ISO 22232-1:2020
(Main)Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic test equipment — Part 1: Instruments
Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic test equipment — Part 1: Instruments
This document specifies methods and acceptance criteria within the frequency range of 0,5 MHz to 15 MHz, for assessing the electrical performance of digital ultrasonic instruments for pulse operation using A-scan display, for manual ultrasonic non-destructive testing with single- or dual-transducer probes. This document is also applicable for multi-channel instruments. This document can partly be applicable to ultrasonic instruments in automated systems, but other tests can be needed to ensure satisfactory performance. This document excludes ultrasonic instruments for continuous waves. This document also excludes ultrasonic phased array instruments, see e.g. ISO 18563-1. If a phased array instrument has dedicated connectors for single- or dual-transducer probes this document is applicable for these channels.
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par ultrasons — Partie 1: Appareils
Le présent document spécifie les méthodes et les critères d'acceptation dans une gamme de fréquences de 0,5 MHz à 15 MHz permettant d'évaluer les performances électriques des appareils numériques de contrôle par ultrasons à impulsions utilisant une représentation de type A, pour effectuer des contrôles non destructifs manuels par ultrasons avec des traducteurs à transducteur simple ou à émetteur et récepteur séparés. Le présent document s'applique également aux appareils multivoies. Le présent document peut en partie s'appliquer aux appareils de contrôle par ultrasons utilisés dans les systèmes automatisés, mais d'autres essais peuvent alors être nécessaires afin de garantir des performances satisfaisantes. Le présent document exclut les appareils de contrôle par ultrasons à ondes continues. Le présent document exclut également les appareils de contrôle par ultrasons en multiéléments; voir, par exemple, l'ISO 18563‑1. Si un appareil à ultrasons en multiéléments est équipé de connecteurs dédiés à des traducteurs à transducteur simple ou à émetteur et récepteur séparés, le présent document s'applique à ces voies.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22232-1
First edition
2020-07
Non-destructive testing —
Characterization and verification of
ultrasonic test equipment —
Part 1:
Instruments
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de
l'appareillage de contrôle par ultrasons —
Partie 1: Appareils
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 3
5 General requirements of conformity . 4
6 Manufacturer’s technical specification for ultrasonic instruments .4
7 Performance requirements for ultrasonic instruments . 7
8 Group 1 tests . 9
8.1 Equipment required for group 1 tests . 9
8.2 Battery operational time . 9
8.2.1 Procedure . 9
8.2.2 Acceptance criterion .10
8.3 Stability after warm-up time .10
8.3.1 Procedure .10
8.3.2 Acceptance criteria .10
8.4 Stability against temperature .10
8.4.1 Procedure .10
8.4.2 Acceptance criterion .12
8.5 Stability against voltage variation .12
8.5.1 Procedure .12
8.5.2 Acceptance criterion .13
8.6 Time base deviation .13
8.6.1 Procedure .13
8.6.2 Acceptance criterion .15
8.7 Transmitter pulse parameters .15
8.7.1 General.15
8.7.2 Pulse repetition frequency .15
8.7.3 Effective output impedance .15
8.8 Receiver .16
8.8.1 General.16
8.8.2 Cross talk from transmitter to receiver during transmission .16
8.8.3 Dead time after transmitter pulse .17
8.8.4 Dynamic range and maximum input voltage.19
8.8.5 Receiver input impedance .20
8.8.6 Time-corrected gain (TCG) .21
8.9 Gates .22
8.9.1 General.22
8.9.2 Gates with value output .23
8.9.3 Gates with analogue output.25
8.9.4 Gates with alarm output .27
8.10 Highest digitized frequency .28
8.10.1 Procedure .28
8.10.2 Acceptance criterion .29
8.11 Response time of digital ultrasonic instruments .29
8.11.1 General.29
8.11.2 Procedure .29
8.11.3 Acceptance criterion .30
9 Group 2 tests .30
9.1 Equipment required for group 2 tests .30
9.2 Physical state and external aspects .31
9.2.1 Procedure .31
9.2.2 Acceptance criterion .31
9.3 Transmitter voltage, pulse rise time and duration .31
9.3.1 Procedure .31
9.3.2 Acceptance criteria .34
9.4 Receiver .34
9.4.1 General.34
9.4.2 Frequency response .34
9.4.3 Noise level .36
9.4.4 Gain linearity .37
9.4.5 Vertical display linearity .37
Annex A (normative) Special conditions for ultrasonic instruments with logarithmic amplifiers .39
Bibliography .40
iv © ISO 2020 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 135, Non-destructive testing, Subcommittee
SC 3, Ultrasonic testing, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 138, Non-destructive testing, in accordance with the Agreement on
technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
A list of all parts in the ISO 22232 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 22232-1:2020(E)
Non-destructive testing — Characterization and
verification of ultrasonic test equipment —
Part 1:
Instruments
1 Scope
This document specifies methods and acceptance criteria within the frequency range of 0,5 MHz to
15 MHz, for assessing the electrical performance of digital ultrasonic instruments for pulse operation
using A-scan display, for manual ultrasonic non-destructive testing with single- or dual-transducer
probes. This document is also applicable for multi-channel instruments. This document can partly be
applicable to ultrasonic instruments in automated systems, but other tests can be needed to ensure
satisfactory performance.
This document excludes ultrasonic instruments for continuous waves.
This document also excludes ultrasonic phased array instruments, see e.g. ISO 18563-1. If a phased
array instrument has dedicated connectors for single- or dual-transducer probes this document is
applicable for these channels.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 5577, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Vocabulary
ISO/IEC 17050-1, Conformity assessment — Supplier's declaration of conformity — Part 1: General
requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
analogue output
output from the ultrasonic instrument which gives a d.c. voltage nominally proportional to the
amplitude of the largest received signal within a monitor gate
3.2
cross talk during transmission
amount of signal transfer from the transmitter output to the receiver input during the transmission pulse,
with the ultrasonic instrument set for separate transmitter-receiver operation (dual-transducer probe)
3.3
dead time after transmitter pulse
time interval following the start of the transmitter pulse during which the amplifier is unable to respond
to incoming signals, when using the pulse-echo technique, because of saturation by the transmitter pulse
3.4
digital output
output from the ultrasonic instrument which gives a low or high value depending if a signal is below or
above a monitor gate threshold
3.5
digitisation sampling error
error introduced into the displayed amplitude of an input signal by the periodic nature of measurements
taken by an analogue-to-digital converter
3.6
equivalent input noise
measure of the electronic noise level observed on the ultrasonic instrument screen, and defined by
the input signal level, measured at the receiver input terminals, that would give the same level on the
screen if the amplifier itself were noiseless
3.7
external attenuator
standard attenuator calibrated to a traceable source used to test the ultrasonic instrument
3.8
fall time
time it takes the proportional gate output to fall from 90 % to 10 % of its peak value
3.9
switched monitor gate signal hold time
time for which the switched output from a monitor gate remains above 50 % of its maximum output
following a signal in the monitor gate which is above the threshold
3.10
hold time
time for which the analogue output (3.1) is above 50 % of its maximum output
following a signal in the monitor gate
3.11
linearity of analogue output
measure of how close the voltage output from the proportional gate is to being directly proportional to
the input signal amplitude
3.12
mid-gain position
ultrasonic instrument gain setting which is half way between the maximum and minimum gains
EXAMPLE For an ultrasonic instrument with a maximum gain of 100 dB and a minimum gain of 0 dB, the
mid-gain position would be 50 dB.
Note 1 to entry: Mid-gain position is measured in decibels.
