超声检测现场只有CSK-IIA试块如何校准探头？

导语：对于平板焊缝斜探头的校准，从学习超声波开始，我们多采用CSK-IA试块进行校准，假设项目应急，现场没有CSK-IA试块，您是否想过怎么校准？其实了解其原理，校准的方式方法很多，最根本的目的就是要通过校准实现定位的准确性，所以无论采用何种试块，何种方法，通过你的校准，检测已知深度反射体的定位准确即可。本文针对采用CSK-IIA-1试块进行斜探头校准（前沿、K值、探头延时）进行陈述，并对校准结果与采用CSK-IA校准结果进行比对、分析。

编制实验：

1、实验准备：

设备：CTS-9009PLUS;

探头：5Z13*13K2（SIUI）;

试块：CSK-IIA-1，CSK-IA；

耦合剂：机油

2、实验过程：

2.1 采用CSK-IA试块进行斜探头校准，并对测试的探头延时、前沿、K值进行记录，测试过程不细表（最常用的方式），测试结果如下：

探头延时（t0）=7.45μs；

前沿（L0）=14mm；

K值=1.91。

2.2 采用CSK-IIA-1试块校准

基本方法简述（参考下图）：

需要在CSK-IIA-1试块上选择两个不同深度横孔，并记录两个孔的深度分别为H1、H2，再分别对两个横孔进行检测，找寻最高波，并记录探头前沿距离孔中心的距离，分别记录为L1、L2，利用如下公式计算前沿和K值。

(L1+L0)/H1=(L2+L0)/H2;    公式（1）

K=L1+L0/H1;          公式（2）

通过上述测量结果，可以根据直角三角形勾股定理计算H1或H2长横孔的声程（用于测量探头延时），得到声程结果后按下式计算：。

声程（S）={(L0+L1)2+H12}1/2    

上述以H1、L1为例，如需计算H2孔的声程则公式内容换为L2，H2

实验步骤：

①本文采用CSK-IIA-1试块，选择两个横孔分别为，20mm和40mm深度的横孔，分别记录为H1=20mm；H2=40mm。

②采用5Z13*13K2检测20mm深横孔，前后移动探头寻找最高波，找到后固定探头不动，测量探头前沿距离孔中心线距离，实测结果为L1=25mm。

③采用5Z13*13K2检测40mm深横孔，前后移动探头寻找最高波，找到后固定探头不动，测量探头前沿距离孔中心线距离，实测结果为L2=61mm。

④根据记录结果计算：

(L1+L0)/H1=(L2+L0)/H2

=(25+LO)/20=(61+L0)/40

计算结果LO=11mm（即前沿为11mm）；

K=L1+L0/H1

K=25+11/20=1.8;（即K值1.8）

⑤计算20mm深横孔的声程

声程（S）={(L0+L1)2+H12}1/2  

S={(11+25)2+202}

S=41.18mm.

⑥ 把S的值输入设备校准参考值1中，测试方式修改为测试“零点”（声速默认为3230m/s不进行测试），使用探头测定20mm深的长横孔，找到最高波后确定校准，校准结果为8.69μs。

3、结果比对

测试结果偏差大些，编者初步认为由于近场区影响引起的偏差较大（5MHZ探头近场区大），与此同时计算了声束在钢中的近场区长度，根据计算结果20mm、40mm位于近场区中，所以判断误差由于近场区引起，遂进行了下一步实验采用2.5Z13*13K2探头进行比对。

4、2.5Z13*13K2比对结果

采用2.5Z13*13K2探头进行测试的结果显示两者均有偏差，但采用2.5Z13*13K2测试结果偏差有所减小。

5、定位结果比对

编者分别采用CSK-IA和CSK-IIA-1两种试块进行校准，校准后对CSK-ⅡA-1试块的15mm、20mm、35mm、40mm不同深度的4个孔进行定位测试，测试结果均准确，误差很小。

6、结论：

采用CSK-IIA-1试块校准探头方法，可以实现现场应用以及满足定位准确性。至于采用CSK-IA校准和采用CSK-IIA-1校准的结果偏差有待进一步研究，编者实验采用2.5Z13*13K2测试结果偏差虽有所减小，但是仍无法准确判断是由近场区造成的偏差。如读者有相关经验，可以加编者微信，相互交流！