ISO 18563-1:2015
(Main)Non-destructive testing - Characterization and verification of ultrasonic phased array equipment - Part 1: Instruments
Non-destructive testing - Characterization and verification of ultrasonic phased array equipment - Part 1: Instruments
ISO 18563-1:2015 identifies the functional characteristics of a multichannel ultrasonic phased array instrument used for phased array probes and provides methods for their measurement and verification. ISO 18563-1:2015 can partly be applicable to ultrasonic phased array instruments in automated systems, but then, other tests might be needed to ensure satisfactory performance. When the phased array instrument is a part of an automated system, the acceptance criteria can be modified by agreement between the parties involved. ISO 18563-1:2015 gives the extent of the verification and defines acceptance criteria within a frequency range of 0,5 MHz to 10 MHz. The evaluation of these characteristics permits a well-defined description of the ultrasonic phased array instrument and comparability of instruments.
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par ultrasons en multiéléments — Partie 1: Appareils
L'ISO 18563-1:2015 identifie les caractéristiques fonctionnelles d'un appareil à ultrasons multiélément destiné à alimenter des traducteurs multiéléments et fournit des méthodes pour les mesurer et les vérifier. L'ISO 18563-1:2015 peut être en partie applicable aux appareils à ultrasons multiéléments présents dans les systèmes automatiques mais, dans ce cas, d'autres essais peuvent être nécessaires pour garantir des performances satisfaisantes. Lorsque l'appareil multiélément est intégré dans un système automatique, les critères d'acceptation peuvent être modifiés dans le cadre d'un accord entre les parties concernées. L'ISO 18563-1:2015 donne l'étendue de la vérification et définit des critères d'acceptation dans une gamme de fréquences de 0,5 MHz à 10 MHz. L'évaluation de ces caractéristiques permet de donner une description bien définie de l'appareil à ultrasons multiélément et d'assurer une comparaison entre appareils.
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO 18563-1:2015 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Non-destructive testing - Characterization and verification of ultrasonic phased array equipment - Part 1: Instruments". This standard covers: ISO 18563-1:2015 identifies the functional characteristics of a multichannel ultrasonic phased array instrument used for phased array probes and provides methods for their measurement and verification. ISO 18563-1:2015 can partly be applicable to ultrasonic phased array instruments in automated systems, but then, other tests might be needed to ensure satisfactory performance. When the phased array instrument is a part of an automated system, the acceptance criteria can be modified by agreement between the parties involved. ISO 18563-1:2015 gives the extent of the verification and defines acceptance criteria within a frequency range of 0,5 MHz to 10 MHz. The evaluation of these characteristics permits a well-defined description of the ultrasonic phased array instrument and comparability of instruments.
ISO 18563-1:2015 identifies the functional characteristics of a multichannel ultrasonic phased array instrument used for phased array probes and provides methods for their measurement and verification. ISO 18563-1:2015 can partly be applicable to ultrasonic phased array instruments in automated systems, but then, other tests might be needed to ensure satisfactory performance. When the phased array instrument is a part of an automated system, the acceptance criteria can be modified by agreement between the parties involved. ISO 18563-1:2015 gives the extent of the verification and defines acceptance criteria within a frequency range of 0,5 MHz to 10 MHz. The evaluation of these characteristics permits a well-defined description of the ultrasonic phased array instrument and comparability of instruments.
