探头性能校准是超声波探伤系统校准的核心环节，直接影响缺陷检测的灵敏度、定位精度和定量准确性，需依据《无损检测超声检验探头及其声场的表征》、《超声波探伤用探头性能测试方法》等标准执行。校准内容主要包括探头入射点、K值（折射角）、灵敏度余量、分辨率、声轴偏斜等关键指标，以下是各指标的具体校准步骤、操作要点及判定标准。
一、探头入射点校准（确定探头声束发射中心）
入射点是指探头声束轴线与探测面的交点，是缺陷定位的基准点，校准步骤如下：
准备工作：选取Ⅱ型校准试板（CSK-ⅡA）或专用入射点校准试板，将试板置于平整的工作台上，确保探测面清洁、无油污和锈蚀；连接探头与探伤仪，开启设备，将探伤仪设置为单探头探伤模式，调节增益使显示屏出现稳定波形。
定位与标记：手持探头，将探头前端紧贴试板边缘，缓慢向试板中心移动，同时观察显示屏上的试板端面反射波（始波后的第一个大反射波）。当端面反射波达到最高、最稳定时，停止移动探头，此时探头前端与试板边缘的接触点即为入射点的大致位置。
精确校准：用记号笔在探头外壳上标记出与试板边缘对齐的位置，然后将探头沿试板边缘前后微调，反复确认端面反射波的峰值位置，最终确定入射点的精确位置，并在探头外壳上做好永久标记（如用钢针刻线）。
验证：将探头入射点对准试板上已知深度的平底孔，测量缺陷波的水平距离，与理论值对比，误差≤1mm即为合格。
二、探头K值（折射角）校准（适用斜探头）
K值是斜探头声束折射角的正切值（K=tanβ，β为折射角），直接影响缺陷的定位精度，校准步骤如下：
试板选择：选用Ⅱ型校准试板（CSK-ⅡA）或Ⅲ型校准试板（CSK-ⅢA），试板上需有不同深度的横孔或槽，用于声束定位。
参数设置：将探伤仪的水平刻度（时基）调整为“深度”或“水平距离”显示模式，根据试板厚度和探头预估K值，调节扫描范围，确保试板上的横孔反射波能完整显示在显示屏上。
校准操作：
将探头置于试板探测面，移动探头使声束对准试板上的横孔（如深度为d1的横孔），调节增益使横孔反射波达到80%满屏高度，记录此时显示屏上的水平距离L1。
移动探头对准另一深度的横孔（如深度为d2的横孔），重复上述操作，记录水平距离L2。
根据公式计算K值：K=(L2-L1)/(d2-d1)，取多次测量的平均值作为探头的实际K值。
判定标准：实际K值与标称K值的误差≤±0.1（或折射角误差≤±2°）即为合格，若误差超出范围，需通过探伤仪的K值修正功能进行调整，或更换探头。
三、探头灵敏度余量校准（评估探测能力）
灵敏度余量是指探头在检测到规定反射体（如Φ2mm平底孔）时，探伤仪剩余的增益能力，反映探头的探测灵敏度和抗干扰能力，校准步骤如下：
试板与参数设置：选用Ⅱ型校准试板，将探头置于试板探测面，对准试板上的Φ2mm平底孔（或标准规定的反射体）；将探伤仪的增益调至最小，抑制调至0，扫描范围调整为覆盖试板厚度。
基准波形调节：缓慢增加增益，直至平底孔反射波达到80%满屏高度，此时的增益值记为基准增益G0。
灵敏度余量计算：继续增加增益，直至显示屏上出现噪声满屏（或达到探伤仪最大增益），此时的增益值记为Gmax；灵敏度余量ΔG=Gmax-G0。
判定标准：一般工业用超声波探头的灵敏度余量≥30dB，部分探伤探头（如聚焦探头）≥40dB，若余量不足，说明探头性能下降，需更换或维修。
四、探头分辨率校准（区分相邻缺陷的能力）
分辨率分为纵向分辨率（区分同一声轴上相邻缺陷的能力）和横向分辨率（区分不同声轴上相邻缺陷的能力），常用纵向分辨率校准，步骤如下：
试板选择：选用分辨率校准试板（如Ⅱ型试板上的相邻平底孔，或专用分辨率试板），试板上有两个间距较小的平底孔（如间距2mm）。
校准操作：将探头置于试板探测面，对准两个平底孔的中心位置，调节增益使两个平底孔的反射波均达到80%满屏高度，观察显示屏上两个波形的分离程度。
判定标准：若两个波形的波谷低于波峰的1/2（即分离度≥50%），则判定分辨率合格；若两个波形重叠，无法区分，则说明探头分辨率不足，不适合用于检测细小相邻缺陷。
五、声轴偏斜校准（评估声束的同轴度）
声轴偏斜是指探头实际声束轴线与探头几何轴线的偏差，会导致缺陷定位偏差，校准步骤如下：
试板与装置：选用声轴偏斜校准试板（如带有平行横槽的试板），或使用两个平行的反射面（如两块平行放置的钢板）。
校准操作：将探头置于试板探测面，沿试板缓慢移动探头，观察反射波的高度变化；若声轴无偏斜，反射波高度稳定；若声轴偏斜，反射波高度会随探头移动出现明显波动。
量化评估：通过测量反射波高度的最大波动值，计算声轴偏斜角度，一般要求偏斜角度≤2°，否则会影响缺陷定位精度，需更换探头。
六、校准注意事项与周期
环境要求：校准应在室温（15℃–35℃）、无强电磁干扰、无振动的环境中进行，避免温度变化导致探头性能波动。
耦合剂使用：校准过程中需使用专用耦合剂（如甘油、机油），确保探头与试板之间耦合良好，无空气间隙，避免耦合不良影响校准结果。
校准周期：新探头使用前必须校准；在用探头每6个月校准一次；若探头出现磕碰、损坏或检测结果异常，需立即重新校准。
记录与存档：校准完成后，需填写《超声波探头校准记录》，记录探头型号、校准日期、各项指标的测量值、判定结果等信息，存档备查。
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