超声波探伤仪计量检定

陈昌华

(243000马钢公司技术中心,电话0555-2885191)

 

  要:本文介绍了超声波探伤仪计量器具及检定方法。超声波探伤仪检测各分量相互独立,计算出各量扩展不确定度符合主要技术指标要求。实验数据均能满足正态分布规律,测量的重复性较好。以树型视图形式显示企业超声波探伤仪的量值溯源关系。

关键词:超声波探伤仪、计量检定、测量不确定度、检定器具溯源图、检定证书

Summary: This text introduced the method of the measuring instrument and verification of the ultrasonic inspection instrument. The parameters of measuring the ultrasonic inspection instrument are mutually independent, and the expanding uncertainty matches the main technique index request. Experiment the data can all satisfy the normal distribute regulation, and the measuring repetition is better. The tree sketch shows the traceability relation of the business enterprise ultrasonic inspection instrument .

Key Word: Ultrasonic inspection instrument, Verification of a measuring instrument, Uncertainty in Measurement, Traceability graph of a verification instrument, Verification certificate

 

随着国家科技技术发展,无损检测的重要意义逐渐为众多人所认识,对无损检测器具质量与技术水平的关心与日俱增。超声波探伤仪(指A扫描脉冲反射式超探仪)广泛用于石油,化工,电力,核电,航天航空及交通运输等部门,是一种重要的无损检测仪器,可检查焊缝、锻件、钢板、钢管等缺陷,确保了产品、零部件、结构件、原材料的质量。为规范超声波探伤仪的使用技术,国家技术监督局已于1991年颁发了超声波探伤仪计量检定规程JJG 746-91,并于1992年起实施。

超声波探伤仪属于国家依照计量法管理的计量器具。它之所以应当进行周期检定,一方面是计量法管理的计量器具要求,以便确保仪器检测数据准确可靠,避免出现产品质量等事故。另一方面,该仪器属于精密电子仪器,在使用过程中,一些元器件的性能发生变化,从而使仪器的技术参数达不到规定要求。因此需要周期检定(周期为一年),以避免探伤检测的不准确性。

马钢公司技术中心多年来已经形成了一支有管理经验和无损检测专业技术人员的队伍。承担了马钢公司及省内无损探伤技术的研究开发和应用,并取得了冶金部门系统、劳动部门系统和全国无损检测协会(与德国无损检测协会互认)等技术资格证书,标准设备、检定项目设在物理研究室,面积15平方米,空调1台,检定设备2台,设施环境达到了ISO/IEC指南25校准实验室与测试实验室能力的通用要求。现已具备开展超声波探伤仪检定的能力,并通过了安徽省技术监督局的资格认证(2000皖量标 证字第518)

计量公正行(站)应依据ISO/IEC指南49《测试实验室质量手册编制导则》,ISO10013《质量手册编制指南》及ISO10012-1《测量设备的计量确认体系》等标准,结合实际编制质量手册。《质量管理手册》是检定工作的主要工作文件,是保证检定质量的重要手段,是开展检定工作的依据,全体检定工作人员必须熟悉本《手册》并遵照执行。

质量是企业永恒的追求,计量工作是企业的重要技术基础。为提高企业的计量技术水平和管理水平,促进企业质量管理水平和产品质量的提高,推动企业的质量体系认证和产品认证工作,我们编制了《质量管理手册》。

 

一、术语

引自JJG1001-1998通用计量术语及定义、GB/T 6583-94质量管理和质量保证术语

1.1计量

实现单位统一、量值准确可靠的活动。

1.2测量准确度

测量结果与被测量量真值之间的一致程度。

1.3测量不确定度

表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。

1.4[计量器具的]检定

查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序,它包括检查、加标记和(或)出具检定证书。

1.5[计量器具]检定规程

检定计量器具时必须遵守的法定技术文件。

1.6量值传递

通过对计量器具的检定或校准,将国家基准所复现的计量单位量值通过等级计量标准传递到工作计量器具,以保证对被测对象量值的准确和一致。

1.7溯源性

通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链,使测量结果或测量标准与规定的参考标准,通常是与国家测量标准或国际标准联系起来的特性。

1.8周期检定

按时间间隔和规定的程序,对计量器具定期进行的一种后续检定。

1.9检定证书

证明计量器具已经过检定,并获满意结果的文件。

1.10校准

在规定条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值,或实物量具或参考物质所代表的量值,与对应的由标准所复的量值之间关系的一组操作。

1.11计量授权

由政府计量行政主管部门依法赋予技术机构承担计量法规定的强制检定和其它检定,测试任务的一种授权。

1.12计量认证

政府计量行政主管部门对向社会提供公正数据的技术机构的计量检定和测试能力,可靠性和公正性所进行的考核和证明。

1.13实验室认可

对校准和检测实验室外有能力进行指定类型的校准和检测所作的一种正式承认。

1.14实验室评审

为评价校准和检测实验室是否符合规定的实验室外认可准则而进行的一种检查。

 

二、计量检测设备

2.1超声波探伤仪计量标准情况一览表

标准名称

开展项目

总不确定度

传递范围

执行的

检定规程

计量授权单位

 

超声波探伤仪计量检定装置

水平线性误差

衰减器衰减量误差

垂直线性误差

动态范围

电噪声电平

最大使用灵敏度

0.5%

0.32dB/12dB

5.1%

28.2dB

6.4%

21.6μV

 

无损检测专业超声波探伤仪

 

JJG746-91

 

 

安徽省质量技术监督局

 

