探頭性能校準(zhǔn)是超聲波探傷系統(tǒng)校準(zhǔn)的核心環(huán)節(jié)，直接影響缺陷檢測的靈敏度、定位精度和定量準(zhǔn)確性，需依據(jù)《無損檢測超聲檢驗(yàn)探頭及其聲場的表征》、《超聲波探傷用探頭性能測試方法》等標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。校準(zhǔn)內(nèi)容主要包括探頭入射點(diǎn)、K值（折射角）、靈敏度余量、分辨率、聲軸偏斜等關(guān)鍵指標(biāo)，以下是各指標(biāo)的具體校準(zhǔn)步驟、操作要點(diǎn)及判定標(biāo)準(zhǔn)。
一、探頭入射點(diǎn)校準(zhǔn)（確定探頭聲束發(fā)射中心）
入射點(diǎn)是指探頭聲束軸線與探測面的交點(diǎn)，是缺陷定位的基準(zhǔn)點(diǎn)，校準(zhǔn)步驟如下：
準(zhǔn)備工作：選?、蛐托?zhǔn)試板（CSK-ⅡA）或?qū)Ｓ萌肷潼c(diǎn)校準(zhǔn)試板，將試板置于平整的工作臺(tái)上，確保探測面清潔、無油污和銹蝕；連接探頭與探傷儀，開啟設(shè)備，將探傷儀設(shè)置為單探頭探傷模式，調(diào)節(jié)增益使顯示屏出現(xiàn)穩(wěn)定波形。
定位與標(biāo)記：手持探頭，將探頭前端緊貼試板邊緣，緩慢向試板中心移動(dòng)，同時(shí)觀察顯示屏上的試板端面反射波（始波后的第一個(gè)大反射波）。當(dāng)端面反射波達(dá)到最高、最穩(wěn)定時(shí)，停止移動(dòng)探頭，此時(shí)探頭前端與試板邊緣的接觸點(diǎn)即為入射點(diǎn)的大致位置。
精確校準(zhǔn)：用記號(hào)筆在探頭外殼上標(biāo)記出與試板邊緣對(duì)齊的位置，然后將探頭沿試板邊緣前后微調(diào)，反復(fù)確認(rèn)端面反射波的峰值位置，最終確定入射點(diǎn)的精確位置，并在探頭外殼上做好永久標(biāo)記（如用鋼針刻線）。
驗(yàn)證：將探頭入射點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)試板上已知深度的平底孔，測量缺陷波的水平距離，與理論值對(duì)比，誤差≤1mm即為合格。
二、探頭K值（折射角）校準(zhǔn)（適用斜探頭）
K值是斜探頭聲束折射角的正切值（K=tanβ，β為折射角），直接影響缺陷的定位精度，校準(zhǔn)步驟如下：
試板選擇：選用Ⅱ型校準(zhǔn)試板（CSK-ⅡA）或Ⅲ型校準(zhǔn)試板（CSK-ⅢA），試板上需有不同深度的橫孔或槽，用于聲束定位。
參數(shù)設(shè)置：將探傷儀的水平刻度（時(shí)基）調(diào)整為“深度”或“水平距離”顯示模式，根據(jù)試板厚度和探頭預(yù)估K值，調(diào)節(jié)掃描范圍，確保試板上的橫孔反射波能完整顯示在顯示屏上。
校準(zhǔn)操作：
將探頭置于試板探測面，移動(dòng)探頭使聲束對(duì)準(zhǔn)試板上的橫孔（如深度為d1的橫孔），調(diào)節(jié)增益使橫孔反射波達(dá)到80%滿屏高度，記錄此時(shí)顯示屏上的水平距離L1。
移動(dòng)探頭對(duì)準(zhǔn)另一深度的橫孔（如深度為d2的橫孔），重復(fù)上述操作，記錄水平距離L2。
根據(jù)公式計(jì)算K值：K=(L2-L1)/(d2-d1)，取多次測量的平均值作為探頭的實(shí)際K值。
判定標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)際K值與標(biāo)稱K值的誤差≤±0.1（或折射角誤差≤±2°）即為合格，若誤差超出范圍，需通過探傷儀的K值修正功能進(jìn)行調(diào)整，或更換探頭。
三、探頭靈敏度余量校準(zhǔn)（評(píng)估探測能力）