3.13
receiver input impedance
characterisation of the internal impedance of the receiver as a parallel resistance and capacitance
3.14
response time
time over which a signal has to be detected by an ultrasonic instrument before it is displayed at 90 % of
its peak amplitude
2 © ISO 2020 – All rights reserved
3.15
temporal resolution
minimum time interval over which two pulses are resolved by a drop in amplitude of 6 dB
3.16
switching hysteresis
difference in amplitude between the signal which turns on and the signal which turns off a monitor gate
4 Symbols
Symbol Unit Meaning
A , A dB Attenuator settings used during tests
o n
C pF Parallel capacity of receiver at the maximum gain
max
C pF Parallel capacity of receiver at the minimum gain
min
D dB Cross talk during transmission
S
Δf Hz Frequency bandwidth measured at the proportional gate output
g
f Hz Centre frequency measured at the proportional gate output
go
f Hz Upper frequency limit at −3 dB, measured at the proportional gate output
gu
f Hz Lower frequency limit at −3 dB, measured at the proportional gate output
gl
Frequency with the maximum amplitude in the frequency spectrum measured at the
f Hz
gmax
proportional gate output
f Hz Centre frequency
f Hz Upper frequency limit at −3 dB
u
f Hz Lower frequency limit at −3 dB
l
f Hz Frequency with the maximum amplitude in the frequency spectrum
max
Δf Hz Frequency bandwidth
G dB Dynamic range
D
I A Amplitude of the maximum current that can be driven by the proportional gate output
max
N — Number of measurements taken
n Equivalent input noise
nV/ Hz
ein
R Ω Termination resistor
l
R Ω Input resistance of receiver at the maximum gain
max
R Ω Input resistance of receiver at the minimum gain
min
S dB Attenuator setting
ΔT s Time increment
t s Temporal resolution
A
t s Pulse duration
d
T s Time to the end of a distance-amplitude curve
final
T s Time to the start of a distance-amplitude curve
t s Measured rise time
m
t s Transmitter pulse rise time from an amplitude of 10 % to 90 % of the peak amplitude
r
t s Oscilloscope rise time
s
V V Input voltage at the receiver
E
V V Equivalent input noise voltage
ein
V V Input voltage
in
V V Proportional gate output voltage with load resistor
l
V V Maximum input voltage of the receiver
max
V V Minimum input voltage of the receiver
min
Symbol Unit Meaning
V V Proportional gate output voltage with no load resistor
o
V V Voltage amplitude of the transmitter pulse with a 50 Ω loading of the transmitter
V Ω Voltage amplitude of the transmitter pulse with a 75 Ω loading of the transmitter
Z Ω Output impedance of transmitter
o
Z Ω Output impedance of analogue output
A
5 General requirements of conformity
An ultrasonic instrument complies with this document if it fulfils all of the following requirements:
a) the ultrasonic instrument shall comply with Clause 7 within the frequency range of 0,5 MHz to
15 MHz;
b) a declaration of conformity according to ISO/IEC 17050-1 shall be available, issued by either
the manufacturer operating a certified quality management system (e.g. in accordance with
ISO 9001) or by an organization operating an accredited test laboratory (e.g. in accordance with
ISO/IEC 17025);
c) the ultrasonic instrument shall be clearly marked to identify the manufacturer, and carry a unique
serial number or show a permanent reference number from which information can be traced to the
data sheet;
d) a manufacturer‘s technical specification corresponding to the ultrasonic instrument shall be
available, which defines the performance criteria in accordance with Clause 6.
6 Manufacturer’s technical specification for ultrasonic instruments
The manufacturer’s technical specification for an ultrasonic instrument shall contain, as a minimum,
the information listed in Table 1. The actual values quoted for the parameters listed in this clause shall
be the results obtained from the tests described in Clause 7, with tolerances given as indicated.
Where applicable, these details should also include sampling rates used, effect of pulse repetition
frequency or display range on the sampling rate and response time. In addition, the principles of any
algorithm used to process data for display shall be described and the version of any software installed
shall be quoted.
Table 1 — Technical characteristics to be shown in the instrument’s technical specification
Type of
Information Remarks
information
General features
Size OI Width (mm) × height (mm) × depth (mm)
Weight OI At an operational stage including all batter-
ies
Type(s) of power supply OI —
Type(s) of instrument sockets OI —
Battery operational time M At fully charged new batteries
Number and type of batteries OI —
Stability against temperature M —
Key
M measurement
OI other information
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Table 1 (continued)
Type of
Information Remarks
information
Stability after warm-up time M —
Stability against voltage variations M —
Temperature and voltage (mains and/or OI When a warm-up time is necessary, its du-
batteries) ranges in which the instrument ration shall be stated
operates in accordance with the technical
specification (operation and storage)
Form of indication given when a low OI —
battery voltage takes the ultrasonic
instrument performance
outside of the specification
Pulse repetition frequencies (PRFs) M Minimum and maximum values
Maximum power consumption OI W
Protection grade OI —
Environment OI For example: restriction of hazardous
substances (RoHS), explosive atmosphere
(ATEX), vibration, humidity
Multi-channel configuration OI Number of channels controlled simultane-
ously (parallel operation) and number of
available channels (multiplexed operation)
Extension of the number of channels by OI —
interconnection of instruments
Available measurement units OI For example: mm, inches, %, dB, V
Display
Screen size and resolution OI —
Range of sound velocities OI —
Time base delay range OI —
List of available views OI —
Screen refresh rate for A-scan presentations OI —
Maximum digitization frequency without OI —
processing
Digitization frequency with processing OI For example: interpolation
Digitizer vertical resolution OI In bits
Highest digitized frequency OI —
Time base deviation M —
Response time M —
Inputs/outputs
Signal unrectified output (i.e. radio OI —
frequency, RF) and/or rectified available
on the output socket
Number and characteristics of logic and OI Including the wiring diagram
analogue control outputs
Number and characteristics of encoder OI Including the wiring diagram
inputs
Power input OI AC, DC, voltage range, power (W)
Key
M measurement
OI other information
Table 1 (continued)
Type of
Information Remarks
information
Available power supply for external devices OI Voltage, power
Synchronization input/output OI —
Transmitter
Shape of transmitter pulse and, where OI i.e. rectangular, unipolar, bipolar, arbi-
applicable, polarity trary pulse
Transmitter voltage, pulse rise time, fall time M —
and duration
Output impedance M —
Possibility to apply different voltages on OI —
each channel
Maximum power available per transmitter OI —
Receiver
Characteristics of the gain control, i.e. range OI —
in decibels, value of increments
Characteristics of the logarithmic amplifier OI —
Input voltage at full screen height (FSH) OI —
Maximum input voltage M V measured in 8.9.4.1
max
Linearity of vertical display M —
Frequency response M —
Dead time after transmitter pulse M —
Equivalent input noise M
nV
Hz
Dynamic range M —
Input impedance M —
Time-corrected gain (TCG) M —
Possibility to apply different gain values on OI
each channel
Cross talk between transmitter and receiver M —
Gain linearity M —
Data acquisition
Transfer rate between the instruments and OI Including type of interface
the external storage unit
Maximum number of A-scans stored per OI A-scan characteristics shall be stated
second
Maximum number of C-scans stored per OI C-scan characteristics shall be stated
second
Maximum number of samples per A-scan OI —
Gates
Number of gates OI —
Threshold operation OI For example: coincidence or anti-coincidence
Measurement mode OI For example: threshold, max amplitude,
zero crossing
Key
M measurement
OI other information
6 © ISO 2020 – All rights reserved
Table 1 (continued)
Type of
Information Remarks
information
Synchronisation of gates OI For example: transmission pulse, first echo
Characteristics of gates OI Threshold, position, duration
Resolution of measurements OI —
Trigger of alarms OI For example: number of sequences before
an alarm is triggered
Linearity of the amplitude in the gate M —
Linearity of the time of flight in the gate M —
Impedance of analogue output M —
Linearity of analogue output M —
Influence of the measurement signal position M —
in the gate of the analogue output
Rise, fall and hold time of the analogue gate M —
output
Threshold of the alarm gate output M —
Switching hysteresis of the alarm gate output M —
Hold time of the alarm gate output M —
Signal processing
Processing features OI For example: averaging, Fast Fourier
Transform (FFT), rectification, envelope,
compression, dimensional measurements
Key
M measurement
OI other information
7 Performance requirements for ultrasonic instruments
The ultrasonic instrument shall be subjected to all the tests described below. For multi-channel
instruments, parallel or multiplexed, each channel to be used shall be tested. The test results shall meet
or exceed the stated requirement in every case. The results shall be recorded and stored for verification.
