JJF 2190-2025 声波测井仪校准规范
资料介绍
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF2190—2025
声波测井仪校准规范
CalibrationSpecificationforAcousticLoggingTools
2025-02-08发布2025-08-08实施
国家市场监督管理总局 发布
归口单位:全国声学计量技术委员会
主要起草单位:湖北省计量测试技术研究院
湖北省标准化与质量研究院
国家无损检测设备质量检验中心(湖北)
参加起草单位:岩联(武汉)科技有限公司
中国测试技术研究院
本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人:
姚秋平(湖北省计量测试技术研究院)
陈炎明(湖北省标准化与质量研究院)
王 飞[国家无损检测设备质量检验中心(湖北)]
参加起草人:
王承成[岩联(武汉)科技有限公司]
蒲志强(中国测试技术研究院)
李皓琳(湖北省计量测试技术研究院)
目 录
引言……………………………………………………………………………………… (Ⅲ)
1 范围…………………………………………………………………………………… (1)
2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)
3 术语和计量单位……………………………………………………………………… (1)
3.1 术语和定义………………………………………………………………………… (1)
3.2 量和单位…………………………………………………………………………… (2)
4 概述…………………………………………………………………………………… (2)
5 计量特性……………………………………………………………………………… (2)
5.1 接收系统频率特性………………………………………………………………… (2)
5.2 声时测量相对误差………………………………………………………………… (2)
5.3 幅值测量线性误差及通道间幅值测量一致性…………………………………… (2)
5.4 动态范围…………………………………………………………………………… (3)
5.5 通道相位一致性偏差……………………………………………………………… (3)
5.6 最小采样间隔……………………………………………………………………… (3)
5.7 管波测井仪发射换能器声压……………………………………………………… (3)
5.8 管波测井仪接收水听器灵敏度…………………………………………………… (3)
5.9 超声成像测井仪超声频率………………………………………………………… (3)
5.10 超声成像测井仪孔径测量(回声法)误差…………………………………… (3)
5.11 超声成像测井仪超声检测动态范围…………………………………………… (3)
6 校准条件……………………………………………………………………………… (3)
6.1 环境条件…………………………………………………………………………… (3)
6.2 测量标准器及其他设备…………………………………………………………… (3)
7 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (4)
7.1 校准项目…………………………………………………………………………… (4)
7.2 校准前检查………………………………………………………………………… (5)
7.3 接收系统频率特性………………………………………………………………… (5)
7.4 声时测量相对误差校准方法……………………………………………………… (5)
7.5 幅值测量线性误差及通道间幅值测量一致性…………………………………… (6)
7.6 动态范围…………………………………………………………………………… (7)
7.7 通道相位差………………………………………………………………………… (8)
7.8 最小采样间隔……………………………………………………………………… (8)
7.9 管波测井仪发射换能器声压……………………………………………………… (8)
7.10 管波测井仪接收水听器灵敏度………………………………………………… (9)
7.11 超声成像测井仪超声频率……………………………………………………… (10)
7.12 超声成像测井仪孔径测量(回声法)误差…………………………………… (11)
Ⅰ