ISO 18563-1:2015 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 19.100 - Non-destructive testing. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 18563-1:2015 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO/IEC 9318-4:2002, ISO 18563-1:2022. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18563-1
First edition
2015-06-15
Non-destructive testing —
Characterization and verification of
ultrasonic phased array equipment —
Part 1:
Instruments
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de
l’appareillage de contrôle par ultrasons en multiéléments —
Partie 1: Appareils
Reference number
©
ISO 2015
© ISO 2015, Published in Switzerland
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or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
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Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2015 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms . 2
5 General requirements of conformity . 3
6 Manufacturer’s technical specification for phased array ultrasonic phased
array instruments . 3
7 Performance requirements for ultrasonic phased array instruments .7
8 Group 1 tests . 9
8.1 Equipment required for group 1 tests . 9
8.2 Battery operated phased array instruments .10
8.2.1 Operating time .10
8.2.2 Stability against voltage variations .10
8.3 Stability tests .11
8.3.1 Stability after warm-up time .11
8.3.2 Stability against temperature .11
8.4 Display .12
8.4.1 General.12
8.4.2 Time base deviation .12
8.4.3 Highest digitized frequency .12
8.4.4 Screen refresh rate for A-scan presentations .13
8.5 Transmitter .13
8.5.1 Pulse repetition frequency .13
8.5.2 Output impedance .14
8.5.3 Time delay resolution .14
8.6 Receiver .15
8.6.1 Cross-talk between receivers .15
8.6.2 Dead time after the transmitter pulse .15
8.6.3 Dynamic range and maximum input voltage.16
8.6.4 Receiver input impedance .17
8.6.5 Time-corrected gain .17
8.6.6 Temporal resolution.18
8.6.7 Time delay resolution .19
8.6.8 Linearity of vertical display over the extreme frequency ranges of
the instrument .19
8.7 Monitor gate .20
8.7.1 General.20
8.7.2 Linearity of monitor gate amplitude .20
8.7.3 Linearity of monitor gate time-of-flight .21
8.7.4 Monitor gates with analogue outputs .21
8.8 Summation .23
8.8.1 General.23
8.8.2 Procedure .23
8.8.3 Acceptance criteria .24
9 Group 2 tests .24
9.1 Equipment required for group 2 tests .24
9.2 Visual inspection .24
9.2.1 Procedure .24
9.2.2 Acceptance criteria .24
9.3 Transmitter pulse parameters .24
9.3.1 General.24
9.3.2 Transmitter voltage, rise time, and duration .24
9.3.3 Linearity of time delays .25
9.4 Receiver .26
9.4.1 General.26
9.4.2 Frequency response .26
9.4.3 Channel gain variation .27
9.4.4 Equivalent input noise .28
9.4.5 Gain linearity .28
9.4.6 Linearity of vertical display .29
9.4.7 Linearity of time delays .30
10 Figures .31
Bibliography .39
iv © ISO 2015 – 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 on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT), see the following URL: Foreword — Supplementary information.
ISO 18563-1 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN), Technical Committee
CEN/TC 138, Non-destructive testing, in collaboration with ISO/TC 135, Non-destructive testing,
Subcommittee SC 3 Ultrasonic testing, in accordance with the Agreement on technical cooperation
between ISO and CEN (Vienna Agreement).
ISO 18563 consists of the following parts, under the general title Non-destructive testing —
Characterization and verification of ultrasonic phased array equipment:
— Part 1: Instruments
— Part 3: Combined systems
An additional part on Probes is planned.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 18563-1:2015(E)
Non-destructive testing — Characterization and
verification of ultrasonic phased array equipment —
Part 1:
Instruments
1 Scope
This part of ISO 18563 identifies the functional characteristics of a multichannel ultrasonic phased array
instrument used for phased array probes and provides methods for their measurement and verification.
This part of ISO 18563 can partly be applicable to ultrasonic phased array instruments in automated
systems, but then, other tests might be needed to ensure satisfactory performance. When the phased
array instrument is a part of an automated system, the acceptance criteria can be modified by agreement
between the parties involved.
This part of ISO 18563 gives the extent of the verification and defines acceptance criteria within a
frequency range of 0,5 MHz to 10 MHz.
The evaluation of these characteristics permits a well-defined description of the ultrasonic phased array
instrument and comparability of instruments.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 2400, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Specification for calibration block No. 1
EN 1330-4, Non-destructive testing — Terminology — Part 4: Terms used in ultrasonic testing
EN 12668-1, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic examination
equipment — Part 1: Instruments
EN 16018, Non-destructive testing — Terminology — Terms used in ultrasonic testing with phased arrays
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in EN 1330-4, EN 12668-1, EN 16018,
and the following apply.
3.1
maximum number of channels that can be simultaneously activated
maximum number of transmitting and/or receiving channels which can be used for one shot
3.2
parallel phased array instrument
phased array instrument featuring a maximum number of channels that can be simultaneously activated
(3.1) equal to the number of channels in the instrument
EXAMPLE In a type 64/64 (or 64//), the number of channels that can be simultaneously activated is 64 and
the number of channels of the instrument is 64.
3.3
multiplexed phased array instrument
phased array instrument featuring a maximum number of channels that can be simultaneously activated
(3.1) smaller than the number of channels in the instrument and which are controlled by an internal
multiplexing device
EXAMPLE In a type 16/64 multiplexed instrument, the number of channels that can be simultaneously
activated is 16 and the number of channels available is 64. See Figure 1.