a) Group 1 tests: to be performed at manufacture on a representative sample of the same type of
ultrasonic instruments produced.
b) Group 2 tests: to be performed on every ultrasonic instrument:
1) by the manufacturer or an agent, prior to the supply of the ultrasonic instrument (baseline
measurements);
2) by the manufacturer, the owner or a laboratory, at twelve months intervals to verify the
performance of the ultrasonic instrument during its lifetime;
3) following the repair of the ultrasonic instrument.
By agreement between the parties involved, these group 2 tests may be supplemented with additional
tests from group 1.
For ultrasonic instruments marketed before the introduction of this document continuing
compliance with this document shall be demonstrated by performing the group 2 (periodic) tests
every twelve months.
Following repair, all parameters which may have been influenced by the repair shall be checked using
the appropriate group 1 or group 2 tests.
Table 2 summarises the tests to be performed on ultrasonic instruments. For ultrasonic instruments
with a logarithmic amplifier, Annex A shall be taken into account.
Table 2 — List of tests for ultrasonic instruments
Group 2
Group 1
Baseline, periodic and
Manufacturer’s tests
repair tests
Subclause Subclause
Physical state and external aspects 9.2 9.2
Battery operational time 8.2
Stability
Stability after warm-up time 8.3
Stability against temperature 8.4
Stability against voltage variation 8.5
Time base deviation 8.6
Transmitter pulse
Pulse repetition frequency 8.7.2
Effective output impedance 8.7.3
Transmitter voltage, pulse rise time and duration 9.3 9.3
Receiver
Cross talk from transmitter to receiver during transmission 8.8.2
Dead time after transmitter pulse 8.8.3
Dynamic range 8.8.4
Receiver input impedance 8.8.5
Time-corrected gain (TCG) 8.8.6
Frequency response 9.4.2 9.4.2
Noise 9.4.3 9.4.3
Gain linearity 9.4.4 9.4.4
Vertical linearity 9.4.5 9.4.5
Gates
Gates with value output
Linearity of amplitude in the gate 8.9.2.1
Linearity of time of flight in the gate 8.9.2.2
Gates with analogue output
Impedance of the analogue output 8.9.3.1
Linearity of the analogue output 8.9.3.2
Influence of signal position within gate 8.9.3.3
Rise time, fall time, and hold time of the analogue output 8.9.3.4
Gates with alarm output
Response threshold and switching hysteresis 8.9.4.2
Hold time of the gate alarm 8.9.4.3
Digital processing
Highest digitized frequency 8.10.1
Response time of digital ultrasonic instruments 8.11
8 © ISO 2020 – All rights reserved
8 Group 1 tests
8.1 Equipment required for group 1 tests
The items of equipment essential to perform group 1 tests on ultrasonic instruments are as follows:
a) either:
1) an oscilloscope with a minimum bandwidth of 100 MHz and a spectrum analyser with a 40 MHz
bandwidth at least; or
2) a digital oscilloscope with a minimum bandwidth of 100 MHz and the capability to calculate
Fast Fourier Transforms;
b) 50 Ω and 75 Ω resistors, with a tolerance of ±1 %;
c) a standard 50 Ω attenuator with 1 dB steps and a total range of 100 dB. The attenuator shall have a
cumulative error of less than 0,3 dB in any 10 dB span for signals with a frequency up to 15 MHz;
d) either:
1) an arbitrary waveform generator; or
2) two signal generators, with external triggers or gates, capable of producing two gated bursts
of sinusoidal radio frequency signals. The amplitudes of the two signals shall be independently
variable by up to 20 dB;
If two signal generators are used, suitable matching circuits shall be used to combine the output of
the two generators into one test signal;
e) a protection circuit; an example is shown in Figure 2;
f) a counter timer capable of generating an overflow pulse after 1 000 trigger pulses and measuring
the interval between two pulses with an accuracy of 0,01 %;
g) an impedance analyser;
h) environmental test chamber;
i) a variable power supply suitable to replace any battery used in the ultrasonic instrument;
j) a variable transformer to control mains voltage.
All the tests in group 1 use electronic means for generating the required signals. The characteristics of
the equipment employed and its stability shall be adequate for the purpose of the tests.
The test conditions and the equipment used for the evaluation of the instrument parameters shall be
documented.
Before connecting the oscilloscope and/or spectrum analyser to the transmitter of the ultrasonic
instrument, as required for some of the tests in this document, it shall be checked that the measuring
instruments will not be damaged by the high transmitter voltage.
8.2 Battery operational time
8.2.1 Procedure
The operational time of the unloaded (without any probe connected) ultrasonic instrument using
batteries only (i.e. the instrument should be disconnected from the main power supply) shall be
measured with the following conditions:
— fully charged new battery(ies);
— ambient temperature between 20 °C and 30 °C;
— gain set to mid-gain position.
If the instrument features a screen:
— display A–scan presentation;
— brightness set at mid-range.
When made possible by the characteristics of the instrument:
— pulse repetition frequency set at least 1 kHz;
— pulse voltage at least 50 V;
— pulse duration at least 100 ns, if applicable;
— time base set to 50 µs.
In all other cases, those parameters shall be set to their typical values. Parameters that have been
modified shall be specified by the manufacturer.
8.2.2 Acceptance criterion
The duration measured shall be higher than or equal to the duration specified by the manufacturer.
8.3 Stability after warm-up time
8.3.1 Procedure
Set the instrument range to 50 mm with a sound velocity of 5 920 m/s and set to full rectification.
Ensure that the mains or battery voltage is within the ranges required by the manufacturer’s technical
specification.
In mid-frequency range of the instrument adjust the signal generator to produce a single cycle sine
wave. Add a time delay equivalent to approximately 50 % of the sound path range. Set the amplitude of
the signal to be 80 % of the FSH.
Observe the amplitude and the position of the signal on the time base at 10 min intervals over a period
of 30 min.
8.3.2 Acceptance criteria
During a 30 min period after warm-up time, in accordance with the manufacturer’s technical
specification:
a) the signal amplitude shall not vary by more than ±2 % of the FSH;
b) the maximum acceptable shift along the time base shall be less than ±1 % of the full screen
width (FSW).
8.4 Stability against temperature
8.4.1 Procedure
The ultrasonic instrument is placed into a climatic chamber (relative humidity between 40 % and 60 %)
and subjected to varying ambient temperatures. The signal height and position on the instrument
screen shall be read off and recorded at a maximum of 10 °C intervals over the temperature range
specified by the manufacturer.