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7.13 超声成像测井仪超声检测动态范围…………………………………………… (11)
8 校准结果表达………………………………………………………………………… (12)
8.1 校准数据处理……………………………………………………………………… (12)
8.2 校准证书…………………………………………………………………………… (12)
8.3 校准结果的测量不确定度………………………………………………………… (12)
9 复校时间间隔………………………………………………………………………… (12)
附录A 校准证书的内容和格式……………………………………………………… (13)
附录B 测量不确定度评定示例……………………………………………………… (18)
附录C 声波测井仪或管波测井仪校准选择分类示例……………………………… (21)
Ⅱ
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引 言
JJF1001—2011 《通用计量术语及定义》、JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写
规则》、JJF1059.1—2012 《测量不确定度的评定与表示》共同构成制定本规范的基础
性系列规范。
本规范为首次发布。
Ⅲ
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声波测井仪校准规范
1 范围
本规范适用于声波测井仪和管波测井仪的校准。其他声波测井设备可参照本规范
校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
JJG990—2004 声波检测仪
JJF1001—2011 通用计量术语及定义
JJF1034—2020 声学计量名词术语及定义
JJF1059.1—2012 测量不确定度的评定与表示
GB/T3947—1996 声学名词术语
GB/T12604.1—2020 无损检测术语超声检测
GB/T27664.1—2011 无损检测 超声检测设备的性能与检验 第1部分:仪器
GB/T50123—2019 土工试验方法标准
GB/T50269—2015 地基动力特性测试规范
CJJ/T7—2017 城市工程地球物理探测标准
DZ/T0196.7—1997 测井仪通用技术条件声波测井仪
JTG/T3512—2020 公路工程基桩检测技术规程
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文
件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
3 术语和计量单位
3.1 术语和定义
JJF1001—2011、JJF1034—2020和JJF1059.1—2012界定的及以下术语和定义适
用于本规范。
3.1.1 声波测井仪 acousticloggingtools
以声波特征为基础来解决地质问题的测井仪的统称。按收发形式,声波测井仪可分
为单发单收、单发多收、双发双收、双发多收。按所测声波参数分为声速测井仪、声幅
测井仪、全波测井仪和超声成像测井仪。
[DZ/T0196.7—1997,3.1]
3.1.2 管波探测法 tubewavedetection
通过在钻孔井液中激发产生管波,接收并记录其经过井液和孔旁岩土传播的振动波
形,探测孔旁一定范围的岩溶、洞穴、软弱夹层及裂隙带发育分布的方法。
[CJJ/T7—2017,2.1.25]
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3.1.3 动态范围 dynamicrange
在选定的工作频段内,声波测井仪最大测量电压与最小测量电压幅值之比取对数乘
20,单位为dB。
3.1.4 剪切波 shearwave
传播方向与介质质点的振动方向垂直的波。又称横波,S波。
[JGJ/T143—2017,2.1.2]
3.1.5 放大器频率响应 amplifierfrequencyresponse
放大器增益随输入信号频率变化的关系。
注:通常用增益(一般指峰值增益)对频率的特征曲线表示。
[GB/T27664.1—2011,3.1]
3.1.6 放大器带宽 amplifierbandwidth
频谱的高低截止频率之差。采用的截止频率是增益比峰值增益低6dB的频点。
3.2 量和单位
声波测井仪和管波测井仪主要计量特性的单位名称和符号如下:
———声时的单位为秒(s);
