科技信息 ０科教前沿０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２０１３年第１９期 斜探头性能参数测试的不确定度评定 林启峰 （中国科学院生态与地理研究所，乌鲁木齐８３００１１） 【摘要】测量不确定度是评定测量结果的重要参数。超声波检测是最常用的无损检测方法之一，探头是超声波探伤仪的重要组成部分，它 的性能是检测工作得以顺利进行的关键 ，在检测工作进行之前，对其各性能参数进行准确测试，是提高缺陷定位准确性的重要手段。以超声波 检测用斜探头性能参数测试实验为例．说明不确定度评定在无损检测定量分析中的作用。实验依据专业标准ＴＢ／Ｔ１００６２－１９９９的规定，对探头 的前沿长度、Ｋ值、偏离角度进行了测试，从仪器、方法等方面，对测试结果进行了不确定度评定，试图提出一些建设性改进方案，以提高缺陷定 位的准确性。 【关键词】不确定度评定；无损检测；斜探头；性能参数 ０引言 －－则Ｂ类不确定度的合成为：ｕ ＝Ｖ １ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ｒ— —— —一 ０５。 测量不确定度意味着对测试结果的可信性．有效性的怀疑程度和 ０．不肯定程度Ⅲ．它是评定测量结果的重要参数。超声波检测是应用最广 探头前沿长度的合成不确定度： （ｆ）＝、／ ＋ ， ＝ｏ．０５２。 泛的无损检测技术之一．探头是超声波探伤仪的重要组成部分，它的 ４／『、 性能是检测工作得以顺利进行的关键。因此，在检测工作进行之前，对 其自由度： ．＝—¨＿—— —了 —丁— ——广＝７２， 其各性能参数进行准确测试．是提高缺陷定位准确性的重要手段。本 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＵＡｌ ／）１２ Ｖ１３ Ｖ１４ ）１５ ／Ｖ１６￥３１７ 文以斜探头性能参数测试实验为例．依据ＪＢｆｌ＇１００６２—１９９９（超声探伤 用探头性能测试方法 ，对斜探头的性能参数进行测试，通过对测试 当置信水平Ｐ＝０．９５，自由度为４Ｏ．８时，包含因子ｋ＝ （７２）＝１．９９ 结果进行不确定度评定．根据影响不确定度的各个分量提出相应的改 则探头前沿长度的扩展不确定度为：Ｕ ＝ｋｘｕｏ（Ｚ）＝０．１０ 进方案．来说明测量不确定度评定在无损检测结果评定中的重要作 ２．２探头Ｋ值测试的测量不确定度评定 用 （１）由于被测量Ｌ的重复测量引入的不确定度（Ａ类） 在相同条件下对Ｌ进行三次重复测试．测试结果分别为： １实验测定 ８３．５ｍｍ、８２．５ｍｍ、８３．０ｍｍ。则Ｌ的不确定度：ｕ ）＝０．３４ｍｍ，相对不确定 １．１实验条件 度： ｚ（ ）＝Ｍ ） －－０．００４１，查表得：口 。＝１．８。 温度为２０￣２。Ｃ．相对湿度为４５％一７５％，大气压强为８６ｋＰａ一 （２）由于被测量ｚ的重复测量弓ｆ入的不确定度（Ａ类） ．．１０６ｋＰａ。 １．２实验用仪器设备 （１）ＰＸＵＴ－２７超声波探伤仪；（２）ＣＳＫ－１Ａ标准试块；（３）２．５Ｐ１３Ｘ１３Ｋ２ 斜探头；（４）Ｑ９探头线；（５）钢板尺；（６）耦合剂：凡士林。 １．３实验过程 采用ＰＸＵＴ一２７超声波探伤仪在ＣＳＫ一１Ａ标准试块上对２．５Ｐ１３ｘ １３Ｋ 斜探头的前沿长度ｆ、Ｋ值或折射角口和偏离角度进行测试。 Ｋ的Ａ类不确定度的合成：ｕ ：Ｖ （￡）＋ｕ二（ｚ）＝ｏ．０１４ ：＿广 广＝２．４。 Ｖ２１ Ｕ２２ ２斜探头性能参数测试结果的不确定度评定 ２．１探头前沿长度不确定度 （１）被测量ｆ的重复测量引入的不确定度（Ａ类） 在相同条件下对探头前沿长度进行三次重复测试．得三次测 试结果分别为：１３．