零损勘验仪器仪表的校准与验证

　　一、无损检测仪器控制的必要性

　　随着检测要求的不断提高，无损检测仪器已广泛采用数字技术并已逐步进入测量领域，如对几何量和材料特性参数的测量，有必要按照一定程序对仪器指标的持续稳定进行监视和控制，以提高检测结果的可靠性。

　　无损检测仪器的主要特性，如超声探伤仪的水平和垂直线性、衰减器误差，磁粉探伤机的电流表指示误差等被称之为仪器的计量特性。这些特性会随着使用时间的延续而变化，而且这种变化可能导致检测结果不确定性的增加。目前在实际工作中存在两个问题：第一，很难要求仪器的使用者即无损检测专业人员始终关注和记录仪器计量特性的变化。因为这种变化需要专用仪器进行检测，一般的无损检测仪器使用部门不可能配备此类仪器。而且监测仪器计量特性变化的工作与正常的无损检测工作有很大差别，无损检测专业人员通常无法独立完成。目前无损检测人员大多采用标准试块或样品对检测系统的部分特性进行校准。严格地说，这种校准仅是对检测系统主要使用性能指标进行粗略的、简单的评价，与专业校准实验室按规范的要求用标准器进行的校准不同。第二，在专业校准实验室对仪器进行校准之后，验证这一重要环节往往被忽视了，甚至很多校准人员和仪器使用人员不知道还有验证过程。无论这个环节是由校准人员还是仪器使用人员实施，将校准后获得的仪器的计量特性与其使用所需的技术指标进行比较，最终确认仪器是否满足使用要求，这样才能达到我们控制仪器的目的湿度传感器探头, 不锈钢电热管, PT100传感器, 流体电磁阀,铸铝加热器,加热圈。

　　为了降低无损检测工作的风险，确保仪器的稳定性和复现性更高，使检测结果更可靠，很有必要在整个检测过程中关注仪器的控制过程，这是确保满足检测要求的重要环节之一。

　　二、无损检测仪器的控制要求

　　在ISO9001标准7.6条款中对监视和测量装置的控制规定了要求，包括确定满足测量能力的仪器、在使用前或按周期对仪器进行校准并进行相应的标志、对仪器进行适当的调整等。

　　无损检测仪器通常是根据产品标准、技术条件要求以及有关法律法规要求作为产品检验和测量的仪器被确定和使用的。当用于提供几何量(如缺陷尺寸、位置和壁厚、涂层厚度等数据)或进行(如电导率等材料特性)指标测量时，仪器的功能就含有了测量特性，尽管有些测量有时是间接和相对的。无损检测仪器的主要特性指标，包括仪器的重复性、稳定性等是否满足产品检测的要求，决定了仪器能否提供所测量值等信息，并稳定显示拒收水平，以使我们借助这些检测结果做出正确判断，进而达到控制被检产品质量、提高产品符合性的目的。

　　无损检测仪器并不都属于测量仪器，有一部分仅用于产品质量的监视，它们并不需要进行校准，对其控制的方式也不同于测量设备。此类仪器不在本文讨论范围内。

　　随着“校准”概念的引入，校准、检测市场的放开，“校准”逐渐被广大计量工作者，特别是企业计量工作者所接受。同时，本刊关于校准、检测方面的来稿也逐渐增加。为了更好地细分和服务于不同的读者群，使栏目更加清晰，本刊现将原“检定、校准与测试”中的“校准与测试”部分细分出来，推出了本栏目。

　　三、无损检测仪器控制的实施过程

　　我们知道，在检测过程中仪器、工作程序、环境条件和人员技能都可能影响检测结果的可靠性，其中仪器及其计量特性是过程中最主要的影响因素，包括测量范围、分辨力、误差等计量特性对探伤或数据测量的不确定度产生的影响。对无损检测仪器进行控制主要是实施计量确认，该过程是为确保仪器满足预期使用要求进行的一组操作，目的是判别计量特性是否满足测量过程的计量要求。

　　计量确认的主要内容之一是对仪器进行校准，给出仪器的示值误差。校准的依据是校准规范或校准方法，应优先使用国际、国家发布的方法。此外，被公认的规范和方法以及仪器制造商提供的方法也可选用。若上述方法均没有，允许自行编制，形成文件并经确认后实行。对无损检测仪器的校准目前存在两大类方法：第一类是通过专用标准器等电子设备对仪器自身性能指标的校准，偏重于仪器的电气性能指标;第二类是对整个检测系统包括仪器、传感器和使用条件的评价，它更注重系统配套后的实用工作性能指标。上述两类方法的切入角度不同。如果预期的使用要求需要对无损检测仪器实施较为严格的控制，既要监视仪器指标的变化又要考虑整个检测系统满足要求时，上述两类方法应相互结合应用，互为补充。通常超声波探伤仪的控制反映了这两类方法最典型的应用。对超声波探伤仪进行校准时，第一类方法可参考采用JJG746、EN12668和ASTME1324等来发现仪器的性能变化，并应给出仪器的不确定度;而第二类方法可采用JB/T9214和ASTME317等。

　　校准用设备包括标准器和辅助设备的溯源性，对校准结果的准确性和有效性有显著影响。为确保校准可靠，校准实验室通过不间断的校准链或比较链与相应测量的国际单位基准相连接，建立测量标准和仪器对国家标准的溯源。有一些无损检测仪无法按此规定进行校准，特别是一些进口的特种用途的无损检测仪器，则可充分利用校准的灵活性，采用同类仪器比对或比较的方法确保达到预期的使用要求。

　　计量确认的另一个重要环节是验证。将生产过程规定的测量要求(CMR)与仪器的计量特性(MEMC)进行比较，判断仪器的特性是否满足规定的要求，如超声探伤仪的水平和垂直线性、噪声和分辨力等的误差是否小于具体检测条件和被检材料检测允许的误差。这个环节通常被无损检测人员忽视或误解，以为仪器外送到分包实验室进行校准，只要拿到校准证书就证明该仪器能放心使用了。目前大多数分包校准实验室通常仅对仪器自身的性能指标进行校准，并可给出测量不确定度，但不判定该仪器最终能否在使用过程中满足具体产品质量控制的要求。

　　此外，在仪器控制的全过程中还包括在考虑风险和费用平衡的前提下确定确认间隔、必要的调整和维修及随后的再校准以及加盖标志等过程。对无损检测仪器的控制要求应与仪器本身的使用要求相一致，各应用领域控制的程度可能是不同的，方式也是灵活的。在对仪器实施控制时，应考虑增加的控制成本与无损检测工作本身创造的直接的和间接的经济效益的关系。因此，在对无损检测仪器的控制进行策划时，要对材料缺陷和产品特性要求、仪器能力和状态、分包校准实验室的资质以及仪器使用人员的技术水平全面考虑，确定既满足要求又符合实际的控制条件。

　　四、结论

　　无损检测仪器的控制问题随着产品质量控制和ISO9001标准的要求越来越明显地反映出来，因为它对降低无损检测的风险，提高检测结果的可靠性和有效性至关重要。根据产品质量要求确定仪器的使用要求，并依此选择适当的控制方法，按照ISO10012和ISO/IEC17025标准采取有效且适用的校准方法，并关注校准结果与使用要求的验证，会使我们对无损检测结果的可靠程度更加心中有数。