———频率响应、级线性的单位为分贝(dB);
———频率单位为赫兹(Hz);
———长度的单位为米(m)。
4 概述
声波测井仪按收发形式,可分为单发单收、单发多收(包括一发双收声波测井仪和
多通道声波测井仪)、双发双收、双发多收(属于多通道声波测井仪);按所测声波参数
分为声速测井仪(包括剪切波波速检测仪)、声幅测井仪、全波测井仪和超声成像测井
仪。采用管波探测法测井的仪器称管波测井仪。
5 计量特性
5.1 接收系统频率特性
一发双收声波测井仪测量下限一般低于10kHz,上限一般高于50kHz;
多通道声波测井仪测量下限一般低于10Hz,上限一般高于100Hz;
管波测井仪下限一般低于100Hz,上限一般高于3kHz;
剪切波波速检测仪下限一般低于2Hz,上限一般高于80Hz。
5.2 声时测量相对误差
A1级:一般不超过±2.0%;
A2级:一般不超过±3.0%;
B级:一般不超过±5.0%。
5.3 幅值测量线性误差及通道间幅值测量一致性
A1级:一般不超过2.0%;
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A2级:一般不超过4.0%;
B级:一般不超过8.0%;
剪切波波速检测仪通道间幅值测量一致性一般不大于3%;
多通道声波测井仪通道间幅值测量一致性一般不大于10%。
5.4 动态范围
声波测井仪动态范围一般分40dB 和100dB两种;
其中剪切波波速检测仪动态范围一般大于80dB。
5.5 通道相位一致性偏差
多通道声波测井仪各接收通道与触发通道相位一致性偏差一般小于5个采样间隔,
各接收通道之间累计相位误差一般不大于8个采样间隔;
剪切波波速检测仪通道间相位误差误差引起的时间偏差一般小于0.1ms。
5.6 最小采样间隔
多通道土体声波测井仪一般不大于0.2ms;
多通道岩体声波测井仪一般小于等于50μs;
剪切波波速检测仪一般小于等于1ms;
管波测井仪一般小于等于20μs;
一发双收声波测井仪一般小于等于0.1μs。
5.7 管波测井仪发射换能器声压
发射换能器声压:指定距离上管中声压峰-峰值一般不小于10kPa。
5.8 管波测井仪接收水听器灵敏度
接收水听器灵敏度:管波测井仪接收水听器灵敏度级一般不小于-200dB (0dB=
1V/μPa)。
5.9 超声成像测井仪超声频率
超声频率一般在制造商给定的技术指标或标明值的±10%范围内。
5.10 超声成像测井仪孔径测量(回声法)误差
超声成像测井仪孔径测量(回声法)一般不超过±(0.2%L+1mm)(L 为孔径测
量点位置,单位为mm)。
5.11 超声成像测井仪超声检测动态范围
超声成像测井仪检测动态范围一般不小于60dB。
注:由于校准无需做出合格与否的判定,因此,第5章中给出的指标仅供参考。
6 校准条件
6.1 环境条件
声波测井仪和管波测井仪应在以下环境条件下进行校准:
———空气温度:15℃~35℃;
———相对湿度:30%~90%。
6.2 测量标准器及其他设备
a)信号发生器(含猝发音功能)
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信号发生器的频率范围覆盖0.1 Hz~200kHz。以1kHz为参考,0.1 Hz~
200kHz范围内的幅频特性优于±0.5dB。谐波失真不大于0.5%。
b)精密衰减器或猝发音信号源输出信号衰减误差:
在0.1Hz~200kHz频率范围,总衰减范围大于100dB,至少应有10dB、6dB、
2dB、1dB和0.1dB5种衰减分挡形式;衰减误差:±(1%A +0.05)dB,其中A 为
衰减量。
c)数字示波器或数据采集分析系统
带宽:(0~100)MHz,采样频率应高于1GHz;至少应有两个通道,具备时间延
迟功能,时间延迟测量误差不大于0.05μs、幅值测量误差不大于3%。
d)测量水听器
测量水听器:频率范围1kHz~150kHz,自由场灵敏度级应不低于-217dB
(0dB=1V/μPa)。
e)超声应答触发器:频率范围50kHz~150kHz。
f)水声发射换能器
频率范围70kHz~120kHz,工作频率处参考方向1 m 处发送电压响应不小于
120dB (0dB=1μPa/V)。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
声波测井仪和管波测井仪的校准项目见表1。
表1 校准项目一览表
序号项目名称计量特性的章条号校准方法的章条号
1 接收系统频率特性5.1 7.3
2 声时测量相对误差5.2 7.4
3 幅值测量线性误差及通道间幅值测量一致性5.3 7.5
4 动态范围5.4 7.6