3.4
time resolution of the phased array instrument
inverse of the maximum digitization frequency without processing
4 Symbols and abbreviated terms
Table 1 — Symbols and abbreviations
Symbol Unit Meaning
A % Minimum amplitudes measured on a screen
min
A % Maximum amplitudes measured on a screen
max
A
, A dB Attenuator settings used during tests
0 n
CT dB Cross-talk
f Hz Centre frequency for each frequency range
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
f Hz Highest digitized frequency
h
Δf Hz Frequency bandwidth in each frequency range
f Hz Screen refresh rate
RR
FSH Full screen height
ΔG dB Channel gain variation
G dB Input signal dynamic range
D
G dB Instrument gain on channel i
i
H % Reference screen height
R
I A Amplitude of the maximum current that can be driven by the proportional gate
max
output
N Noise per root bandwidth for receiver input
in
V
Hz
R , R , R Ω Termination resistors
A B l
S dB Attenuator setting
Δt s Time increment
t s Time delay
t s Time to the start of distance amplitude curve
t s Dead time
t s Pulse duration
d
t s Time to the end of distance amplitude curve
final
2 © ISO 2015 – All rights reserved
Table 1 (continued)
Symbol Unit Meaning
t s Transmitter pulse rise time from an amplitude of 10 % to 90 % of peak
r
amplitude
t , t , s Transmitter or receiver time delay
Target 0 Target i
t , t , t , t
Pi P 0 difi dif
t , t s Temporal resolution
A1 A2
V , V V Pulse voltage amplitudes
A B
V V Receiver equivalent input noise
ein
V V Input voltage when measuring the receiver equivalent input noise
in
V V Output voltage modified when measuring the output impedance of the analogue
l
gate
V V Minimum input voltage of the receiver
min
V V Maximum input voltage of the receiver
max
V V Output voltage to get an indication at 80 % of FSH when measuring the output
O
impedance of the analogue gate
V V Voltage amplitude of the 50 Ω loaded transmitter pulse
Z Ω Output impedance of transmitter
Z Ω Output impedance of proportional output
A
5 General requirements of conformity
An ultrasonic phased array instrument complies with this part of ISO 18563 if it fulfils all of the following
requirements:
a) the ultrasonic phased array instrument shall comply with Clause 7;
b) a declaration of conformity 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 phased array instrument shall carry a unique serial number;
d) manufacturer‘s technical specification corresponding to the instrument, which defines the
performance criteria in accordance with Clause 6, shall be available.
6 Manufacturer’s technical specification for phased array ultrasonic phased
array instruments
The manufacturer’s technical specification relative to a specific model of an ultrasonic phased array
instrument shall contain, as a minimum, the information listed in Table 2. This table specifies the
information which shall be supplied by the manufacturer in the instrument’s technical specification
(M = Measurement, OI = Other information). The values obtained from the tests described in Clause 7
shall be established as nominal values, with tolerances given as indicated.
Table 2 — Technical characteristics to be shown in the instrument’s technical specification
Information Type of information Remarks
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 Including the wiring diagram
Battery operational time M At fully charged new batteries
Number and type of batteries OI
Stability against temperature M
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
batteries) ranges in which the instrument duration 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
phased array instrument performance
outside of specification
Pulse repetition frequencies (PRFs) M Minimum and maximum values
Maximum power consumption OI VA (volt-amps)
Protection grade OI
Environment OI For example: restriction of hazardous
substances (RoHS), explosive atmosphere
(ATEX), vibration, humidity
Multichannel configuration OI Number of channels controlled simultane-
ously and number of available channels
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 and depth OI
List of available views OI
Screen refresh rate for A-scan presenta- M
tions
Maximum digitization frequency without OI
processing
Digitization frequency with processing OI For example: interpolation
Digitizer vertical resolution OI In bits
Highest digitized frequency M
Time base error M
M Measurement.
OI Other information.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
Table 2 (continued)
Information Type of information Remarks
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)
Available power supply for external OI Voltage, power
devices
Synchronization input/output OI
Beam forming
Maximum number of channels active OI
simultaneously
Maximum number of delay laws OI
Summation M
Transmitter
Number of transmitters available OI
simultaneously
Shape of transmitter pulse and where OI i.e. rectangular, unipolar, bipolar, arbitrary
applicable, polarity pulse
Transmitter voltage, rise time, fall time M
and duration
Output impedance M
Maximum time delay OI
Time delay resolution M
Linearity of time delays M
Possibility to apply different voltages on OI
each channel
Maximum power available per transmit- OI
ter
Receiver
Number of receivers available OI
simultaneously
Characteristics of the gain control, i.e. OI
range in decibels, value of increments
Characteristics of the logarithmic ampli- OI
fier
Input voltage at FSH OI
Maximum input voltage M
Linearity of vertical display M
M Measurement.
OI Other information.