５ｒａｍ、１３．０ｒａｍ、１３．０ｒａｍ，则不确定度：“ 】（１）－－ｏ．１７ｒａｍ； 相对不确定度： ＝０．０１３；自由度 ＝１．８。 （３）引起Ｋ值测试Ｂ类不确定度： 所以由仪器扫描速度引起的不确定度；／ｔｒ２３＝／ｔｒ ２＝Ｏ．０００４，口２３＝２； 由仪器水平线性引起的不确定度： ： ，－－０．００６， ： ＝５０； 由仪器分辨率影响引起的不确定度： ＝ 。 －－０．００２，口： ＝２； 由钢板尺精度引入的不确定度＂＊／／￣ｒ２６＝／Ｌｒ ＝ｏ．０２， ＝＊； 由耦合剂使用不当引入的不确定度： Ｂ类不确定度的合成：“ ： 。 产Ｏ．０５ ．０１２，口：，＝２； 由试块的形位公差引入的不确定度：Ｕｒ２ ＝Ｕｒ。 －－０．０４４， ＝５０。 （２）仪器扫描速度引入的不确定度（Ｂ类） 不确定度为： －－－０．００６ｍｍ，相对不确定度为：Ｕ －ｒ－－００００４ ． 。根据经验估计△ ： ．：＝５ｏ％，则自由度Ｉ）１２＝２。 （３）仪器的水平线性影响引入的不确定度（Ｂ类） 由水平线性影响引人的相对不确定度为： ＝Ｏ－６％，根据经验估 探头前沿长度的合成不确定度： （Ｋ）＝、／ ＋／￣‘Ｂ２ ＝ｏ．０５２ ４… 其自由度： ＝— —— — ＋ ）Ａ２ ／）２３ ／—丁— Ｕｒ２８ ＝７２， ＋一ｆ２８ ＋ ｔ）２４ ＋ Ｙ２５ ＋ Ｉ）２６ ＋ ＇３２７ ／计△ ／ ＝１０％，贝怕由度 ＝５０。 （４）仪器的分辨率影响引人的不确定度（Ｂ类） 由仪器分辨率影响引入的测量不确定度为：／／＇１４＝０．０３，相对不确定 度： １４＝Ｏ．００２。自由度：口 ＝２。 （５）钢板尺精度引入的不确定度（Ｂ类） 相对不确定度为： ２％。其值可靠，所以 ５＝。。。 当置信水平Ｐ－－０．９５，自由度为４Ｏ．６时。查表可得包含因子ｋ－－ｔ￣（７２） ＝１．９９． 则探头Ｋ值的扩展不确定度为：Ｕｇｓ＝ｋｘｕ，（Ｋ）－－０．１０。 ２－３探头偏离角度的不确定度评定 （１）由于被测量ｘ的重复测量引入的不确定度（Ａ类） 在相同条件下对ｘ进行三次重复测试，得结果分别为：０．５ｍｍ、 ０．３ｒａｍ、０．５ｍｍ ｏ （６）耦合剂使用不当引入的不确定度（Ｂ类） 耦合剂的不确定度为：“ ＝１．２％，估计△ｕ ／Ｈ ＝５ｏ％，则其自由 度：ｖｌ６＝２。 ＝则ｘ的不确定度：Ⅱ（ｐ）＝ 、／ ＝０．ｏ３。，相对不确定度： 严ｕ（口） ０．１，查表得： ， ＝１．８ （７）试块的形位公差引入的不确定度（Ｂ类） 不确定度为：ｕ ，＝０．５８ｒａｍ，相对不确定度： ，＝０．０４４， 自由度： ：（２）７Ｉ起探头偏离角度Ｂ类不确定度的因素如下： 由仪器扫描速度引起的不确定度：“ｍ＝Ｕｒ －－０．０００４， ＝２； ｆ下转第７０页） ０．５ （１Ｏ％）－２＝５０。 作者简介：林启峰（１９８２一），男，汉族，河南周口人，中国科学院生态与地理研究所。 ６７ ２０１３年第ｌ９期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｏ，￣Ｓｆ教前 凸。 科技信息 老工业区内特定行业废旧资源的有效利用．建设一批专题性的博物 馆、展览馆。此外，应继续加大对举办民办博物馆的扶持支持力度，加 快形成全市各种所有制并举、门类齐全的博物馆事业发展格局．为在 “十二五”末实现全市博物馆总量突破１００座奠定坚实基础 ３．２＿３探索大遗址保护特区之路．建设中国“大遗址之城” 在西安境内遗存的周丰镐、秦阿房宫、汉长安城、唐大明宫等大遗 址区．在中华文明史上具有不可替代的地位和意义。继大明宫国家遗 址公园于２０１０年ｌＯ月１日盛大开园后．汉长安城遗址保护利用问题 的关注度日益提高 ２０１２年８月１６日，西安汉长安城国家大遗址保 护特区建设领导小组办公室及管委会挂牌成立．