5 通道相位一致性偏差5.5 7.7
6 最小采样间隔5.6 7.8
7 管波测井仪发射换能器声压5.7 7.9
8 管波测井仪接收水听器灵敏度5.8 7.10
9 超声成像测井仪超声频率5.9 7.11
10 超声成像测井仪孔径测量(回声法)误差5.10 7.12
11 超声成像测井仪超声检测动态范围5.11 7.13
注:不同类型仪器要根据实际情况选择校准项目。参照附录C仪器分类选择校准参数示例。
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7.2 校准前检查
根据校准设备类型与送校者确定合适校准项目,被校准设备应具有清晰的标志,包
括制造商名称、型号和序列号等。外观不应有机械损伤、操作失灵等现象。
7.3 接收系统频率特性
校准装置方框图如图1所示。声波测井仪或管波测井仪主机分别与数字示波器、信
号发生器连接(阻抗匹配),设置合适的工作状态。调节信号发生器输出信号,产生一
个在被校仪器屏幕高度80%的信号,记录接收器的增益设置。
图1 接收系统频率响应校准装置方框图
在声波测井仪或管波测井仪频率范围逐点选取频率,记录被校仪器屏幕上所显示的
最大信号幅度时的频率(fmax)和波幅。在此过程中,应保证放大器不过载,而且显示
在示波器屏上的输入信号幅度保持恒定。依次从fmax降低和增加频率。观察被校仪器屏
幕上信号的高度,测出上限频率(fu)和下限频率(fl)(6dB点)。
由式(1)计算:
f0=(fu+fl)/2 (1)
式中:
f0———声波测井仪或管波测井仪接收系统中心频率,Hz;
fu———声波测井仪或管波测井仪接收系统上限频率,Hz;
fl———声波测井仪或管波测井仪接收系统下限频率,Hz。
Δf=fu-fl (2)
式中:
Δf———接收系统频率范围,Hz。
7.4 声时测量相对误差校准方法
校准装置方框图如图2所示。声波测井仪主机和数字示波器分别与信号发生器连
接,选择声波测井仪的标定通道,信号发生器发出频率fu (为声波测井仪上限频率)
的如图2所示猝发音信号(一共7个整正弦波组成,中间正弦波幅值最大,两边有以
6dB衰减3个波)。
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图2 声时测量误差校准装置方框图
读取声波测井仪时域信号中猝发音信号的延迟,同时记录信号发生器猝发音信号的
延迟,分别计算出各个测量点(延迟建议选取0.10L、0.20L、0.30L、0.50L、
0.80L,L 为声波测井仪测量总时长,单位为s)对应的声时测量相对误差,以相对误
差绝对值的最大值作为测量结果。
δ=t-t0
t0 (3)
式中:
t0———信号发生器设置的猝发音信号延迟,s;
t ———声波测井仪测量的猝发音信号延迟,s;
δ ———声时测量相对误差。
声波测井仪测量总时长,一般情况取采样率最高时的采样时长,被校准方有特殊要
求时,校准时应注明。
7.5 幅值测量线性误差及通道间幅值测量一致性
7.5.1 幅值测量线性误差
校准装置方框图如图3所示。连接声波测井仪主机、精密衰减器、信号发生器,选
择声波测井仪合适的通道,信号发生器信号频率设置为声波测井仪中心频率,调整输出
信号电压使声波测井仪显示100%波形高度,以2dB为步长逐级增加衰减量,直至精
密衰减器衰减量为12dB,读取声波测井仪采集的信号电压波形高度百分比。将此实测
值与理论值相比较,参照表2中给出的波高百分比的理论值,取最大正偏差与最大负偏
差绝对值之和作为幅值测量的线性误差。
图3 幅值测量线性误差校准装置方框图
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表2 衰减量与波高百分比对应表
标称衰减量/dB 0 2 4 6 8 10 12
百分比参考值/% 100 79.4 63.1 50.1 39.8 31.6 25.1
在声波测井仪上、下限频率重复上述测量与计算。
注:也可以用任意波形发生器生成6个2dB衰减的阶梯猝发音一次完成校准。
7.5.2 通道间幅值测量一致性
多通道声波测井仪选择信号电压幅值最大的通道作为参考通道。信号发生器信号频
率设置为声波测井仪中心频率,调整输出信号电压幅值使声波测井仪参考通道显示
100%波形高度。读取其他通道信号电压幅值。按式(4)计算各通道与参考通道之间的
幅值测量偏差。
δi=Ai-Ar
Ar ×100 (4)
式中:
δi———通道i 与参考通道之间的幅值测量偏差,%;
Ai———通道i 的信号电压幅值,mV;
Ar———参考通道的电压幅值,mV。
取偏差的最大绝对值作为通道间幅值测量一致性的测量结果。