Table 2 (continued)
Information Type of information Remarks
Linearity of the vertical display over the M
extreme frequency ranges of the
instrument
Frequency response M
Dead time after transmitter pulse M
Equivalent input noise M
V
Hz
Dynamic range M
Input impedance M
Maximum time delay OI
Time delay resolution M
Time-corrected gain (TCG) M
Possibility to apply different gain values OI
on each channel
Cross-talk between receivers M
Linearity of time delays M
Gain linearity M
Channel gain variation M
Data acquisition
Transfer rate between the external OI
storage unit and the instrument
(type of link)
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
Storage capacity OI Mbytes
Gates
Number of gates OI
Threshold operation OI For example: coincidence or anticoincidence
Measurement mode OI For example: threshold, max, zero crossing
Synchronisation of gates OI For example: transmission pulse, first echo
Characteristics of gates OI Threshold, position, duration
Resolution of measurements OI
Trigger of warnings OI For example: number of sequences before
an alarm
Linearity of monitor gate amplitude M
Time-of-flight of the monitor gate M
Impedance of analogue output M
Linearity of analogue output M
M Measurement.
OI Other information.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
Table 2 (continued)
Information Type of information Remarks
Influence of the measurement signal posi- M
tion in the analogue gate output
Rise, fall, and hold time of analogue gate M
output
Signal processing
Processing features OI For example: averaging, Fast Fourier
Transform (FFT), rectification, envelope,
compression, dimensional measurements
M Measurement.
OI Other information.
7 Performance requirements for ultrasonic phased array instruments
In order to fulfil the requirements of this part of ISO 18563, ultrasonic phased array instruments shall
be verified with the following two groups of tests:
— Group 1: Tests to be performed by the manufacturer (or his agent) on a representative sample of the
ultrasonic phased array instruments. High level measurement instruments are required for these tests.
— Group 2: Tests to be performed on every ultrasonic phased array instrument:
a) by the manufacturer (or his agent) prior to the supply of the ultrasonic phased array instrument
(zero point tests);
b) by the manufacturer, the owner, or a laboratory, at 12-month intervals, to verify the performance
of the ultrasonic phased array instrument during its lifetime;
c) following the repair of the ultrasonic phased array instrument.
Only basic electronic measurement instruments are needed for group 2 tests. By agreement between
the parties involved, these tests may be supplemented with additional tests from group 1.
A third group of tests for the combined system (ultrasonic phased array instrument and connected probes)
are specified in ISO 18563-3. During their lifetime, these are performed at regular intervals on site.
For ultrasonic phased array instruments marketed before the introduction of this part of ISO 18563,
continuing fitness for purpose shall be demonstrated by performing the group 2 (periodic) tests
every 12 months.
Following repair, all parameters which might have been influenced by the repair shall be checked using
the appropriate group 1 or group 2 tests.
Table 3 contains the tests to be performed on ultrasonic phased array instruments.
Table 3 — List of tests for ultrasonic phased array instruments
Group 1 Group 2
Manufacturing test Periodic and repair test
Title of the test
Subclause Subclause
Visual inspection 9.2 9.2
Portable or battery operated instruments
Operating time 8.2.1
Stability against voltage variations 8.2.2
Stability
Stability after warm-up time 8.3.1
Stability against temperature 8.3.2
Display
Time base error 8.4.2
Highest digitized frequency 8.4.3
Screen refresh rate for A-scan presentation 8.4.4
Beam forming
Summation 8.8
Transmitter
Pulse repetition frequency 8.5.1
Output impedance 8.5.2
Time delay resolution 8.5.3
Transmitter voltage, rise time, and duration 9.3.2 9.3.2
Linearity of time delays 9.3.3 9.3.3
Receiver
Cross-talk between receivers 8.6.1
Dead time after the transmitter pulse 8.6.2
Dynamic range and maximum input voltage 8.6.3
Receiver input impedance 8.6.4
Time-corrected gain (TCG) 8.6.5
Temporal resolution 8.6.6
Time delay resolution 8.6.7
Linearity of vertical display over the 8.6.8
extreme frequency ranges of the instrument
Frequency response 9.4.2 9.4.2
Channel gain variation 9.4.3 9.4.3
Equivalent input noise 9.4.4 9.4.4
Gain linearity 9.4.5 9.4.5
Linearity of vertical display 9.4.6 9.4.6
Linearity of time delays 9.4.7 9.4.7
Monitor gate
Linearity of monitor gate amplitude 8.7.2
Time-of-flight of monitor gate 8.7.3
Impedance of analogue output 8.7.4.1
8 © ISO 2015 – All rights reserved
Table 3 (continued)
Group 1 Group 2
Manufacturing test Periodic and repair test
Title of the test
Subclause Subclause
Linearity of an analogue output 8.7.4.2
Influence of the signal position within the 8.7.4.3
gate
Rise time, fall time, and hold time of ana- 8.7.4.4
logue output
8 Group 1 tests
8.1 Equipment required for group 1 tests
The equipment utilized to obtain the required information should not affect the characteristics of the
ultrasonic phased array instrument under consideration.