标志着汉长安城遗址 保护利用进程的正式启动 未来汉长安城国家大遗址保护特区的顺利 运营．将为西安“大遗址之城”的建设积累进一步的宝贵经验。 ３．２．４加快文化与科技融合．建设中国“内容产业之城” 在西安．要加快文化与科技融合．当前就是要把西安曲江新区和 西安高新区分别在文化产业和高新技术产业方面积累的优势．实现全 盘梳理、全面对接和全方位合作．走出一条文化产业需求引领高新技 术产业发展、高新技术产业进步支撑文化产业壮大的新路子．实现两 个开发区的互通、互动、协作、协同，强力支撑西安文化产业中“内容产 业”等相关业态的快速、持续发展 这里举出一例。《富春山居图》本为元代名画，现已分为两段，由台 北故宫博物院和浙江省博物馆分别收藏 ２０１１年６月．画的两段在台 北实现“合璧”．同期凤凰卫视也播出了由美学大家蒋勋对《富春 山居图》进行解析的专题节目，引发文化讨论热潮。２０１３年６月，由刘 德华等主演的同名电影也将上映，相信在引起观影热潮的同时．也会 引发新一轮的文化讨论。试问：西安碑林博物馆中，有多少名人墨迹和 奇世珍宝？仅“昭陵六骏”背后，就可挖掘出绝不亚于《富春山居图》影 响力的人物与实事件．相关的影视介绍、剧集拍摄，难道不能成为又一 个“富春山居图”？当然．这还有赖于像蒋勋一样的讲者、像刘德华一样 的演者．以及背后的市场和资本运作 ３．２．５构筑人才高地与金融洼地．建设中国西部“文创产业大都会” 上已述及．要实现西安文化资源的激活和整合．必须要有一流的 人才和充足的资本作为支撑．否则资源就不会顺利转化为资产进而转 化为资本。为此．需要抱持开放的心态和胸襟，在全球范围内寻找、吸 引进而弓Ｉ进、聚集与西安特色文化资源相匹配的人才、专家、大家和明 星．一方面他们能够把“死”的资源活化．另一方面他们也是文创资本 竞相追逐的目标。可以说，有了人才，就会有资本和资金。所以，西安在 未来必须强化自身的文化产业人才．在全球范围内配置、利用人 才．同时建设好自身的金融服务环境．为建设中国西部的“文创产业大 都会”奠定基础 ３．３西安发展文化产业的若干建议 ３．３．１西安发展文化产业的可用思路 实施“文化旅游带动、文化资源转换、文化品牌塑造”三大战略，做 好“开放合作、创新引领、产业聚集”三项工作，实现“文化、科技、人才、 金融、项目、企业”六位一体 ３．３．２西安发展文化产业的可行措施 主要包括＿１２＿ １：加强立法工作，出台专项，加大扶持力度；构建 现代文化产业体系，建立健全文化市场体系．扩大居民文化消费：有效 整合资源，推进科技创新，发展特色产业，培育新兴业态；打造龙头企 业，培育产业集群．塑造文化品牌：加强人才队伍建设．加快投融资体 制改革，促进产学研结合，提高文化创意水平等。Ｑ 【参考文献】 ［１］方彦富国内外文化产业管理若干模式探究叨．亚太经济，２００９（６）：４８—５２． ［２］￣ｆ＿ＪＫ总裁协会．２０１ １全球文化产业发展报告［ｏｕ．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｅ．ｃｎ／ ［３］Ｍａｙｏｒ ｏｆ Ｌｏｎｄｏｎ．Ｗｏｒｌｄ Ｃｉｔｉｅｓ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｒｅｐｏ￣２０１２［０Ｌ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．１ｏｎｄｏｎ．ｇｏｖ． ｕｋ／ ［４］江凌中外文化产业基本特征比较『Ｊ１．福建论坛：人文社会科学版，２０１０ ｆ１ ２１：１２５－１３２． ［５］李庆本，吴慧勇．