靈敏度余量是指探頭在檢測到規(guī)定反射體（如Φ2mm平底孔）時(shí)，探傷儀剩余的增益能力，反映探頭的探測靈敏度和抗干擾能力，校準(zhǔn)步驟如下：
試板與參數(shù)設(shè)置：選用Ⅱ型校準(zhǔn)試板，將探頭置于試板探測面，對(duì)準(zhǔn)試板上的Φ2mm平底孔（或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的反射體）；將探傷儀的增益調(diào)至最小，抑制調(diào)至0，掃描范圍調(diào)整為覆蓋試板厚度。
基準(zhǔn)波形調(diào)節(jié)：緩慢增加增益，直至平底孔反射波達(dá)到80%滿屏高度，此時(shí)的增益值記為基準(zhǔn)增益G0。
靈敏度余量計(jì)算：繼續(xù)增加增益，直至顯示屏上出現(xiàn)噪聲滿屏（或達(dá)到探傷儀最大增益），此時(shí)的增益值記為Gmax；靈敏度余量ΔG=Gmax-G0。
判定標(biāo)準(zhǔn)：一般工業(yè)用超聲波探頭的靈敏度余量≥30dB，部分探傷探頭（如聚焦探頭）≥40dB，若余量不足，說明探頭性能下降，需更換或維修。
四、探頭分辨率校準(zhǔn)（區(qū)分相鄰缺陷的能力）
分辨率分為縱向分辨率（區(qū)分同一聲軸上相鄰缺陷的能力）和橫向分辨率（區(qū)分不同聲軸上相鄰缺陷的能力），常用縱向分辨率校準(zhǔn)，步驟如下：
試板選擇：選用分辨率校準(zhǔn)試板（如Ⅱ型試板上的相鄰平底孔，或?qū)Ｓ梅直媛试嚢澹?，試板上有兩個(gè)間距較小的平底孔（如間距2mm）。
校準(zhǔn)操作：將探頭置于試板探測面，對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)平底孔的中心位置，調(diào)節(jié)增益使兩個(gè)平底孔的反射波均達(dá)到80%滿屏高度，觀察顯示屏上兩個(gè)波形的分離程度。
判定標(biāo)準(zhǔn)：若兩個(gè)波形的波谷低于波峰的1/2（即分離度≥50%），則判定分辨率合格；若兩個(gè)波形重疊，無法區(qū)分，則說明探頭分辨率不足，不適合用于檢測細(xì)小相鄰缺陷。
五、聲軸偏斜校準(zhǔn)（評(píng)估聲束的同軸度）
聲軸偏斜是指探頭實(shí)際聲束軸線與探頭幾何軸線的偏差，會(huì)導(dǎo)致缺陷定位偏差，校準(zhǔn)步驟如下：
試板與裝置：選用聲軸偏斜校準(zhǔn)試板（如帶有平行橫槽的試板），或使用兩個(gè)平行的反射面（如兩塊平行放置的鋼板）。
校準(zhǔn)操作：將探頭置于試板探測面，沿試板緩慢移動(dòng)探頭，觀察反射波的高度變化；若聲軸無偏斜，反射波高度穩(wěn)定；若聲軸偏斜，反射波高度會(huì)隨探頭移動(dòng)出現(xiàn)明顯波動(dòng)。
量化評(píng)估：通過測量反射波高度的最大波動(dòng)值，計(jì)算聲軸偏斜角度，一般要求偏斜角度≤2°，否則會(huì)影響缺陷定位精度，需更換探頭。
六、校準(zhǔn)注意事項(xiàng)與周期
環(huán)境要求：校準(zhǔn)應(yīng)在室溫（15℃–35℃）、無強(qiáng)電磁干擾、無振動(dòng)的環(huán)境中進(jìn)行，避免溫度變化導(dǎo)致探頭性能波動(dòng)。
耦合劑使用：校準(zhǔn)過程中需使用專用耦合劑（如甘油、機(jī)油），確保探頭與試板之間耦合良好，無空氣間隙，避免耦合不良影響校準(zhǔn)結(jié)果。
校準(zhǔn)周期：新探頭使用前必須校準(zhǔn)；在用探頭每6個(gè)月校準(zhǔn)一次；若探頭出現(xiàn)磕碰、損壞或檢測結(jié)果異常，需立即重新校準(zhǔn)。
記錄與存檔：校準(zhǔn)完成后，需填寫《超聲波探頭校準(zhǔn)記錄》，記錄探頭型號(hào)、校準(zhǔn)日期、各項(xiàng)指標(biāo)的測量值、判定結(jié)果等信息，存檔備查。
掃碼關(guān)注
歡迎來到