The equipment required for the group 1 tests on ultrasonic phased array instruments include the
following items or functions:
a) oscilloscope;
b) (50 ± 0,5) Ω non-reactive resistors;
c) non-reactive resistors with values R and R
A B;
d) 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 less than or
equal to 15 MHz;
e) switching means;
f) arbitrary waveform generator, capable of producing gated bursts of sinusoidal signals;
g) protection circuit (see Figure 2);
h) impedance analyser;
i) environmental test chamber;
j) regulated DC power supply (for testing the performances of battery operated instruments);
k) phased array probe (2 MHz to 6 MHz);
l) reference block to generate a back wall echo (e.g. calibration block no. 1 according to ISO 2400).
All of the tests in group 1, except the test for stability against temperature (see 8.3.2), require electronic
means to produce the necessary signals. The characteristics and stability of the equipment used shall
be adapted to the tests.
Before the oscilloscope is connected to the transmitter of the ultrasonic phased array instrument, as
specified in some of the test procedures in this part of ISO 18563, it should be verified that the oscilloscope
will not be damaged by the high transmitter voltage.
8.2 Battery operated phased array instruments
8.2.1 Operating time
8.2.1.1 Procedure
The operational time of the unloaded (without any probe connected) ultrasonic phased array instrument
using batteries only (i.e. the instrument should be disconnected from the main power supply) should 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 and S-scan presentations;
— brightness is set at mid-range.
When made possible by the characteristics of the instrument:
— pulse repetition frequency set to 1 kHz;
— 16 channels active simultaneously;
— 10 delay laws;
— pulse voltage set to 50 V;
— pulse width set to 100 ns;
— time base set to 50 µs.
In all other cases, set those parameters to their typical values. Parameters that have been modified shall
be specified by the manufacturer.
8.2.1.2 Acceptance criterion
The duration measured shall be higher than or equal to the duration specified by the manufacturer.
8.2.2 Stability against voltage variations
8.2.2.1 Procedure
The ultrasonic phased array instrument is powered by a regulated DC power supply. The voltage applied
is in the centre of the range specified for the use of the instrument.
Apply a nil delay law simultaneously to all available channels. Display the summed A-scan presentation
(e.g. using an array probe with centre frequency between 2 MHz and 6 MHz) and a test block to generate
a back wall echo.
The echo amplitude shall be set to 80 % of FSH and the time base shall be set so that the displayed signal
is at 50 % of the screen width, with a distance equal to or greater than 50 mm of steel for longitudinal
waves. During the test, precautions shall be taken to avoid coupling variations.
Observe the consistency of amplitude and position on the time base of the reference signal over the
range of operation of the batteries.
10 © ISO 2015 – All rights reserved
If an automatic cut-off system or a 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.
8.2.2.2 Acceptance criteria
The amplitude and position of the reference signal shall remain constant within the limits stipulated in
the manufacturer’s technical specification.
Operation of the cut-off system or warning light (if fitted) shall occur before the reference signal
amplitude varies by more than ±2 % of FSH or the position on the time base changes by more than ±1 %
of the full screen width from the initial setting.
8.3 Stability tests
8.3.1 Stability after warm-up time
8.3.1.1 Procedure
Program the instrument with one active transmitter channel and one different active receiver channel.
Use the signal from the active transmitter channel as the trigger for the signal generator. Connect the
signal generator gated output to the active receiver channel. See Figure 3.
Set the instrument range to 50 mm for a velocity of 5 920 m/s, full rectification. 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
100 mV peak-to-peak. Adjust the instrument gain to set the viewed signal to 80 % of FSH.
Observe the amplitude and the position on the time base at 10 min intervals over a period of 30 min.
Carry out the test in an environment whose temperature is maintained within ±5 °C of the range specified
in the manufacturer’s technical specification of the ultrasonic phased array instrument. Ensure that the
mains or battery voltage is within the ranges required by the manufacturer’s specification.
8.3.1.2 Acceptance criteria
During a 30 min period following an allowance for warm-up time, in accordance with the manufacturer’s
specification
a) the signal amplitude shall not drift by more than ±2 % of FSH, and
b) the maximum shift along the time base shall be less than ±1 % of full screen width.