10 © ISO 2020 – All rights reserved
Switch the instrument to separate transmitter-receiver mode. Connect the transmitter output to the
first channel of a dual-channel oscilloscope and the trigger input of a signal generator (see Figure 1).
Connect the signal generator gated output to the instrument receiver input and also to the second
channel of the oscilloscope.
Key
1 ultrasonic instrument 9 gated RF signal generator
2 protection circuit (see Figure 2) 10 external trigger input
3 input 11 RF output
4 output 12 transmitter output
5 variable attenuator 13 receiver input
6 100 MHz oscilloscope 14 voltage limited transmitter pulse
7 input channel A 15 test signal
8 input channel B
Figure 1 — Setup for measuring stability against temperature
Key
1 from ultrasonic instrument
2 to signal generator/oscilloscope
3 silicon switching diodes
R1, R2, R3 resistors
Figure 2 — Circuit to protect the instrument from the transmitter pulse
Set the instrument range to 50 mm for a sound velocity of 5 920 m/s, full rectification. Set the
oscilloscope channel 1 to view the instrument transmitter pulse. Set the signal generator to generate
a burst of three cycles at 2 MHz to 6 MHz with a delay of 10 μs. Set the burst amplitude to 1 V peak-to-
peak. Adjust oscilloscope channel 2 to view the burst. Now adjust the instrument gain control to set the
viewed signal to 80 % of the FSH.
8.4.2 Acceptance criterion
For each 10 °C change in temperature the amplitude of the reference signal shall not change by more
than ±5 % and the position shall not change by more than ±1 %.
8.5 Stability against voltage variation
8.5.1 Procedure
Instruments which only use line power shall be connected to the variable transformer to control the
power voltage. Instruments which use a battery as a primary source of power shall be powered from a
regulated power supply in place of the battery.
Tests of variation of the following shall be performed:
a) line power over the manufacturers recommended range; and
b) variation of battery voltage over the range of voltages which the battery will supply during a full
charge and discharge cycle.
In the case of an instrument which can be powered and operated whilst the battery is charging, the test
for variation of line voltage to the charger shall also be performed.
If an automatic cut-off system or warning device is fitted, decrease the mains and/or battery voltage
and note the signal amplitude at which the cut-off system or warning device operates.
Switch the instrument to separate transmitter-receiver mode. Connect the transmitter output to the
first beam of a dual-beam oscilloscope and the trigger input of an RF signal generator (see Figure 1).
Connect the signal generator gated output to the instrument receiver input and also to a second beam
of the oscilloscope.
12 © ISO 2020 – All rights reserved
Set the instrument range to 50 mm for a sound velocity of 5 920 m/s, full rectification. Set the
oscilloscope beam 1 to view the instrument transmitter pulse. Set the signal generator to generate a
burst of three cycles at 2 MHz to 6 MHz with a delay of 10 μs. Set the burst amplitude to 1 V peak-to-
peak. Adjust the oscilloscope beam 2 to view the burst. Now adjust the instrument gain control to set
the viewed signal to 80 % of the FSH.
Observe the consistency of amplitude and position on the time base of the reference signal over the
ranges defined in the technical specification.
8.5.2 Acceptance criterion
The amplitude of the reference signal shall not change by more than ±5 % and the position shall not
change by more than ±1 %. Operation of automatic cut-off or warning light (if fitted) shall occur before
the reference signal amplitude varies by more than ±2 % of the FSH or the range changes by more than
±1 % of the FSW from the initial setting.
8.6 Time base deviation
8.6.1 Procedure
This test compares the time base linearity of the ultrasonic instrument with that of an external
calibrated generator.
Connect the instrument as shown in Figure 3. Set the pulse generator to produce a single-cycle sine
wave, with a frequency at the centre frequency, f , of the widest frequency range. Set the time base
to minimum, maximum and mid-range position in turn. At each setting, adjust the trigger delay, the
gain of the ultrasonic instrument, and the external calibrated attenuator to obtain a signal which is at
least 80 % of the FSH at the centre of the time base. This step defines the time references of the pulse
generator.
Key
1 ultrasonic instrument 9 pulse generator/counter
2 protection circuit (see Figure 2) 10 100 MHz oscilloscope
3 input 11 input channel A
4 output 12 external trigger input
5 variable RF attenuator 13 ×10 scope probe (100 MHz)
6 termination pad 14 transmitter output
7 gated RF signal generator 15 receiver input
8 RF output
a
Termination pad is only required to match the impedance of the ultrasonic instrument to the variable RF
attenuator.
b
Gated RF signal generator (7) and pulse generator/counter (9) can be replaced by an arbitrary waveform
generator.
Figure 3 — Setup of equipment for multiple tests
14 © ISO 2020 – All rights reserved
Vary the trigger delay of the pulse generator in increments smaller than or equal to 5 % of the
screen width.
Record each delay and measure the instant corresponding to the location of the indication (leading
edge or maximum amplitude) on the ultrasonic instrument.
For each measurement, calculate the difference between the time read on the ultrasonic instrument
and the delay given by the generator.
8.6.2 Acceptance criterion
The maximum deviation shall not exceed either ±0,5 % of the screen width or the time resolution of the
instrument.
8.7 Transmitter pulse parameters
8.7.1 General
This sub-clause contains tests for the pulse repetition frequency and the effective output impedance.
Test methods and acceptance criteria for transmitter voltage, rise time and duration are given in 9.3.
8.7.2 Pulse repetition frequency
8.7.2.1 Procedure
Switch the ultrasonic instrument to separate transmitter-receiver mode and connect an oscilloscope to
the transmitter terminal.
Check that the oscilloscope input will not be damaged by the high transmitter voltage. Connect the
oscilloscope to the ultrasonic instrument transmitter terminal using a 100× or 50× probe.
Adjust the oscilloscope to display at least two pulses. The repetition frequency is the reciprocal of the
time between the pulses. Because of possible interaction between the pulse repetition frequency (PRF)
and the test range control, verify that the PRF is not limited by the test range. To be sure of measuring
the true PRF, signal processing functions, e. g. TCG or distance-amplitude compensation, shall be
disabled.
Measure the pulse repetition frequency, using the oscilloscope, at minimum, maximum and a typical
setting for the pulse repetition frequency.
