求，同时保证检测不出现盲区，将一次扫查检测范围设定为 瓷件半径的I. 1倍。对应的扫查范围如图2所示：
[0031] 完成上述仪器设置后，将探头围绕瓷瓶检测区域移动一周，完成检验。
[0032] 试块材质确定：
[0033] 由于我国电网设备瓷件制造厂原料配方、工艺及烧结等方面差异，至使瓷瓶晶粒 不均匀，瓷质差别较大，其声速变化范围达l〇〇〇m/S。这就给仪器调节和检测灵敏度的确 定造成一定困难。实际应用中制作声速与被检工件相符且直径相近的瓷质试块非常困难。 因此，需要借助声速与瓷瓶相近材料制作参考试块，规定检测灵敏度，检测时再根据声速差 异进行补偿。
[0034] 瓷瓶电瓷坯料中氧化铝原料比例越高，瓷瓶强度越高。电瓷坯料中氧化铝中含量 一般为40%以上，坯料中加入的如：铝矾土、工业氧化铝比例的变化，可以制造出不同等级 强度和电压等级的瓷瓶。测试表明，国内瓷瓶的纵波声速范围大约在6000-6700m/s之间。 铝的声速与瓷瓶声速相近，为：6350±50m/s。适合作为制作瓷瓶参考试块的材料。但纯铝 耐磨程度较差，仪器在调试过程中探头在试块局部区域的反复移动，会造成的试块磨损，导 致检测系统测量精度下降。通过试验，采用硬铝合金LY12很好的解决了这个问题，其合金 成分为：
[0035] Cu :3. 8 ~4. 9% Mg :1. 2 ~1.8% Mn :0? 3 ~0? 4%
[0036] Zn ：0. 3% Cr ：0. 10%
[0037] 试块制作原料按JB/T4730. 3-2005进行超声波探伤和声速测定，以满足试块材质 均匀，无影响使用缺陷的要求。
[0038] 经过测定，以6300m/s为基准，一般声速每变化100m/s，实际声压差为2dB。因此， 实际使用中，可依据被检测瓷瓶的实测声速差值进行相应补偿。
[0039] 检测灵敏度确定：检测灵敏度是某种检测方法在规定的声稈范围内发现规定大小 缺陷的能力。灵敏度选择过高，缺陷实际当量就被放大，容易造成设备材料不必要的浪费； 灵敏度选择过低，有些缺陷不容易被发现而漏检，成为生产运行的安全隐患。
[0040] 内部缺陷检测灵敏度：本实用新型试块依然采用与几2-8#3]试块相同的Imm通 孔作为基准灵敏度，选择依据这里不再详述。
[0041] 表面及近表面缺陷检测灵敏度：传统超声波检测对表面和近表面缺陷采用爬波检 测法，由于爬波检测衰减较快且分辨力较低的原因，JYZ-BX试块将5mm矩形槽作为基准灵 敏度，实践证明此标准人工缺陷反射体的反射当量偏高，与实际相差偏大。对于瓷瓶这种强 度大、韧性低的特殊材料，对表面裂纹敏感度极高，采用超声相控阵检测方法，大大提高了 缺陷检测的分辨力。因此参考试块设计5mm月牙槽反射作为实际检测基准灵敏度。（实际 情况下，裂纹的宽度和深度的发展有着一定的规律，月牙槽形状更符合真实裂纹特征。） [0042] 对本实用新型试块月牙槽与瓷瓶试块Imm模拟裂纹反射进行比较：瓷瓶试块模拟 裂纹反射增益6dB后两条反射曲线基本吻合，表明本实用新型试块5mm深月牙槽波高增益 6dB后相当于瓷试块（声速6350m/s)深Imm模拟裂纹。采用5mm深月牙槽为探伤基准灵敏 度可行。
[0043] 曲率耦合补偿:
[0044] 瓷瓶电压等级不同，生产厂家不同，其规格也是多种多样的，使用的数量也非常 大。目前，对瓷瓶的超声波检测主要是针对高电压等级的电网设备，其半径约在100_190mm 之间。如果针对每一种规格的瓷瓶制作相应的参考试块，种类将及其繁多。因此，将参考试 块探测面设计为平面，实际检测时根据不同曲率弧面进行修正，解决因检测弧面曲率引起 的信号反射强度差异问题。为确定检测面弧度对缺陷反射当量的影响，采用上述瓷瓶超声 相控阵检测方法推荐的两种相控阵探头，对JYZ-BX试块内部（深度40mm，Imm通孔）和 表面（长度30mm，深5mm矩形槽）人工反射体不同曲率检测面对反射当量影响进行了测定。 结果如下：（dB)
【主权项】
1. 一种高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测专用参考试块，其特征在于，采用小Imm通 孔和5_深月牙槽人工反射体作为检测基准灵敏度调整依据； 所述试块分为I区、II区和III区三个区域； 在试块I区设置8个(tlmm通孔，声束从试块本体上下两面分别入射，距探测面垂直深 度范围为30-180mm，间距IOmm;用于超声相控阵纵波检测瓷瓶内部缺陷时检测灵敏度调整 和DAC曲线制作； 在试块I区上、下两检测面分别设置一个模拟裂纹的月牙槽，槽长度30mm，宽度为 0. 4±0. 02mm，最大深度5±0. 02mm;作为表面及近表面缺陷检测灵敏度调整和DAC曲线制 作时的参考反射体。
2. 根据权利要求1所述的高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测专用参考试块，其特征在 于，在试块II区设有9个Imm通孔，呈1/4圆周分布，半径为50mm，用于相控阵检测角度补 偿验证测试，也用于作为现场临时角度增益补偿曲线制作依据。
3. 根据权利要求1所述的高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测用参考试块，其特征在 于，在试块III区设置有2个月牙槽，宽度为0? 4±0. 02臟，最大深度分别为3±0. 02mm和 4±0. 02mm，作为实际检测时表面及近表面缺陷反射对比依据；也能够起到检测系统表面及 近表面缺陷最大检测灵敏度验证作用。
4. 根据权利要求1所述的高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测用参考试块，其特征在 于，试块I区将深度5mm月牙槽和8个Imm通孔布置在同一轴线上，仪器调整时，表面及 近表面缺陷人工反射体同时显示，一次完成调试的特点。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测专用参考试块。试块采用φ1mm通孔与深度为3mm、4mm、5mm月牙槽作为检测系统调试人工缺陷反射体；具有仪器调试内部、表面及近表面同时显示，一次完成的优点；月牙槽反射体符合真实裂纹特征；不设置模拟瓷瓶弧面，通过实测表格进行弧度补偿，克服了在实际检测工作中多种规格瓷瓶需采用多种规格试块，分别进行仪器调整的缺点，大大提高了工作效率。本实用新型所述专用参考试块，可以解决目前高压支柱瓷绝缘子超声相控阵检测无专用参考试块的问。
【IPC分类】G01N29-04
【公开号】CN204389441
【申请号】CN201420405940
【发明人】张昕, 李军, 苗兴, 袁芳, 杨景健, 高健, 杨占君, 李玉鹏, 王斌, 赵明忠, 白涛, 孙小平, 席家福, 王欣, 董开松
【申请人】国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 国网甘肃省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年7月22日