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7.7.1 综述
测量技术着眼于利用一个靶来研究水中声束。该靶是一个几乎是点源的小反射体或水声接收器。可以是靶移动或者探头移动的方式使波束扫描该反射体或水声接收器来确定波束参数。
如果利用靶是反射体，则利用的是回波模式。探头的发射与接收特性都可以验证的。如果靶是水声接收器，利用的是发射模式，则只能验证探头的发射特性。
对于一个具体的探头，所有波束参数测量应使用相同的反射体或水声接收器。
利用水声接收器或不同类型的反射体进行测量时，测量的最大响应值位置可能有小的变化，因此，基于可靠性的理由，所用的靶装置及参数应记录在结果中。
靶被列在6.1 f)和6.2 g)中。
超声仪器或脉冲接收器的设置（脉冲能量、阻尼、带宽、增益）应与7.2的定义相同。但是，如果在测量过程中改变设置（例如增益），则应在结果页中记录新的数值。
下面章节建议了两种波束测量的方法。它们唯一的不同是记录测量结果的方法：
a) 特定波束参数的直接测量：
- 7.7.2所述的第一种方法是基于在波束内特定点上直接读数（见图7~11）；
b) 利用自动扫描系统进行测量：
- 7.7.3所述的第二种方法是基于扫描时自动选择数据。其结果显示如C-扫描图像。该图像的拷贝可用作试验结果。该拷贝应包括7.7.3定义的声级别的刻度。
在进行下面章节所述的波束测量以前，应通过调整波束轴线垂直于XY-平面以补偿偏斜角，如图12和13所示。此操作是通过调整探头支架的θ和ψ角度实现的，使得来自一个位于XY-平面内的平面靶的回波达到最大。
7.7.2 波束剖面-直接在波束上进行测量
7.7.2.1 综述
a) 手工记录示波器上显示的振幅；
b) 在记录纸、绘图仪或相当的装置上与扫描器运动同步地自动记录振幅。
在后一种情况中，根据所获得的图形可以演绎焦距、聚焦长度、聚焦宽度、横剖面以及波束发散。
图12b)示出了靶为反射体时所使用的装置，，图13示出了靶为水声接收器时所使用的装置。
焦距和聚焦长度可根据轴向剖面测量，聚焦宽度和波束发散可根据横剖面测量。
7.7.2.2 轴向剖面-聚焦区的焦距和聚焦长度
7.7.2.2.1 方法
将靶置于探头轴线上并与探头接触，以探头或其声透镜的前表面作为坐标Z0，见图14。
在Z轴方向上移动靶（或探头），增大探头-靶之间的距离，找到信号最大时的距离。
调整X-和Y-位置使信号振幅最大，该距离的坐标定为Zp，此电压值为Vp。
焦距即为：FD=｜Zp-Z0｜..........(5)
通过增加和减小探头与反射体之间的距离找到聚焦区的极限，如果使用的是反射体，可以找到Vp减少6dB的两个位置，如果使用的是水声接收器，则是减少3dB。ZL1和ZL2是这些点在Z-轴上的坐标。
聚焦区的长度即为：FL=｜ZL2-ZL1｜..........w-20韦氏硬度计http://www.w-20weishiyingduji.com (6)
7.7.2.2.2 验收标准
焦距和聚焦长度应在制造商规范的±15%以内。
7.7.2.3 横剖面-聚焦宽度
7.7.2.3.1 方法
使用与7.7.2.2相同的装置和机械设置，靶位于7.7.2.2所确定的焦点上。
测量X-方向上的聚焦宽度，在X-方向上移动探头（或水声接收器），找到两个点X1和X2，此时来自靶的振幅降低6dB（使用水声接收器时为3dB）。
测量Y-方向上的聚焦宽度，首先返回到X-轴线的焦点处，然后在Y-方向上移动，找到两个点Y1和Y2，此时来自靶的信号振幅降低6dB（使用水声接收器时为3dB）。
在焦点上X-轴线和Y-轴线上的聚焦宽度分别为：
WX1=｜X2-X1｜和WY1=｜Y2-Y1｜..........(7)
7.7.2.3.2 验收标准
聚焦宽度应在制造商规范的±15%以内。
7.7.2.4 横剖面-波束发散
7.7.2.4.1 方法