8.7.2.2 Acceptance criterion
At each setting, the measured value of the pulse repetition frequency shall be within ±5 % of the
selected value or of that stated in the technic
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 22232-1
Première édition
2020-07
Essais non destructifs —
Caractérisation et vérification
de l'appareillage de contrôle par
ultrasons —
Partie 1:
Appareils
Non-destructive testing — Characterization and verification of
ultrasonic test equipment —
Part 1: Instruments
Numéro de référence
©
ISO 2020
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 3
5 Exigences générales de conformité . 4
6 Spécification technique du fabricant concernant les appareils de contrôle par ultrasons .4
7 Exigences de performance applicables aux appareils de contrôle par ultrasons .8
8 Essais du groupe 1 . 9
8.1 Appareillage requis pour les essais du groupe 1 . 9
8.2 Autonomie de la batterie .10
8.2.1 Mode opératoire .10
8.2.2 Critère d’acceptation .11
8.3 Stabilité après le temps de mise en température .11
8.3.1 Mode opératoire .11
8.3.2 Critères d’acceptation . .11
8.4 Stabilité en fonction de la température .11
8.4.1 Mode opératoire .11
8.4.2 Critère d’acceptation .13
8.5 Stabilité par rapport aux variations de tension .13
8.5.1 Mode opératoire .13
8.5.2 Critère d’acceptation .14
8.6 Écart de la base de temps .14
8.6.1 Mode opératoire .14
8.6.2 Critère d’acceptation .16
8.7 Paramètres des impulsions d’émission .16
8.7.1 Généralités .16
8.7.2 Fréquence de récurrence des impulsions .16
8.7.3 Impédance de sortie efficace .16
8.8 Récepteur .17
8.8.1 Généralités .17
8.8.2 Diaphonie entre l’émetteur et le récepteur pendant la transmission .17
8.8.3 Temps de récupération après l’impulsion d’émission .18
8.8.4 Étendue dynamique et tension d’entrée maximale .20
8.8.5 Impédance d’entrée du récepteur .22
8.8.6 Gain corrigé en fonction du temps (TCG) .22
8.9 Portes .23
8.9.1 Généralités .23
8.9.2 Portes avec sortie de valeur .24
8.9.3 Portes avec sortie analogique .26
8.9.4 Portes avec sortie d’alarme.28
8.10 Fréquence maximale numérisée .29
8.10.1 Mode opératoire .29
8.10.2 Critère d’acceptation .31
8.11 Temps de réponse des appareils numériques de contrôle par ultrasons .31
8.11.1 Généralités .31
8.11.2 Mode opératoire .31
8.11.3 Critère d’acceptation .32
9 Essais du groupe 2 .32
9.1 Appareillage requis pour les essais du groupe 2 .32
9.2 État physique et aspect extérieur .33
9.2.1 Mode opératoire .33
9.2.2 Critère d’acceptation .33
9.3 Tension, temps de montée et durée de l’émission.33
9.3.1 Mode opératoire .33
9.3.2 Critères d’acceptation . .36
9.4 Récepteur .36
9.4.1 Généralités .36
9.4.2 Réponse en fréquence .36
9.4.3 Niveau de bruit .38
9.4.4 Linéarité du gain .39
9.4.5 Linéarité verticale d’affichage .40
Annexe A (normative) Conditions particulières pour les appareils de contrôle par
ultrasons équipés d’un amplificateur logarithmique .41
Bibliographie .42
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 135, Essais non destructifs, sous-
comité SC 3, Contrôle par ultrasons, en collaboration avec le comité technique du Comité européen
de normalisation (CEN) CEN/TC 138, Essais non destructifs, conformément à l’Accord de coopération
technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Une liste de toutes les parties de la série ISO 22232 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
NORME INTERNATIONALE ISO 22232-1:2020(F)
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de
l'appareillage de contrôle par ultrasons —
Partie 1:
Appareils
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les méthodes et les critères d’acceptation dans une gamme de fréquences
de 0,5 MHz à 15 MHz permettant d’évaluer les performances électriques des appareils numériques de
contrôle par ultrasons à impulsions utilisant une représentation de type A, pour effectuer des contrôles
non destructifs manuels par ultrasons avec des traducteurs à transducteur simple ou à émetteur et
récepteur séparés. Le présent document s’applique également aux appareils multivoies. Le présent
document peut en partie s’appliquer aux appareils de contrôle par ultrasons utilisés dans les systèmes
automatisés, mais d’autres essais peuvent alors être nécessaires afin de garantir des performances
satisfaisantes.
Le présent document exclut les appareils de contrôle par ultrasons à ondes continues.
Le présent document exclut également les appareils de contrôle par ultrasons en multiéléments; voir,
par exemple, l’ISO 18563-1. Si un appareil à ultrasons en multiéléments est équipé de connecteurs
dédiés à des traducteurs à transducteur simple ou à émetteur et récepteur séparés, le présent document
s’applique à ces voies.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 5577, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Vocabulaire
ISO/IEC 17050-1, Évaluation de la conformité — Déclaration de conformité du fournisseur — Partie 1:
Exigences générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 5577 ainsi que les suivants
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
sortie analogique
sortie de l’appareil de contrôle par ultrasons qui fournit une tension continue nominalement
proportionnelle à l’amplitude du plus grand signal reçu dans une porte de sélection
3.2
diaphonie pendant la transmission
quantité de signaux transférés de la sortie de l’émetteur à l’entrée du récepteur pendant l’impulsion
d’émission, l’appareil de contrôle par ultrasons étant réglé pour fonctionner en mode émetteur-
récepteur séparés (traducteur à émetteur et récepteur séparés)
3.3
temps de récupération après l’impulsion d’émission
intervalle de temps suivant le début de l’impulsion d’émission, pendant lequel l’amplificateur n’est pas
en mesure de répondre aux signaux entrants, lorsque la technique par réflexion est utilisée, en raison
de la saturation due à l’impulsion d’émission
3.4
sortie numérique
sortie de l’appareil de contrôle par ultrasons qui indique une valeur faible ou élevée selon si un signal
est inférieur ou supérieur au seuil d’une porte de sélection
3.5
erreur d’échantillonnage de numérisation
erreur introduite dans l’amplitude affichée d’un signal d’entrée, due à la nature périodique des
mesurages effectués par un convertisseur analogique-numérique
3.6
bruit d’entrée équivalent
mesure du niveau de bruit électronique observé sur l’écran de l’appareil de contrôle par ultrasons, et
définie par le niveau du signal d’entrée, mesuré aux bornes d’entrée du récepteur, qui produirait le
même niveau sur l’écran si l’amplificateur était lui-même sans bruit
3.7
atténuateur externe
atténuateur standard étalonné sur une source traçable utilisée pour soumettre à essai l’appareil de
contrôle par ultrasons
3.8
temps de descente
temps requis pour qu’une sortie de porte proportionnelle chute de 90 % à 10 % de
sa valeur de crête
3.9
temps de maintien du signal commuté de la porte de sélection
durée pendant laquelle la sortie commutée d’une porte de sélection reste au-dessus de 50 % de sa sortie
maximale après l’apparition d’un signal dans ladite porte de sélection qui est supérieur au seuil
3.10
temps de maintien
durée pendant laquelle la sortie analogique (3.1) est supérieure à 50 % de sa sortie
maximale après l’apparition d’un signal dans la porte de sélection
3.11
linéarité d’une sortie analogique
mesure de la variation de proportionnalité directe entre la sortie de tension de la porte proportionnelle
et l’amplitude du signal d’entrée
3.12
position de gain moyen
réglage de gain de l’appareil de contrôle par ultrasons qui est à mi-chemin entre les gains maximal
et minimal
EXEMPLE Pour un appareil de contrôle par ultrasons ayant un gain maximal de 100 dB et un gain minimal
de 0 dB, la position de gain moyen sera de 50 dB.
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
Note 1 à l'article: La position de gain moyen est mesurée en décibels.