2.2超声波探伤仪检定测量设备明细表

序号

设备名称

编号

型号

准确度

检定机构

设备现状

1

超声波探伤仪检定装置

074

ZJ2

±0.3%

中国测试技术研究院

合格

2

示波器

4111948

V552

±3%

马钢自动化工程公司标准站

合格

 

2.3计量标准器具检定周期表

  

型 号

规 格

出厂单位

编号

检定

周期

类别

检定

类型

1

超声波探伤仪检定装置

ZJ-2

中国测试技术研究院

074

1

A

强检

2

示波器

V-552

日本日立公司

4111948

1

A

强检

 

三、计量标准的测量重复性

ZJ-2超声波探伤仪检定装置的工作频率为2.5MHz状态下,测试被检CTS-23型超声波探伤仪参数(仪器编号88161):

    

X1

X2

X3

X4

X5

X6

X7

σ

水平线性

0.5%

0.5%

0.5%

0.5%

0.5%

0.5%

0.5%

0.5%

0%

衰减器误差(dB/12dB)

0.3

0.3

0.3

0.2

0.2

0.3

0.3

0.27

0.02%

垂直线性

4.9%

3.9%

4.9%

4.7%

3.5%

4.9%

4.9%

4.5%

0.22%

动态范围(dB)

30

28

30

30

28

28

30

29

0.41

电噪声电平

5.0%

6.0%

6.0%

5.0%

7.0%

5.0%

6.0%

5.0%

0.29%

最大使用灵敏度(μV)

20.5

21

20.4

20.3

22.4

20.8

21.2

20.9

0.27

其中平均标准偏差σ=

实验数据均能满足正态分布规律,测量的重复性较好。

 

四、计量标准的误差分析及总不确定度(或准定度)

超声波探伤仪检测各分量相互独立,计算出各量扩展不确定度符合主要技术指标要求,能满足检定要求。检定环境条件符合规程要求,忽略其它因素对测量不确定度的影响。

4.1水平线性误差所造成的测量不确定度

用A类方法估计,S()==0;自由度为V=7-1=6U= S()=0,置信水平取P=0.95,有效自由度为6,查表K=2.45,扩展不确定度V= K U=0+U=0.5%<2%

 

4.2衰减器误差所造成的测量不确定度

用A类方法估计,S()==0.02;自由度为V=7-1=6U= S()=0.02,置信水平取P=0.95,有效自由度为6,查表K=2.45,扩展不确定度V= K U=2.45×0.02=0.05(dB/12dB)+U=0.32<1(dB/12dB)

 

4.3垂直线性误差所造成的测量不确定度

用A类方法估计,S()==0.22%;自由度为V=7-1=6U= S()=0.22%,置信水平取P=0.95,有效自由度为6,查表K=2.45,扩展不确定度V= K U=2.45×0.22%=0.54%+U=0.51%<8%

 

4.4动态范围误差所造成的测量不确定度

用A类方法估计,S()==0.41;自由度为V=7-1=6U= S()=0.41,置信水平取P=0.95,有效自由度为6,查表K=2.45,扩展不确定度V= K U=2.45×0.41=1.00dB-=29.2-1=28.2dB>26dB

 

4.5电噪声电平误差所造成的测量不确定度

用A类方法估计,S()==0.29%;自由度为V=7-1=6U= S()=0.29%,置信水平取P=0.95,有效自由度为6,查表K=2.45,扩展不确定度V= K U=2.45×0.29%=0.71%+U=6.4%<20%

 

4.6最大使用灵敏度误差所造成的测量不确定度

用A类方法估计,S()==0.27%;自由度为V=7-1=6U= S()=0.27(μV),置信水平取P=0.95,有效自由度为6,查表K=2.45,扩展不确定度V= K U=2.45×0.27=0.66(μV)+U=21.6(μV)%<400(μV)

通过以上不确定度分量分析,各分量的扩展不确定度均能满足技术指标要求。

 


五、计量检测设备、检定器具溯源图

对企业建立的计量标准进行管理。包括主计量标准器、主要配套设备、检定项目及其各种描述信息维护和查询。

以树型视图形式显示企业的量值溯源关系。


5.1超声波探伤仪检定装置量值溯源图


5.2超声波探伤仪量值溯源图


六、仪器的使用与管理

 使用仪器的人员应经考核,持上岗证者,才可上机操作。

 仪器使用前应检查状态是否正常,并认真做好记录。不得使用不正常的仪器作检验。

 使用仪器按照其操作规程,违反其规程操作导致损坏仪器者,当差错事故处理。

 仪器使用完毕应作好记录登记,并负责进行清洁、卫生、复原等。

 每台仪器都指定专人进行管理,负责该仪器的清洁保养和维护。

 

七、仪器的维修、降级与报废

 仪器发生故障,应及时报告仪器专管人,申报检修,并做好维修记录。

 仪器设备的性能降低或功能丧失时,应办理降级使用或报废手续,同时将情况录入仪器档案中去。

 

八、检测仪器设备的档案管理

 仪器设备的档案由各科室仪器专管售货员管理,由仪器管理员统一造册登记。

 仪器档案的内容包括:定购合同(协议)、品名、型号、规格、制造厂名、购进日期、检定情况(检定证书)、验收记录、维修记录、使用说明书、操作规程等项目。

 

九、测量记录与报告

主要有测量合同(或协议书),检测实现记录,测试报告与测量结果通知书,还有测量设备的检定或校准记录(证书)内审报告等。

这些测量记录与报告是服务质量体系运行的见证,因此要求内容实际、字迹清晰、数据准确、单位正确并按规定的要求妥善保存,保存期不少于3个周期,由检定人员保管。

 

 

 

 

 

 

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