8.3.2 Stability against temperature
8.3.2.1 Procedure
Program the instrument with one active transmitter channel and one different active receiver channel.
Use the signal from the active transmitter channel as the trigger for the signal generator. Connect the
signal generator gated output to the active receiver channel. See Figure 3.
Set the instrument range to 50 mm for a velocity of 5 920 m/s, full rectification. 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
100 mV peak-to-peak. Adjust the instrument gain to set the viewed signal to 80 % of FSH.
The ultrasonic phased array instrument is placed in a climatic chamber and subjected to varying
ambient temperatures. The height and position of the reference echoes shall be read out and recorded at
maximum intervals of 10 °C over the temperature range specified by the manufacturer.
8.3.2.2 Acceptance criteria
For each 10 °C variation of the temperature, the amplitude and the position of the reference echo shall
not drift by more than ±5 % of FSH and ±1 % of full screen width respectively.
8.4 Display
8.4.1 General
The tests described in the following subclauses are performed on one channel only.
8.4.2 Time base deviation
8.4.2.1 Procedure
This test compares the time base linearity of the ultrasonic phased array instrument with that of an
external calibrated generator.
Connect the instrument as shown in Figure 4. 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
phased array instrument, and the external calibrated attenuator to obtain a signal which is at least 80 % of
FSH at the centre of the time base. This step defines the time references of the pulse generator.
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 phased array instrument.
For each measurement, calculate the difference between the time read on the ultrasonic phased array
instrument and the delay given by the generator.
8.4.2.2 Acceptance criterion
The maximum deviation shall not exceed either ±0,5 % of the screen width or the time resolution of
the instrument.
8.4.3 Highest digitized frequency
8.4.3.1 Procedure
This test defines the highest frequency ( f ) in the ultrasonic phased array instrument bandwidth at
h
which the signal is independent from its position on the time base. f is the highest frequency at which
h
the variation is lower than ±5 % of FSH.
Program the instrument with one active transmitter channel and one different active receiver channel.
Using the set-up shown in Figure 4, generate a test pulse synchronised to the transmitter pulse. Set the
delay, t, of the signal to t , longer than the receiver dead time measured in 8.6.3. Set the frequency of
the signal generator at the upper 3 dB limit, measured in 9.4.2, for the filter with the largest bandwidth,
including the highest frequency. Adjust the signal generator to produce a single-cycle sine wave with an
12 © ISO 2015 – All rights reserved
amplitude of 80 % of FSH. Using the variable time delay, increase t by the following small increment as
given in Formula (1):
Δt= (1)
10f
u
where
f is the upper frequency limit at –3 dB for the filter, as measured in 9.4.2.
u
At each increment Δt, measure the amplitude of the signal on the ultrasonic phased array instrument.
Continue increasing the time delay and measuring the amplitude until 30 measurements have been
recorded (i.e. three periods).
The signal shall not vary by more than ±5 % of FSH, from the largest to the smallest amplitude recorded.
If the variation is larger, repeat the test reducing the frequency of the test signal until a variation of ±5 %
of FSH is reached.
8.4.3.2 Acceptance criterion
The measured frequency, f , shall be higher than or equal to the value specified by the manufacturer.
h
8.4.4 Screen refresh rate for A-scan presentations
8.4.4.1 General
The displays of digital ultrasonic phased array instruments have a limited refresh rate which might
not match the ultrasonic pulse repetition frequency ( f ). The purpose of this test is to verify the screen
R
refresh rate ( f ) quoted in the specification.
RR
8.4.4.2 Procedure
Using the set-up shown in Figure 4, produce a burst (test signal) after which, the signal generator
will require manual re-arming before the next burst is generated. Adjust the ultrasonic phased array
instrument gain to the centre value of its dynamic range and the amplitude of the test pulse to 80 % of
FSH on the A-scan presentation.
The number of cycles in the burst shall be chosen so that the duration of the signal corresponds to
the refresh rate mentioned in the technical specification of the instrument and the pulse repetition
frequency shall be equal to this screen refresh rate.
The signal generator is armed manually 25 times at one second intervals.
8.4.4.3 Acceptance criterion
The screen refresh rate is verified if, each time the signal generator is armed, the test signal (or part of
it) is always displayed on the A-scan.
NOTE If the actual screen refresh rate is lower than the value quoted in the technical specification, transient
signals might not be displayed.
8.5 Transmitter
8.5.1 Pulse repetition frequency
8.5.1.1 Procedure
Connect an oscilloscope to one of the transmitter terminals.