3.13
impédance d’entrée du récepteur
caractérisation de l’impédance interne du récepteur en termes de résistance et de capacité parallèles
3.14
temps de réponse
durée pendant laquelle un signal doit être détecté par un appareil de contrôle par ultrasons avant qu’il
soit affiché à 90 % de son amplitude maximale
3.15
résolution temporelle
intervalle de temps minimal pendant lequel deux impulsions sont résolues par une chute
d’amplitude de 6 dB
3.16
hystérésis de commutation
différence d’amplitude entre les signaux d’activation et de désactivation d’une porte de sélection
4 Symboles
Symbole Unité Signification
A , A dB Réglages de l’atténuateur utilisés pendant les essais
o n
C pF Capacité parallèle du récepteur au gain maximal
max
C pF Capacité parallèle du récepteur au gain minimal
min
D dB Diaphonie pendant la transmission
S
Δf Hz Bande passante mesurée à la sortie d’une porte proportionnelle
g
F Hz Fréquence centrale mesurée à la sortie d’une porte proportionnelle
go
F Hz Limite supérieure de fréquence à −3 dB, mesurée à la sortie d’une porte proportionnelle
gu
F Hz Limite inférieure de fréquence à −3 dB, mesurée à la sortie d’une porte proportionnelle
gl
Fréquence d’amplitude maximale dans le spectre de fréquences mesuré à la sortie pro-
f Hz
gmax
portionnelle d’une porte
f Hz Fréquence centrale
F Hz Limite supérieure de fréquence à −3 dB
u
F Hz Limite inférieure de fréquence à −3 dB
l
f Hz Fréquence d’amplitude maximale dans le spectre de fréquences
max
Δf Hz Bande passante
G dB Étendue dynamique
D
I A Amplitude du courant maximal pouvant être transmis par la sortie de porte proportionnelle
max
N — Nombre de mesurages effectués
n Bruit d’entrée équivalent
nV/ Hz
ein
R Ω Résistance de terminaison
l
R Ω Résistance d’entrée du récepteur au gain maximal
max
R Ω Résistance d’entrée du récepteur au gain minimal
min
S dB Réglage de l’atténuateur
ΔT s Incrément de temps
t s Résolution temporelle
A
t s Durée d’impulsion
d
T s Temps à la fin d’une courbe amplitude-distance
final
T s Temps au début d’une courbe amplitude-distance
Symbole Unité Signification
t s Temps de montée mesuré
m
Temps de montée de l’impulsion d’émission pour passer d’une amplitude de 10 % à 90 %
t s
r
de l’amplitude maximale
t s Temps de montée de l’oscilloscope
s
V V Tension d’entrée du récepteur
E
V V Tension du bruit d’entrée équivalent
ein
V V Tension d’entrée
in
V V Tension de sortie d’une porte proportionnelle avec résistance de charge
l
V V Tension d’entrée maximale du récepteur
max
V V Tension d’entrée minimale du récepteur
min
V V Tension de sortie d’une porte proportionnelle sans résistance de charge
o
V V Amplitude de tension de l’impulsion d’émission avec une charge d’émetteur de 50 Ω
V Ω Amplitude de tension de l’impulsion d’émission avec une charge d’émetteur de 75 Ω
Z Ω Impédance de sortie de l’émetteur
o
Z Ω Impédance de sortie de la sortie analogique
A
5 Exigences générales de conformité
Un appareil de contrôle par ultrasons est conforme au présent document s’il satisfait à la totalité des
exigences suivantes:
a) l’appareil de contrôle par ultrasons doit être conforme à l’Article 7 dans la gamme de fréquences de
0,5 MHz à 15 MHz;
b) une déclaration de conformité selon l’ISO/IEC 17050-1 doit être disponible, fournie par le fabricant
ayant recours à un système de management de la qualité certifié (ISO 9001, par exemple) ou par un
organisme ayant recours à un laboratoire d’essai accrédité (ISO/IEC 17025, par exemple);
c) l’appareil de contrôle par ultrasons doit porter un marquage permettant d’identifier clairement le
fabricant ainsi qu’un numéro de série unique ou un numéro de référence permanent à partir duquel
il est possible de tracer les informations jusqu’à la fiche technique;
d) une spécification technique du fabricant correspondant à l’appareil de contrôle par ultrasons, qui
définit les critères de performance conformément à l’Article 6, doit être disponible.
6 Spécification technique du fabricant concernant les appareils de contrôle par
ultrasons
La spécification technique du fabricant relative à un appareil de contrôle par ultrasons doit au
moins contenir les informations énumérées dans le Tableau 1. Les valeurs réelles indiquées pour les
paramètres énumérés dans le présent article doivent correspondre aux résultats obtenus par les essais
décrits à l’Article 7, les tolérances étant spécifiées comme indiqué.
Le cas échéant, il convient également que ces détails incluent les fréquences d’échantillonnage utilisées,
l’effet de la fréquence de récurrence des impulsions ou de l’étendue d’affichage sur la fréquence
d’échantillonnage et le temps de réponse. De plus, les principes de tout algorithme utilisé pour traiter
les données à afficher doivent être décrits et la version de tout logiciel installé doit être mentionnée.
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Tableau 1 — Caractéristiques techniques à faire figurer dans la spécification technique de
l’appareil
Type d’infor-
Information Remarques
mation
Caractéristiques générales
Dimensions AI Largeur (mm) × hauteur (mm) × profon-
deur (mm)
Poids AI À un stade opérationnel incluant toutes les
batteries
Type(s) d’alimentation AI —
Type(s) de connecteur de traducteur AI —
Autonomie de la batterie M Avec des batteries neuves à pleine charge
Nombre et type de batteries AI —
Stabilité en fonction de la température M —
Stabilité après le temps de mise en température M —
Stabilité par rapport aux variations de tension M —
Plages de température et de tension (secteur et/ AI Si une période de mise en température est
ou batteries) pour lesquelles le fonctionnement nécessaire, sa durée doit être spécifiée
de l’appareil est conforme à la spécification
technique (fonctionnement et stockage)
Type d’indication donnée lorsque l’affaiblis- AI —
sement de la tension de la batterie conduit à
des performances de l’appareil de contrôle par
ultrasons situées en dehors de la spécification
Fréquence de récurrence des impulsions (FRI) M Valeurs minimale et maximale
Puissance maximale consommée AI W
Indice de protection AI —
Environnement AI Par exemple: limitation de l’utilisation de
certaines substances dangereuses (RoHS),
atmosphères explosives (ATEX), vibrations,
humidité
Configuration multivoie AI Nombre de voies contrôlées simultanément
(fonctionnement en parallèle) et nombre de
voies disponibles (multiplexage)
Extension du nombre de voies par intercon- AI —
nexion d’appareils
Unités de mesure disponibles AI Par exemple: mm, pouces, %, dB, V
Affichage
Dimensions et résolution de l’écran AI —
Plage de vitesses de l’onde ultrasonore AI —
Plage de retards de la base de temps AI —
Liste des vues disponibles AI —
Taux de rafraîchissement de l’écran pour les AI —
représentations de type A
Fréquence maximale de numérisation sans AI —
traitement
Fréquence maximale de numérisation avec AI Par exemple: interpolation
traitement
Légende
M mesurage.
AI autre information.
Tableau 1 (suite)
Type d’infor-
Information Remarques
mation
Résolution verticale du numériseur AI En bits
Fréquence maximale numérisée AI —
Écart de la base de temps M —
Temps de réponse M —
Entrées/sorties
Sortie non redressée (c’est-à-dire la radiofré- AI —
quence, RF) et/ou redressée du signal dispo-
nible sur le connecteur de sortie
Nombre et caractéristiques des sorties de AI Incluant le schéma de câblage
contrôle logiques et analogiques
Nombre et caractéristiques des entrées des AI Incluant le schéma de câblage
codeurs
Puissance absorbée AI CA, CC, plage de tensions, puissance (W)
Alimentation disponible pour les dispositifs AI Tension, puissance
externes
Entrée/sortie de synchronisation AI —
Émetteur
Forme de l’impulsion d’émission et, le cas AI C’est-à-dire une impulsion rectangulaire,
échéant, polarité unipolaire, bipolaire ou arbitraire
Tension, temps de montée, temps de descente et M —
durée de l’émission
Impédance de sortie M —
Possibilité d’appliquer des tensions différentes AI —
sur chaque voie
Puissance maximale disponible par émetteur AI —
Récepteur
Caractéristiques de réglage du gain, c’est-à-dire AI —
plage en décibels, valeur des incréments
Caractéristiques de l’amplificateur logarith- AI —
mique
Tension d’entrée relevée à la hauteur totale de AI —
l’écran
Tension d’entrée maximale M V mesurée en 8.9.4.1
max
Linéarité de l’affichage vertical M —
Réponse en fréquence M —
Temps de récupération après l’impulsion M —
d’émission
Bruit d’entrée équivalent M
nV
Hz
Étendue dynamique M —
Impédance d’entrée M —
Gain corrigé en fonction du temps (TCG) M —
Légende
M mesurage.
