超声波检测/检查

摘要:利用超声波定量检测焊缝裂纹缺陷的位置和高度，并对裂纹缺陷进行系统分析。

尺寸测量不确定度的物理成因、影响因素、主要成分及控制措施。

关键词:超声波检测；可靠性；裂缝尺寸；回归分析

中国图书馆分类号:TG115。28+ 5文件识别码:A文号:10006656(2002)04014704。

超声波检测中裂纹尺寸的不确定度分析

李尧

(中国空气动力研究发展中心，中国绵阳621000)

文摘:裂纹状不确定性的物理成因、影响因素、主要组成部分及控制方法

对缺陷测量进行了系统的分析，旨在定量检测裂纹状缺陷的高度

通过超声波技术焊接。

关键词:超声波检测；可靠性；裂缝尺寸；回归分析

缺陷尺寸检测的准确性直接影响对缺陷正确评价的程度，随机误差表示检测值的离散程度。很明显，

设备的评估和安全使用。在断裂力学和损伤容限的设计中，探头、标定试块、工艺方法、试验机等是非常重要的。

在可靠性和安全性工程领域，系统误差是存在的

产品质量控制和验收可以在一定程度上修改。系统的随机误差为整数。

无损检测缺陷尺寸的精度也可以通过实验来估计和确定。

越来越重要了。在锅炉压力容器检验领域，它是最有效的，但对于一个特定的缺陷尺寸，它不能单独通过。

()系统误差和随机误差来充分反映其检测不确定性。

实用的缺陷尺寸检测方法是超声波探伤

根据工程上常用的A型脉冲反射接触式单斜无损检测的模糊理论，不确定度主要分为两类[3]。

聚焦探头端点反射法，裂纹高度和尺寸的不确定性，即随机不确定性和模糊不确定性，都受材料、结

()结构形状和尺寸、检测设备、环境、缺陷位置和方位、工艺

度或误差来讨论无损检测缺陷尺寸的准确性

问题手术水平和心理状态等因素。缺陷尺寸检查

就测量的精度而言，还存在两种不确定性，即随机不确定性

1缺陷尺寸检测精度的意义:确定性和模糊不确定性。随机不确定性的显著特征

通常，缺陷尺寸检测的准确性是指在系统校准后重复独立检测缺陷

在检测条件下，检测人员采用某种检测方法，准测平均值与实际值趋于一致，如读数误差。但是

准确检测给定缺陷尺寸的能力[1]。常用的误差模糊不确定度的特点是重复独立检查缺陷。

或者不确定性。误差或不确定度是一种测试，其测得的平均值不趋于与实际值一致；而且很模糊。

对结果和测量的真实值之间的差异的估计。不确定性不能通过系统误差修正来消除，如方法

误差、操作误差和实际工况误差等。它通常被认为是无害的

( )

误差不确定度一般分为系统误差和随机误差。

有两种区别[2]。系统误差是检测值的期望值偏离真实值。与模糊不确定性相比，随机不确定性很小，可以

忽略[3]。

接收日期:20010125

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2超声波检测中缺陷端点A的一般表达式

不确定度被定义为一个代表测量值分散性的参数。使用

缺陷尺寸的检测数据与实际数据之间的标准差存在一定的不确定度，这就是标准不确定度；多少

应该有关系。文献[3]通过对大量数据的分析，认为由实际值的标准差合成间接计算的检测量的不确定度为

a是检测值a '的实函数的计算值，以及检测中产生的不确定度；使用标准差的倍数或置信区间的一半

ε( )

标准正态分布规律的不确定性误差之和的宽度代表扩展的不确定性，因此可以对不确定性进行定量评估。

(a) = λ + λ ( ) λ 2()

0 1 a′+2 a′+?+度。不确定度的传统定义是误差，即通过测量结。

对m 2果给出的估计值的可能误差的一种度量。因为

λ ( ) ε ε ( σ) ( )

m a′+~ N 0，1

( )