Measure the pulse repetition frequency, using the oscilloscope, at 10 values equally distributed, including
the minimum and maximum values specified in the technical specification.
8.5.1.2 Acceptance criterion
The measured pulse repetition frequencies shall not vary by more than ±5 % of the programmed value.
8.5.2 Output impedance
8.5.2.1 Procedure
Before connecting the oscilloscope, it should be checked that the input will not be damaged by the high
transmitter voltage.
The measurements shall be carried out at an intermediate pulse voltage, pulse width, and pulse repetition
frequency. The parameters displayed on the instrument used shall be reported.
Using the oscilloscope, measure the transmitter pulse voltage V , with the transmitter connected to a
A
non-reactive resistor R (e.g. 50 Ω). Replace this resistor with R resistor (e.g. 75 Ω) and measure the
A B
transmitter pulse voltage, V . The measurement shall be made for a mid-range value of the pulse energy
B
and transmitter pulse frequency.
This measurement shall be repeated at least on 10 % of available transmitter channels (e.g. on a 16/64
multiplexed instrument, the measurement shall be carried out on six channels).
For each transmitter, calculate the output impedance, Z , using Formula (2):
()VV−
BA
ZR=×R × (2)
0 AB
()RV −RV
BA AB
where
V and V are the values of the amplitude of the respective pulses from the base line, excluding
A B
peak values (overshoot or undershoot).
8.5.2.2 Acceptance criterion
The effective output impedance shall be within ±20 % of the value in the technical specification or
within ±5 Ω, if the impedance is less than 25 Ω.
8.5.3 Time delay resolution
8.5.3.1 Procedure
Select the maximum number of channels which can be simultaneously activated.
Set the amplitude of the transmitter pulse to an intermediate value.
Synchronise the oscilloscope using the synchronisation signal of the ultrasonic phased array instrument
(by default, the pulse from the first channel can be used).
Set the transmitting delays to zero for each channel.
For each channel, measure on the oscilloscope
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18563-1
Première édition
2015-06-15
Essais non destructifs —
Caractérisation et vérification
de l’appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments —
Partie 1:
Appareils
Non-destructive testing — Characterization and verification of
ultrasonic phased array equipment —
Part 1: Instruments
Numéro de référence
©
ISO 2015
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations . 2
5 Exigences générales de conformité . 3
6 Spécifications techniques du constructeur concernant les appareils à
ultrasons multiéléments . 3
7 Exigences de performance applicables aux appareils à ultrasons multiéléments.7
8 Essais du groupe 1 . 9
8.1 Matériel nécessaire pour les essais du groupe 1 . 9
8.2 Appareils multiéléments fonctionnant sur batterie .10
8.2.1 Autonomie .10
8.2.2 Stabilité par rapport aux variations de tension .10
8.3 Essais de stabilité .11
8.3.1 Stabilité après le temps de mise en température .11
8.3.2 Stabilité en fonction de la température .12
8.4 Affichage .12
8.4.1 Généralités .12
8.4.2 Écart de la base de temps .12
8.4.3 Fréquence de numérisation maximale .13
8.4.4 Taux de rafraîchissement d’affichage des représentations de type A .13
8.5 Émetteur .14
8.5.1 Fréquence de répétition des impulsions .14
8.5.2 Impédance de sortie .14
8.5.3 Résolution des retards .15
8.6 Récepteur .15
8.6.1 Taux de diaphonie entre les récepteurs .15
8.6.2 Temps de récupération après l’impulsion d’émission .16
8.6.3 Étendue dynamique et tension d’entrée maximale .17
8.6.4 Impédance d’entrée du récepteur .17
8.6.5 Gain en fonction du temps .18
8.6.6 Résolution temporelle .19
8.6.7 Résolution des retards .19
8.6.8 Linéarité verticale de l’affichage sur les gammes de fréquences extrêmes
de l’appareil .20
8.7 Porte de sélection .20
8.7.1 Généralités .20
8.7.2 Linéarité d’amplitude de la porte de sélection .21
8.7.3 Temps de vol de la porte de sélection .21
8.7.4 Portes de sélection à sortie proportionnelle .22
8.8 Sommation .24
8.8.1 Généralités .24
8.8.2 Mode opératoire .24
8.8.3 Critères d’acceptation . .25
9 Essais du groupe 2 .25
9.1 Matériel nécessaire pour les essais du groupe 2 .25
9.2 Contrôle visuel .25
9.2.1 Mode opératoire .25
9.2.2 Critères d’acceptation . .25
9.3 Paramètres de l’impulsion d’émission .25
9.3.1 Généralités .25
9.3.2 Tension, temps de montée et durée de l’émission .25
9.3.3 Linéarité des retards .26
9.4 Récepteur .27
9.4.1 Généralités .27
9.4.2 Réponse en fréquence .27
9.4.3 Variation de gain des voies .28
9.4.4 Bruit équivalent rapporté à l’entrée.29
9.4.5 Linéarité du gain .29
9.4.6 Linéarité verticale de l’affichage .30
9.4.7 Linéarité des retards .31
10 Schémas .32
Bibliographie .40
iv © ISO 2015 – 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 noter 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 appelée 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/patents).