中华文化传播对象国的文化产业研究报告［ 中国文化 研究．２０１０（３）：１９５—２０１ 『６］王伟光．推动文化大发展大繁荣提升我国文化软实力 １．６版．中国社会科学 报．２０１ １，３，８ ［７］王坤宁２０１２北京文化创意产业增加值预计突破２０００亿元【０ｕ Ｊ Ｊｌｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ． ｅｅｉｔｉｍｅｓ ｃｏｍ／ ｆ８ ３￣海市文化事业管理处，上海文化研究中心．２０１２上海文化产业发展报告 ［Ｏ Ｌ１．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．５２ｄｅｓｉｇｎ．ｃｏｒｎ／． ［９］刘勇．深圳文化创意产业占全市ＧＤＰ９％ＩＯｂ＇Ｊ］．ｈｔｔｐ：／／ｎｅｗｓ．ｘｉｎｈｕａ０８．ｃｏｒｎ／ ［１Ｏ］西安政研室．如何推动西安文化产业跨越式发展［０ Ｌ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｘａｓｗ ｇｏｖ．ｅｒｄ． ［１１］马鸿斌契合与共赢：西安文化与科技融合的战略思考【ＯＬ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｓ． ｔｈｅｏｒｙ．ｃｎ／． ［１２］王宏武准动西安文化产业跨越式发展的对策建议［ＯＬ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｓｔｈｅｏ． ｒｙ．ｃｒｄ． ［１３］西安市社科院课题组．西安文化及文化产业发展战略研究［ＯＬ『Ｊ】＿ｈｔｔｐ：／／ｗ￣ ｘａｓｓ ｇｏｖ．ｃｒｄ ［责任编辑：周娜］ （上接第６７页） 由仪器水平线性引起的不确定度：ｕｒ３３＝ｕ ＝０，００６， ，，＝５０； 由仪器分辨率影响引起的不确定度： ＝ ：Ｏ．００２，口 ＝２； 由钢板尺精度引入的不确定度：ｕ ＝Ｕｒ ＝Ｏ．０２， ＝ ； 面 针对这些影响因素，可以采取相应的措施，以降低其对结果的影 响。 由耦合剂使用不当引入的不确定度： ＝ｌＸｒ －０．０１２， ， ＝２； 由试块的形位公差引入的不确定度： ＝ ＝Ｏ．０４４， ＝５０。 Ｂ类不确定度的合成： ＝ｕ ＝Ｏ．０５ 探头偏离角度的合成不确定度：ｕ（８）＝、／ ＋ｕ： ＝ｏ．１ 其自由度： １： ＝１．８ 对于Ａ类不确定度．建议对每个参数进行三次测量；对于检测仪 器及工具的影响．可采用水平线性较好和分辨率较高的仪器：对于钢 板尺精度带来的不确定度．可通过采用精度较高的测量工具来降 低其影响：试块的形位公差不能改变．但在操作中保持桌面的水平及 试块的平稳，也可达到降低操作误差的效果；在使用耦合剂时，尽量按 要求操作。 通过采用上述措施．可降低结果的不确定度．从而提高缺陷定位 的准确性。 【参考文献ｌ ［１］国家质量技术监督局ＪＪＦ１０５９－－１０９９测量不确定度评定与表示［Ｍ］．北京：中 国计量出版社．１９９９：１－２３． 当置信水平Ｐ＝Ｏ．９５．自由度为１．８时．查表可得包含因子ｋ ［２］ＪＢ，ｒＦ１００６２—１９９９超声探伤用探头性能测试方法网．中国标准出版社，１９９９：９— １４ ＝ｔ （１．８）＝５．９８（用差值法求的） 则探头偏离角度的扩展不确定度为：ｕ ｓ＝ｋｘｕ（ｐ）＝５．９８￣０．１＝０．６。 ｆ３］李金海．误差理论与测量不确定度评定［Ｍ】．北京：中国计量出版社，２００３： １０８－１ ５８ ３结论 通过对超声波斜探头性能参数测试的结果进行不确定度评定，可 以看到影响结果不确定度的因素主要来源于被测量的重复测量（Ａ 类）、检测仪器及工具的性能、试块形位公差、耦合剂的使用等几个方 ［责任编辑：周娜］ ７０