7.6 动态范围
测量装置如图4,声波测井仪置于工作状态,采用如图4所示的框图。
7.6.1 测试通道最小测量电压
校准装置方框图如图4所示。声波测井仪的所有控制(包括可变增益)调至最大增
益,声波测井仪输入端短路,记录测井仪器屏幕上的噪声电平。
图4 动态范围校准装置方框图
声波测井仪的输入端按图4接入信号发生器的输出端,采用中心频率f0的输入信
号,调整标准衰减器和信号发生器输出电平,直至声波测井仪显示电平(信号的峰-峰
电压)是噪声电平的2倍。记录信号发生器电压输出信号的峰-峰电压Vin (单位:V)
和精密衰减器的衰减量A (单位:dB),固定衰减器的衰减量B (单位:dB)。最小测
量电压Vein (单位:V)用下式求得:
Vein= Vin
10 A +B
20 (5)
式中:
Vin ———输入信号峰-峰电压,V;
Vein———最小测量电压,V;
A ———精密衰减器的衰减量,dB;
B ———固定衰减器的衰减量,dB。
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7.6.2 测试通道测量上限电压
校准装置方框图如图4。在每个频率范围内,采用该频带内中心频率f0的输入信
号,测量动态范围上限。
声波测井仪增益最小,信号发生器输出信号至声波测井仪,使得显示波高至声波测
井仪满屏20%,用声波测井仪测量波高增长百分比,与理论波高比较,逐步以2dB增
加发生器输出信号,直至波高达到100%或出现与理论波误差超过±2%,此时发生器
输出信号幅值记作为测量上限Vmax。
7.6.3 动态范围计算
动态范围用式(6)计算。
D =-20log10
Vein
Vmax (6)
式中:
D ———声波测井仪测量动态范围;
Vein ———最小测量电压,V;
Vmax ———上限电压对应的信号发生器输出信号幅值,V。
7.7 通道相位差
校准装置方框图如图2所示。声波测井仪主机与脉冲触发器(见图5)信号发生器
连接,选择声波测井仪的标定多个通道,信号发生器发出频率为声波测井仪频率上限的
如图2所示猝发音信号(一共7个整正弦波组成,中间正弦波幅值最大,两边有以6dB
衰减3个波),设置声波测井仪被校多个通道同时接收猝发音信号,声波测井仪设置自
动读取首波时间,显示首波时间与信号发生器输出猝发音延迟时间之差即为声波测井仪
测量通道与触发通道相位差,各通道之间首波信号时间差即为通道累计相位差。
图5 通道相位差校准装置方框图
7.8 最小采样间隔
校准装置方框图如图2所示。声波测井仪或管波测井仪与数字示波器、信号发生器
连接,选择被校仪器的标定通道,信号发生器发出频率设置为被校仪器频率上限的如
图2所示猝发音信号(一共7个整正弦波组成,中间正弦波幅值最大,两边有以6dB
衰减3个波)。设置适当猝发音信号延迟,使得被校仪器显示全部猝发音首波信号,并
自动显示首波时间为s 秒。以最小采样间隔Δs 为步进增加猝发音延迟时间,依次进行
10次的增加延迟的测量,被校仪器自动显示首波信号时间均能正确显示(s+Δs×n)
秒(n 从1到10)。
7.9 管波测井仪发射换能器声压
校准装置方框图如图6所示。在一个长1.5m、标称直径89mm、管壁厚2mm、
底端封闭、充满清水、直立放置的圆形钢管内,将发射探头置于管底以上0.45m,将
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测量水听器置于被校准管波测井仪接收水听器相同深度,测量水听器输出信号电压峰-
峰值用示波器读数,根据测量水听器灵敏度级,计算首波声压峰-峰值:
p=Vp-p/10 Ms
20+6 (7)
式中:
p ———管波测井仪发射换能器声压(峰-峰值),Pa;
Vp-p———测量水听器输出首波电压峰-峰值,V;
Ms ———测量水听器灵敏度级(0dB=1V/μPa),dB。
7.10 管波测井仪接收水听器灵敏度
校准方框图如图6所示。示波器通道1上读取管波测井仪接收水听器的输出电压峰-
峰值,示波器通道2读取测量水听器输出电压峰-峰值,用式(8)计算管波测井仪接收
水听器灵敏度级:
L=Ms+20×lgV1
Vp-p (8)
式中:
L ———管波测井仪接收水听器灵敏度级,dB;
Ms ———测量水听器灵敏度级(0dB=1V/μPa),dB;
V1 ———被测管波测井仪接收水听器输出的首波电压峰-峰值,V;
Vp-p———测量水听器输出的首波电压峰-峰值,V。
图6 管波测井仪校准装置图
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7.11 超声成像测井仪超声频率
