 0.1 0.01 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20℃士5'C。相对湿度应小于65%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。 6.1 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5900m/s，再回到仪器测 厚状态下，将藕合剂涂敷在5.5mm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 mm和0.01 mm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 下式计算: (IN=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 (或旋转校准厚度用的微调旋钮)，仪器示值变化范围应不小于1lmmo 6.5 今换声谏的厚彦示值误差 ww w. bz fx w. co m 工1F 11肠 -2004 图2 曲面测量示意图 将仪器的声速分别设置在3900m/s和7900m/s,测量lomm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Hoz，根据折合厚度的理论值Hol = 6.61mm (3900m/s), H?2 = 13.39mm (7900m/s)，按下式计算变换声速后的示值误差: SHI=Ho:一Hol SHz=刀m一H, 式中:几1— 声速为3900m/s时的厚度示值误差; S?}— 声速为7900m/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 15min重复测量一次，连续观察 1h，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。 ww w. bz fx w. co m 工IF 1126- 2004 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; 10.校准时环境温度情况; 11.校准项目的校准结果; 12示值误差校准结果的测量不确定度; 13.校准人签名、核验人签名、批准人签名; 14.校准证书签发日期; 巧.复效时间间隔的建议; 16.未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书。 ww w. bz fx w. co m JJF 1126- 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. to 表B.1 标准厚度块的技术要求 标称值 H 0.5否 1.0' 1.2' 1.5石 2.0' 3.3 允许偏 差 S 士0.01 标称值 H 5.5 7.7 10 15 20 25 50 允许偏 差 S 士0.01 士0.02 标称值 H 75 1oo 150 200 允许 偏差 S t 0.02 t 0.05 二为检定各种仪器测量下限的专用尺寸。 B.2 几何形状及尺寸要求见图B.1(单位为mm) o B.3 材料:45"钢 注:表中H值为推荐值。 图 B ww w. bz fx w. co m JJF 1126-2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$30) 3(外径势40) 壁厚允许偏差 士0.02 士0.02 C.2 几何形状及尺寸要求见图C.1(单位为mm). C.3 材料:45`钢 (a) (b) 图 C.1 ww w. bz fx w. co m JJF 1126- 2004 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SHI 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 U2(SH)=C;(万)u子(H)+C;(H)uz(H) 式中: c, (H) c, (H) z uc= d,3, 一dH- d '3H 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3a范围处理，故 l Omm时 : u,=0.01 x合=0.003 mm=31cm ww w. bz fx w. co m JJF 1126- 2以种 200mm时: =0.017mm=17Nm ?? ? 估计相对不确定度约为 10% n,=0.05 x ，则自由度 1 110、一z __ ，，=2 x(100) 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0.003mm=，31zm 按正态分布 3Q处理，则 u2=(0.003 x合)=0.001mm=llem 自由度按相对不确定度 10%计，则 1 l 10、一z __ v2=2 x(loo) =”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 10次，计算出标准 偏差s?_ , = 0. 025 ( n=10)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 u3=(0.025·岩)=0.025·0.577=。014mm二’4tlm 自由度 D.6 合成标准不确定度 v,=n一1=9 二0.014mm=14[zm =0.022mm=22pm ? ? ??? ? ???? ???????? ?? ?lomm时: 200mm时: D.7 有效自由度 ，.rc a u} verc=a 一一一a一一一下「 u, “2 u3 — + — + — v, v, v3 l Omm时: 144= — = ， 3' 1' 14' 50+50+丁 200mm时: 174 1'而不一=39 丽 +50十丁 D.8 扩展不确定度 l Omm时: 取置信水平95%，自由度为9，查表得 k = 2.26 ww w. bz fx w. co m .UF 1126- 2侧M U=10.95(9) =2.26 x x “ 14=32 (tLm) 200mm时: 取置信水平95%，自由度为39, U = 查表得 k = 2.02 t,.,,(39) x。。 2.02 x 22二44 ([Lm) ww w. bz fx w. co m 工IF ll26一 2004 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 6420 1‘08 硬 铝 6320 l 1.07 钢 5900 l 不 锈 钢 5790 0.98 石 英 5720 0.97 玻 璃 5440 0.92 创可 5010 0.85 铸 铁 4100~50(X) 0.75~0.85 黄 铜 4700 0，8 锌 4210 0 71 锡 3320 0.56 尼 龙 2620 044 硬 橡 皮 2500 ?一 042 I 聚乙烯 (软) ?一 1950 0.33 . 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 ww w. bz fx w. co m