AI autre information.
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Tableau 1 (suite)
Type d’infor-
Information Remarques
mation
Possibilité d’appliquer des valeurs de gain diffé- AI
rentes sur chaque voie
Diaphonie entre l’émetteur et le récepteur M —
Linéarité du gain M —
Acquisition des données
Débit de transfert entre les appareils et l’unité AI Incluant le type d’interface
de stockage externe
Nombre maximal de représentations de type A AI Les caractéristiques des représentations de
mémorisées par seconde type A doivent être indiquées
Nombre maximal de représentations de type C AI Les caractéristiques des représentations de
mémorisées par seconde type C doivent être indiquées
Nombre maximal d’échantillons par représenta- AI —
tion de type A
Portes
Nombre de portes AI —
Type de détection AI Par exemple: apparition ou disparition
Mode de mesure AI Par exemple: seuil, amplitude max., passage
par zéro
Synchronisation des portes AI Par exemple: impulsion d’émission, écho
d’entrée
Caractéristiques des portes AI Seuil, position, durée
Résolution des mesurages AI —
Déclenchement des alarmes AI Par exemple: nombre de séquences avant le
déclenchement d’une alarme
Linéarité d’amplitude de la porte M —
Linéarité du temps de vol de la porte M —
Impédance d’une sortie analogique M —
Linéarité d’une sortie analogique M —
Influence de la position du signal de mesure M —
dans la porte de la sortie analogique
Temps de montée, de descente et de maintien de M —
la sortie de porte analogique
Seuil de la sortie d’alarme de la porte M —
Hystérésis de commutation de la sortie M —
d’alarme de la porte
Temps de maintien de la sortie d’alarme de la M —
porte
Traitement des signaux
Caractéristiques de traitement AI Par exemple: moyennage, transformée
de Fourier rapide (FFT), redressement,
enveloppe, compression, mesurages dimen-
sionnels
Légende
M mesurage.
AI autre information.
7 Exigences de performance applicables aux appareils de contrôle par ultrasons
L’appareil de contrôle par ultrasons doit être soumis à tous les essais décrits ci-après. Pour les appareils
multivoies, en parallèle ou multiplexés, chaque voie à utiliser doit être soumise à essai. Les résultats
des essais doivent satisfaire ou dépasser l’exigence spécifiée dans chaque cas. Les résultats doivent être
enregistrés et conservés à des fins de vérification:
a) Essais du groupe 1: à réaliser lors de la fabrication sur un échantillon représentatif du même type
que les appareils de contrôle par ultrasons produits.
b) Essais du groupe 2: à réaliser sur chaque appareil de contrôle par ultrasons:
1) par le fabricant ou son représentant, avant la livraison de l’appareil de contrôle par ultrasons
(mesurages de référence);
2) par le fabricant, le propriétaire ou un laboratoire, tous les douze mois afin de vérifier les
performances de l’appareil de contrôle par ultrasons durant toute sa durée de vie;
3) après chaque réparation de l’appareil de contrôle par ultrasons.
Sous réserve d’un accord entre les parties concernées, ces essais du groupe 2 peuvent être complétés
par d’autres essais du groupe 1.
Pour les appareils de contrôle par ultrasons commercialisés avant l’introduction du présent document,
la conformité continue au présent document doit être démontrée en effectuant les essais du groupe 2
(périodiques) tous les douze mois.
Après une réparation, tous les paramètres qui peuvent avoir été influencés par cette réparation doivent
être contrôlés en utilisant les essais appropriés du groupe 1 ou 2.
Le Tableau 2 résume les essais à réaliser sur les appareils de contrôle par ultrasons. Pour les appareils de
contrôle par ultrasons équipés d’un amplificateur logarithmique, l’Annexe A doit être prise en compte.
Tableau 2 — Liste des essais relatifs aux appareils de contrôle par ultrasons
Groupe 1 Groupe 2
Essais du fabricant Essais de référence,
périodiques et après
réparation
Paragraphe Paragraphe
État physique et aspect extérieur 9.2 9.2
Autonomie de la batterie 8.2
Stabilité
Stabilité après le temps de mise en température 8.3
Stabilité en fonction de la température 8.4
Stabilité par rapport aux variations de tension 8.5
Écart de la base de temps 8.6
Impulsion d’émission
Fréquence de récurrence des impulsions 8.7.2
Impédance de sortie efficace 8.7.3
Tension, temps de montée et durée de l’émission 9.3 9.3
Récepteur
Diaphonie entre l’émetteur et le récepteur pendant la
8.8.2
transmission
Temps de récupération après l’impulsion d’émission 8.8.3
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Tableau 2 (suite)
Groupe 1 Groupe 2
Essais du fabricant Essais de référence,
périodiques et après
réparation
Paragraphe Paragraphe
Étendue dynamique 8.8.4
Impédance d’entrée du récepteur 8.8.5
Gain corrigé en fonction du temps (TCG) 8.8.6
Réponse en fréquence 9.4.2 9.4.2
Bruit 9.4.3 9.4.3
Linéarité du gain 9.4.4 9.4.4
Linéarité verticale 9.4.5 9.4.5
Portes
Portes avec sortie de valeur
Linéarité d’amplitude de la porte 8.9.2.1
Linéarité du temps de vol de la porte 8.9.2.2
Portes avec sortie analogique
Impédance de la sortie analogique 8.9.3.1
Linéarité de la sortie analogique 8.9.3.2
Influence de la position du signal dans la porte 8.9.3.3
Temps de montée, de descente et de maintien de la sortie
8.9.3.4
analogique
Portes avec sortie d’alarme
Seuil de réponse et hystérésis de commutation 8.9.4.2
Temps de maintien de l’alarme de la porte 8.9.4.3
Traitement numérique
Fréquence maximale numérisée 8.10.1
Temps de réponse des appareils numériques de contrôle
8.11
par ultrasons
8 Essais du groupe 1
8.1 Appareillage requis pour les essais du groupe 1
L’appareillage essentiel à la réalisation des essais du groupe 1 sur les appareils de contrôle par ultrasons
se compose:
a) soit:
1) d’un oscilloscope ayant une bande passante minimale de 100 MHz et d’un analyseur de spectre
d’au moins 40 MHz de bande passante; soit
2) d’un oscilloscope numérique ayant une bande passante minimale de 100 MHz et capable de
calculer des transformées de Fourier rapides;
b) de résistances de 50 Ω et 75 Ω, avec une tolérance de ± 1 %;
c) d’un atténuateur standard de 50 Ω par paliers de 1 dB et une plage totale de 100 dB. L’erreur
cumulée de l’atténuateur doit être inférieure à 0,3 dB pour chaque intervalle de 10 dB pour des
signaux de fréquence inférieure ou égale à 15 MHz;
d) soit:
1) d’un générateur de formes d’onde arbitraires; soit
2) de deux générateurs de signaux, avec des déclenchements ou des portes externes, capables
de produire deux salves synchronisées de signaux RF sinusoïdaux. Les amplitudes des deux
signaux doivent pouvoir varier indépendamment jusqu’à 20 dB;
Si deux générateurs de signaux sont utilisés, des circuits d’adaptation doivent alors être utilisés
pour combiner la sortie des deux générateurs dans un seul signal d’essai.
e) d’un circuit de protection; la Figure 2 en illustre un exemple;
f) d’un compteur de temps capable de générer une impulsion de débordement après 1 000 impulsions
de déclenchement et de mesurer l’intervalle entre deux impulsions avec une précision de 0,01 %;
g) d’un analyseur d’impédance;
h) d’une chambre d’essai d’ambiance;
i) d’une alimentation variable pouvant remplacer toute batterie utilisée dans l’appareil de contrôle
par ultrasons;
j) d’un transformateur variable pour réguler la tension du secteur.