校准装置方框图如图7所示。收发一体探头与水平面垂直方向上有4个工作面:
x、x'、y、y'。如图所示,将探头4个探头面之一x 平面同时与标准水听器通过耦合
剂耦合,标准水听器与示波器、应答触发器连接。示波器接收信号如图8所示。根据最
大的一对峰值位置tp和谷值位置tv处的信号幅值A1、A2,信号的直流偏置ADC 按
式(9)计算:
图7 超声成像探测超声频率校准装置方框图
ADC=A1+A2
2 (9)
式中:
ADC———信号的直流偏置,V;
A1 ———信号的峰值,V;
A2 ———信号的谷值,V。
从tp和tv分别向前和向后根据ADC搜索信号过零点,找到3个完整信号周期,按
式(10)计算超声频率:
ft= 3 t4-t1 (10)
式中:
ft———超声成像测井仪发射超声频率,Hz;
t4 ———超声最大信号3个周期的结束时间,s;
t1 ———超声最大信号3个周期的起始时间,s;
频率误差按式(11)计算:
Δf=fc-ft
fc ×100% (11)
式中:
Δf ———超声成像测井仪超声频率相对误差;
ft ———超声频率测量值,Hz;
fc ———超声频率标称值,Hz。
将收发一体探头的其他3个工作面依次与标准水听器和超声声源通过耦合剂耦合,
10
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重复以上操作,得到各个工作面的超声频率。
图8 示波器记录信号示意图
7.12 超声成像测井仪孔径测量(回声法)误差
校准装置方框图如图7所示。将探头4个探头面之一x 平面同时与标准水听器通
过耦合剂耦合,标准水听器与示波器、应答触发器连接。超声成像测井仪发出超声信
号,标准水听器接收到信号后,由应答触发器触发信号发生器产生延时回声应答猝发音
信号(频率为fc),经过功率放大器放大后,由超声声源转变成声信号,超声成像测井
仪显示成孔壁回波信号。
调节信号发生器猝发音信号延迟t1,使超声成像测井仪孔径测量点显示为d1 (建
议选取d1=3000mm),计算参考超声声速vc:
vc=d1
t1 (12)
式中:
vc———参考超声声速,mm/s;
d1———超声成像测井仪孔径参考测量点,mm;
t1 ———信号发生器猝发音信号延迟,s。
根据参考声速和孔径测量点[建议选取1000 mm、1500 mm、2000 mm、
2500mm、3000mm (参考点)],设置信号发生器生成猝发音信号的时间延迟t,按
式(13)计算孔径相对测量误差:
N =d-vc×t
vc×t ×100% (13)
式中:
N ———超声成像测井仪孔径相对测量误差;
d ———孔径测量点位置,mm;
vc ———参考超声声速,mm/s。
7.13 超声成像测井仪超声检测动态范围
校准装置方框图如图7所示。用7.11方法调试并显示回波信号。超声成像测井仪
增益设置最大,调整功率放大器和信号发生器输出,使探头接收的回波信号电压在超声
成像测井仪显示高出噪声线1倍,记录此时信号百分比波高dmin。
动态范围按式(14)计算:
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D =20lgK +20log10 1 dmin (14)
式中:
D ———超声检测动态范围,dB;
K ———超声成像测井仪成像增益;
dmin ———信号百分比波高。
8 校准结果表达
8.1 校准数据处理
所有的数值应先计算,后修约。出具的校准数据均保留一位小数。
8.2 校准证书
应为校准的声波测井仪或管波测井仪出具校准证书。校准证书应包括的信息及推荐
的校准证书的内页格式见附录A。
8.3 校准结果的测量不确定度
声波测井仪或管波测井仪校准的测量不确定度应按JJF1059.1—2012的要求评定,
不确定度评定的示例见附录B。
9 复校时间间隔
建议声波测井仪或管波测井仪复校时间间隔为1年。然而,复校时间间隔的长短取
决于仪器的使用情况(使用部位的重要性、环境条件、使用频率)、使用者、仪器本身
质量等诸多因素,因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。
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JJF2190—2025
附录A
校准证书的内容和格式
A.1 声波测井仪或管波测井仪的校准证书至少应包括以下信息:
a)标题,如“校准证书”;
b)校准实验室的名称和地址;
c)进行校准的地点(如果与校准实验室的地址不同);
d)证书的唯一性标识(如编号),页码及总页数的标识;
e)客户的名称和地址;