()它的定义侧重于不可知的真值和误差，所以无法确定。

实函数在哪里

2量是确定的，但它的概念与不确定性是一致的。

λ σ ( )

I————待定参数可以通过回归分析确定。

i = 0，1，2，？m与检测系统的校准相比，整个检测规范

()外壳内真实缺陷位置和尺寸的不确定性主要受以下因素影响。

公式1的物理意义是对应于检测尺寸a的缺陷为真。

()μ () λ λ影响①缺陷方位、工件表面状况和粗糙度。②声调

大小的函数a遵循a′= 0+1的平均值。

2m ^ 2校准块与工件声学性能的差异与变化。③系统调整

( ) λ ( ) λ ( ) σ

a′+2 a′+?+mA’并且方差为正。

状态分布校正标准缺陷和实际缺陷之间的形状和反射特性的差异。

2 ④人员技术水平、方法和技术波动造成的误差。⑤

( ) ( μ( ) σ) ( )

a ~ N a′2

()仪器、探头等的系统性能。漂移。⑥人员对仪器

也就是说，满足公式2的缺陷A可能在检测中产生A’。

检测到的值。读数偏差、计算和输入误差。⑦其他错误。

对于缺陷端点A的超声波检测，从工程实际出发，根据上面关于缺陷端点的位置和尺寸检测的表达式。

() ()式，有以下分析。对于相同条件下的n个缺陷

从可操作性来说，最常见的有a = a和a' = a '。

在m = 1的情况下，对于一条线的n次独立检测，a的实际值由下式表示，则a’是待测a的估计值，a。

2 ( )

λ λ ε ε (σ)()的标准不确定度u a为

a = 0+1 a′+~ N 0，3

设置线对大小为a1，a2，？，an的n个缺陷是唯一的1n ^ 2。

( ) σ ( λ λ )

u a = ^ = a-^-^ a’

垂直检测，得到n个检测尺寸a’，a’，？，a’，通过回归n-2 ∑ i 0 1 i。

1 2 n

i = 1

2 2

λ λ σ λ λ σ如下式所示

分析0，1，0，1和()之和的估计量

八

λ λ ( )

0 = A-1A' 4如果测量值h = a1+a2，则表示H的标准不确定度。

是合成标准不确定度u (h)，即

( ) ( )

啊啊啊啊啊

∑ i i

λ i = 1 ( ) ( ) 2 ( ) 2()

()u h = u a + u a 9

^ 1 = n 5 1 2

( ) 2

阿′-阿′

∑ i在一定的置信水平下，A的扩展不确定度U为

i = 1

n()()

U = ku a 10

2 1 2

σ ( λ λ ) ( )

^ = a-^-^ a′6

∑ i 0 1 i β(

N-2 i = 1，通常在= 0的置信水平。95，双边间隔A’

1 n U)的包含因子为k = 1。96.

其中a= ∑ai

N i = 1如果某一缺陷单独检测m次，则应进行检查。

1 n '

A'= ∑我测得ai (i = 1，2，？，m)服从由公式(2)表示的真实值

n i = 1

2 2

设自由度v = n-2，则随机误差的方差σ及其估计A为均值，总体方差为正态分布律。有样品吗

2 ( )

样本的σ均值a和标准差S a

测量比率遵循以下分布

2米

^ 2 1

χ( ) ( ) a =

2 ~ v 7 ai

∑

σ m

i = 1

σ α ( )

一般来说，如果估计的显著性为0。工程上1，那么当n S ai 1 2。

( ) ( )

S a = = ( ) ∑ai - a

当= 5，10，20时，σ的单边置信区间的上限为σ = mm mm-1。

最大

[4]

σ ( )

227 , 1.51 , 1.29^ 。11

缺陷尺寸数据的扩展不确定度可以表示为

3缺陷尺寸的测量不确定度

kS ( a)

U =

根据JJ F 1059-1999标准[2]，有m

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