Tous les essais du groupe 1 utilisent des systèmes électroniques pour générer les signaux requis. Les
caractéristiques et la stabilité de l’appareil utilisé doivent être adaptées aux essais.
Les conditions d’essai et l’appareillage utilisés pour l’évaluation des paramètres des appareils doivent
être documentés.
Avant de raccorder l’oscilloscope et/ou l’analyseur de spectre à l’émetteur de l’appareil de contrôle par
ultrasons, comme l’exigent certains essais du présent document, il doit être vérifié que les appareils de
mesure ne seront pas endommagés par la tension élevée de l’émetteur.
8.2 Autonomie de la batterie
8.2.1 Mode opératoire
L’autonomie de l’appareil de contrôle par ultrasons à vide (sans aucun traducteur connecté) utilisant
uniquement des batteries (c’est-à-dire qu’il convient de débrancher l’appareil de l’alimentation secteur)
doit être mesurée dans les conditions suivantes:
— batterie(s) neuve(s) à pleine charge;
— température ambiante entre 20 °C et 30 °C;
— gain réglé à sa position de gain moyen.
Si l’appareil est équipé d’un écran:
— affichage de la représentation de type A;
— luminosité réglée à la valeur moyenne de l’étendue.
Si les caractéristiques de l’appareil le permettent:
— fréquence de récurrence des impulsions fixée à 1 kHz;
— tension des impulsions d’au moins 50 V;
— durée d’impulsion d’au moins 100 ns, le cas échéant;
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— base de temps fixée à 50 µs.
Dans tous les autres cas, ces paramètres doivent être réglés à leurs valeurs types. Le fabricant doit
indiquer les paramètres qui ont été modifiés.
8.2.2 Critère d’acceptation
La durée mesurée doit être supérieure ou égale à la durée spécifiée par le fabricant.
8.3 Stabilité après le temps de mise en température
8.3.1 Mode opératoire
Régler la plage de l’appareil à 50 mm pour une vitesse de l’onde ultrasonore de 5 920 m/s et régler le
mode de redressement total. S’assurer que la tension du secteur ou de la batterie reste dans les limites
requises par la spécification technique du fabricant.
Dans la gamme des moyennes fréquences de l’appareil, régler le générateur de signaux de façon
à produire une onde sinusoïdale à alternance simple. Ajouter un retard de temps équivalant à 50 %
environ du trajet ultrasonore. Régler l’amplitude du signal à 80 % de la hauteur totale de l’écran.
Observer l’amplitude et la position du signal sur la base de temps, à intervalles de 10 min, sur une
période de 30 min.
8.3.2 Critères d’acceptation
Pendant la période de 30 min qui suit le temps de mise en température, conformément à la spécification
technique du fabricant:
a) l’amplitude du signal ne doit pas varier de plus de ± 2 % de la hauteur totale de l’écran;
b) le décalage acceptable maximal le long de la base de temps ne doit pas être inférieur à ± 1 % de la
largeur totale de l’écran.
8.4 Stabilité en fonction de la température
8.4.1 Mode opératoire
L’appareil de contrôle par ultrasons est placé dans une chambre climatique (humidité relative entre
40 % et 60 %) et soumis à des températures ambiantes variables. La hauteur et la position des signaux
sur l’écran de l’appareil doivent être lues et enregistrées à des intervalles maximaux de 10 °C sur la
plage de températures spécifiée par le fabricant.
Activer le mode émetteur-récepteur séparés de l’appareil. Connecter la sortie de l’émetteur à la
première voie d’un oscilloscope à double voie et à l’entrée de déclenchement d’un générateur de signaux
(voir Figure 1). Connecter la sortie synchronisée du générateur de signaux à l’entrée du récepteur de
l’appareil ainsi qu’à la seconde voie de l’oscilloscope.
Légende
1 appareil de contrôle par ultrasons 9 générateur de signaux RF synchronisé
2 circuit de protection (voir Figure 2) 10 entrée de déclenchement externe
3 entrée 11 sortie RF
4 sortie 12 sortie de l’émetteur
5 atténuateur variable 13 entrée du récepteur
6 oscilloscope à 100 MHz 14 impulsion d’émission de tension limitée
7 voie d’entrée A 15 signal d’essai
8 voie d’entrée B
Figure 1 — Montage pour mesurer la stabilité en fonction de la température
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Légende
1 depuis l’appareil de contrôle par ultrasons
2 vers le générateur de signaux/l’oscilloscope
3 diodes de commutation au silicium
résistances R1, R2, R3
Figure 2 — Circuit destiné à protéger l’appareil contre les impulsions d’émission
Régler la plage de l’appareil à 50 mm pour une vitesse de l’onde ultrasonore de 5 920 m/s, en mode
de redressement total. Régler la voie 1 de l’oscilloscope de façon à afficher l’impulsion d’émission de
l’appareil. Ajuster le générateur de signaux de manière à générer une salve de trois cycles à 2 MHz à
6 MHz avec un retard de 10 μs. Régler l’amplitude des salves sur 1 V crête à crête. Régler la voie 2 de
l’oscilloscope afin d’afficher la salve. Ajuster maintenant le réglage du gain de l’appareil de façon à régler
le signal affiché à 80 % de la hauteur totale de l’écran.
8.4.2 Critère d’acceptation
Pour chaque variation de température de 10 °C, l’amplitude du signal de référence ne doit pas varier de
plus de ± 5 % et la position de plus de ± 1 %.
8.5 Stabilité par rapport aux variations de tension
8.5.1 Mode opératoire
Les appareils uniquement alimentés par le secteur doivent être raccordés au transformateur variable
afin de réguler la tension d’alimentation. Les appareils dont la source d’alimentation primaire est une
batterie doivent être alimentés par une alimentation régulée qui remplacera la batterie.
Des essais de variation des paramètres suivants doivent être réalisés:
a) alimentation secteur sur la plage recommandée par le fabricant;
b) variation de la tension de batterie sur la plage de tensions délivrées par la batterie pendant un
cycle de charge et de décharge complet.
Si un appareil peut être alimenté et fonctionner pendant que la batterie est en charge, l’essai de variation
de la tension du secteur fournie au chargeur doit également être effectué.
Si un système de coupure automatique ou un dispositif d’avertissement est installé, réduire la tension
du secteur et/ou de la batterie et noter l’amplitude de signal à laquelle le système de coupure ou le
dispositif d’avertissement se déclenche.
Activer le mode émetteur-récepteur séparés de l’appareil. Connecter la sortie de l’émetteur au premier
faisceau d’un oscilloscope à double faisceau et à l’entrée de déclenchement d’un générateur de signaux
RF (voir Figure 1). Connecter la sortie synchronisée du générateur de signaux à l’entrée du récepteur de
l’appareil ainsi qu’au second faisceau de l’oscilloscope.
Régler la plage de l’appareil à 50 mm pour une vitesse de l’onde ultrasonore de 5 920 m/s, en mode de
redressement total. Régler le faisceau 1 de l’oscilloscope de façon à afficher l’impulsion d’émissi
...
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