f)被校对象的描述和明确标识(如型号、性能等级、类型标识及出厂编号等);
g)进行校准的日期;
h)本规范的标识,包括名称及编号;
i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性的说明;
j)校准环境的描述;
k)校准结果及其测量不确定度的说明;
l)校准人签名、核验人签名、批准人签名;
m)校准结果仅对被校对象有效的声明;
n)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。
A.2 推荐的声波测井仪或管波测井仪校准证书的内页格式见图A.1。
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JJF2190—2025
证书编号××××××—××××
校准机构授权说明
校准的技术依据
JJF2190—2025 《声波测井仪校准规范》
校准环境条件及地点
空气温度℃ 相对湿度% 静压kPa
地点
校准使用的计量(基)标准装置
名称测量范围
不确定度
/准确度等级
/最大允许误差
计量(基)
标准证书编号
有效期至
校准使用的标准器
名称测量范围
不确定度
/准确度等级
/最大允许误差
检定/标准
证书编号
有效期至
第×页共×页
图A.1 校准证书内页格式
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JJF2190—2025
证书编号××××××—××××
校准结果
(通用型声波测井仪)
1 接收系统频率特性:
2 声时测量相对误差:
测量不确定度:
3 幅值测量线性误差及通道间幅值测量一致性:
测量不确定度:
4 通道相位一致性偏差:
5 最小采样间隔:
6 动态范围:
以下空白
第×页共×页
图A.1 校准证书内页格式(续)
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JJF2190—2025
证书编号××××××—××××
校准结果
(管波测井仪)
1 接收系统频率特性:
2 最小采样间隔:
3 管波测井仪发射换能器声压:
测量不确定度:
4 管波测井仪接收水听器灵敏度:
测量不确定度:
以下空白
第×页共×页
图A.1 校准证书内页格式(续)
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JJF2190—2025
证书编号××××××—××××
校准结果
(超声成像测井仪)
1 超声成像测井仪超声频率:
测量不确定度:
2 超声成像测井仪孔径(回声法)误差:
测量不确定度:
3 超声成像测井仪超声检测动态范围:
以下空白
第×页共×页
图A.1 校准证书内页格式(续)
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JJF2190—2025
附录B
测量不确定度评定示例
B.1 引言
在本规范中,声时测量相对误差是声波测井仪最为重要的计量特性,所以本附录选
用一发双收声波测井仪声时测量相对误差作为测量不确定度评定的示例。
B.2 测量模型
本规范规定计算出各个测量点对应的声时测量相对误差,以相对误差绝对值的最大
值作为本次测量结果。按式(B.1)计算:
δ=t-t0
t0 (B.1)
式中:
t0———数字示波器测量的猝发音信号周期,μs;
t ———声波测井仪测量的猝发音信号周期,μs;
δ ———声时测量相对误差,%。
B.3 测量不确定度来源和不确定度分量评定
B.3.1 由测量重复性引入的标准不确定度分量u1
在重复性测量条件下用某声波测井仪对信号发生器发出的猝发音信号周期重复测量
6次,不同测点的6次的测得值见表B.1。
表B.1 重复性测量数据
测量点序号1 2 3
参考值/μs 20 40 80
第1次测量数据/μs 20.1 40.1 80.0
第2次测量数据/μs 20.0 40.0 80.1
第3次测量数据/μs 20.0 40.1 80.1
第4次测量数据/μs 20.0 40.0 80.1
第5次测量数据/μs 20.0 40.0 80.0
第6次测量数据/μs 20.1 40.1 80.0
声时测量相对误差平均值/% 0.17 0.13 0.06
而6次测得值的实验标准偏差按式(B.2)计算。
s(t)= Σ6
i=1 (ti -tav)2
6-1 (B.2)
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JJF2190—2025
式中:
s(t)———单次测量的实验标准差,μs;
ti ———第i 次测量值,μs;