波束发散仅对没有人为聚焦方式（例如声透镜或曲面压电元件）金属测厚仪http://www.jinshucehouyi.com 的探头有要求。波束发散是依据如7.7.2.3定义的波束宽度测量方法推论的，但是测量是在远场中进行。
应按如下方法测量：
a) 首先在7.7.2.3所述的焦距上测量波束宽度WX1和WX2；
b) 将靶（或探头）置于如7.7.2.2测量的聚焦区末端（ZL2）。
靶（或探头）置于X-轴和Y-轴上，峰值电压从波束轴线上得到的最大值VL降低6dB（反射体）或3dB（水声接收器），记录X1、X2和Y1、Y2。
在聚焦区末端的波束宽度为：WX2=｜X2-X1｜和WY2=｜Y2-Y1｜..........(8)
X和Y方向上的波束发散用下式计算：
YX=arctan[(WX2-WX1)/2(ZL2-Zp)] YY=arctan[(WY2-WY1)/2(ZL2-Zp)]..........(9)
7.7.2.4.2 验收标准
发散角不应与制造商规范不一致，误差在±10%或1°以内，取较大值。
7.7.3 波束轮廓-利用自动扫描系统进行测量
7.7.3.1 综述
探头（或反射体）在不同平面中自动扫描时记录超声回波峰值电压。振幅、相关位置的变化将以下述状态记录：
a) 灵敏度、数据处理的振幅分辨率、运动速度和运动分辨率应足以避免丢失任何信息。
系统应有足够的动态范围以选择高的非饱和振幅信号（在焦点上获得）和具有足够信噪比的低的振幅信号。
b) 在焦点上探测到的最大峰值电压Vp定义为0dB电平。对于0dB、-3dB、-6dB、-12dB所应用的代码应出现在扫描记录的刻度上。
验证需要基于三种扫描：
a) 一个扫描是在XZ-或YZ-平面上，包括波束轴线上的焦距和聚焦长度；
b) 两个扫描是在焦距和聚焦区末端的横向平面XY。这些扫描在X和Y方向上给出聚焦宽度和波束宽度。根据XY-平面中测量的波束宽度计算出波束发散。
7.7.3.2 借助扫描得到的波束轮廓-焦距和聚焦长度
7.7.3.2.1 方法
以反射体作靶时使用与图12b)所述相同的装置，以水声接收器作靶时使用与图13所述相同的装置。
焦距和聚焦长度是依据包含波束轴线的平面中扫描推论出来的。
扫描器位置调整如下：
a) 它的运动平面包含波束轴线；
b) 扫描覆盖的XZ-或YZ-平面应足够宽，能包含聚焦区末端和横轴（X和Y）上低于波束轴线6dB（反射体）或3dB（水声接收器）的两点。
根据C-扫描图像进行下述测量：
a) 焦距FD，按7.7.2.2定义；
b) 聚焦长度FL，按7.7.2.2定义。
该图形示例见图15。
7.7.3.2.2 验收标准
焦距和聚焦长度应在制造商规范的±15%以内。
7.7.3.3 借助扫描得到的波束轮廓-聚焦宽度和波束扩散
7.7.3.3.1 方法
机械装置与7.7.3.2和图12b)及13所述相同。
首先扫描焦距。扫描器调整如下：
a) 调整扫描器Z-轴，使得靶位于焦点上，如7.7.3.2所确定的那样。扫描器在XY平面上的位移包含焦点并垂直于波束轴线。
b) 调整XY扫描区，包括振幅从Vp下降20dB（使用反射体）或10dB（使用水声接收器）的位置。
在焦距上，WX1和WY1是X或Y方向测量区的直径，显示振幅低于波束轴线上测量到的Vp值的6dB（使用反射体）或3dB（使用水声接收器）（见图16示例）。
第二次扫描是在聚焦区末端进行。机械装置和探头桥架调整与前面的扫描相同，只是靶位于聚焦区末端（ZL2），按7.7.3.2定义。
根据图像测量聚焦宽度WX2和WY2，方法与在焦距上测量WX1和WY1相同。
计算获得X和Y方向上的发散角，方法与7.7.2.4相同。
7.7.3.3.2 验收标准
发散角不应偏离制造商规定的数值，误差在±10%或1°以内，取较大值。
聚焦宽度应在制造商规范的±15%以内。
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