tav ———6次重复测量的算术平均值,μs。
将单次测量的实验标准差s(t)作为测量不确定度的评定结果,其标准不确定度见
表B.2。
表B.2 测量重复性引入的标准不确定度分量
测量点序号1 2 3
标准不确定度u1/% 0.26 0.14 0.07
B.3.2 由声波测井仪分辨力引入的不确定度分量u2
声波测井仪的读数分辨力为0.1μs,则不确定度区间半宽为0.05μs,设为均匀分
布,取k= 3,则由声波测井仪分辨力引入的声时测量误差的不确定度为:0.05μs/
3=0.03μs。在各个测量点处引入的声时测量的相对误差的标准不确定度分量如
表B.3所示。
表B.3 由声波测井仪分辨力引入的标准不确定度分量
测量点序号1 2 3
标准不确定度u2/% 0.15 0.08 0.04
B.3.3 由时间测量标准装置引入的标准不确定度分量u3
时间测量中使用数字存储示波器,带宽200MHz,最高采样率4GSa/s。测量不确
定度优于0.05μs。按k=2,由时间测量标准装置引入的声时测量误差的不确定度为:
0.05μs/2=0.025μs。在各个测量点处引入的声时测量的相对误差的标准不确定度分
量如表B.4所示。
表B.4 由时间测量标准装置引入的标准不确定度分量
测量点序号1 2 3
标准不确定度u3/% 0.13 0.06 0.03
B.4 标准不确定度分量汇总表
表B.5 标准不确定度分量汇总
序号来源符号概率分布标准不确定度/%
1 测量重复性/% u1 正态表B.2
2 声波测井仪分辨力/% u2 均匀表B.3
3 时间测量标准装置/% u3 正态表B.4
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JJF2190—2025
B.5 合成标准不确定度
表B.5中各标准不确定度分量互不相关,则声时测量相对误差的合成标准不确定
度为:
uc= u21+u22+u23 (B.3)
得到各个测点的合成标准不确定度如表B.6所示。
表B.6 各测量点合成标准不确定度
测量点序号1 2 3
合成标准不确定度uc/% 0.32 0.17 0.08
B.6 扩展不确定度
合成后的标准不确定度按近似正态分布考虑,当取包含因子k = 2时,对应的包
含概率p=95%,其扩展不确定度为:
U =k×uc (B.4)
经计算,声波测井仪声时测量相对误差的扩展不确定度如表B.7所示。
表B.7 各测量点扩展不确定度
测量点序号1 2 3
扩展不确定度U/% 0.65 0.34 0.17
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JJF2190—2025
附录C
声波测井仪或管波测井仪校准选择分类示例
随着科技发展,测量仪器综合了越来越多功能,声波测井逐步发展出覆盖不同工作
场景的设备类型。不同设备需要根据类型选择合适的校准参数。本附录列出目前常用声
波测井仪或管波测井仪适用的校准参数选择示例如表C.1所示,本示例仅供参考。
表C.1 声波测井仪或管波测井仪校准参数选择表
声波测井设备类型适用的计量性能适合的校准方法备注
声波测井仪5.2,5.3,
5.4
7.4,7.5,
7.6
通用单通和多通道声波测井仪的计量性能
在DZ/T0196.7—1997 《测井仪通用技术
条件声波测井仪》的技术要求
一发双收声波测井仪5.1,5.6 7.3,7.8
一发双收声波测井仪通常是高频双通道声
波测井, 其计量性能在CJJ/T 7—2017
《城市工程地球物理探测标准》的技术要求
剪切波波速检测仪5.1,5.3,5.4,
5.5,5.6
7.3,7.5,7.6,
7.7,7.8
剪切波波速检测仪也称三分量测井仪,其
计量性能在GB/T50269—2015 《地基动力
特性测试规范》,GB/T50123—2019 《土
工试验方法标准》的技术要求
管波测井仪5.1,5.6,
5.7,5.8.
7.3,7.8,
7.9,7.10
管波测井仪的计量性能在CJJ/T7—2017
《城市工程地球物理探测标准》的技术要求
超声成像测井仪5.9,5.10,
5.11
7.11,7.12,
7.13
超声成像测井仪也称成孔成槽超声波检测
仪,其计量性能在JTG/T3512—2020 《公
路工程基桩检测技术规程》的技术要求
多通道声波测井仪5.1,5.3,
5.5,5.6
7.3,7.5,
7.7,7.8
多通道声波测井仪的计量性能在CJJ/T7—
2017 《城市工程地球物理探测标准》的技
术要求
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