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 signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, et pour toute autre information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos – Informations
supplémentaires
L’ISO 18563-1 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le
l’ISO/TC 135, Essais non destructifs, sous-comité SC 3, Essais aux ultrasons, conformément à l’Accord de
coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
L’ISO 18563 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Essais non destructifs —
Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par ultrasons en multiéléments:
— Partie 1: Appareils
— Partie 3: Appareillage complet
Une partie supplémentaire relative aux Traducteurs est prévue.
NORME INTERNATIONALE ISO 18563-1:2015(F)
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification
de l’appareillage de contrôle par ultrasons en
multiéléments —
Partie 1:
Appareils
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 18563 identifie les caractéristiques fonctionnelles d’un appareil à ultrasons
multiélément destiné à alimenter des traducteurs multiéléments et fournit des méthodes pour les
mesurer et les vérifier.
La présente partie de l’ISO 18563 peut être en partie applicable aux appareils à ultrasons multiéléments
présents dans les systèmes automatiques mais, dans ce cas, d’autres essais peuvent être nécessaires
pour garantir des performances satisfaisantes. Lorsque l’appareil multiélément est intégré dans un
système automatique, les critères d’acceptation peuvent être modifiés dans le cadre d’un accord entre
les parties concernées.
La présente partie de l’ISO 18563 donne l’étendue de la vérification et définit des critères d’acceptation
dans une gamme de fréquences de 0,5 MHz à 10 MHz.
L’évaluation de ces caractéristiques permet de donner une description bien définie de l’appareil à
ultrasons multiélément et d’assurer une comparaison entre appareils.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application 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 2400, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Spécifications relatives au bloc d’étalonnage n° 1
EN 1330-4, Essais non destructifs — Terminologie — Partie 4: Termes utilisés pour les essais par ultrasons
EN 12668-1, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par
ultrasons — Partie 1: Appareils
EN 16018, Essais non destructifs — Terminologie — Termes utilisés pour le contrôle par ultrasons en
multi‑éléments
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’EN 1330-4, l’EN 12668-1
et l’EN 16018, ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
nombre maximal de voies activables simultanément
nombre maximal de voies émettrices et/ou réceptrices utilisables pour un tir
3.2
appareil multiélément parallèle
appareil multiélément comportant un nombre maximal de voies activables simultanément (3.1) égal au
nombre de voies de l’appareil
EXEMPLE Pour un appareil de type 64/64 (ou 64//), le nombre de voies activables simultanément est de 64
et le nombre de voies de l’appareil est de 64.
3.3
appareil multiélément multiplexé
appareil multiélément comportant un nombre maximal de voies activables simultanément (3.1) inférieur
au nombre de voies de l’appareil et dont le pilotage est assuré par un dispositif interne de multiplexage
EXEMPLE Pour un appareil multiplexé de type 16/64, le nombre de voies activables simultanément est de 16
et le nombre de voies disponibles est de 64. Voir la Figure 1.
3.4
résolution temporelle de l’appareil multiélément
inverse de la fréquence maximale de numérisation sans traitement
4 Symboles et abréviations
Tableau 1 — Symboles et abréviations
Symbole Unité Signification
A % Amplitudes minimales relevées à l’écran
min
A % Amplitudes maximales relevées à l’écran
max
A , A dB Valeurs de réglage de l’atténuateur utilisées durant les essais
0 n
CT dB Taux de diaphonie
f Hz Fréquence centrale pour chaque gamme de fréquence
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
f Hz Fréquence de numérisation maximale
h
Δf Hz Bande passante de chaque gamme de fréquence
f Hz Taux de rafraîchissement d’affichage
RR
FSH Hauteur totale de l’écran
G dB Étendue dynamique du signal d’entrée
D
ΔG dB Variation de gain des voies
G dB Gain de l’appareil sur la voie i
i
H % Hauteur de référence de l’écran
R
I A Amplitude du courant maximal pouvant être transmis par la sortie proportionnelle
max
de porte
N Bruit par racine carrée de la bande passante à l’entrée du récepteur
in
V
Hz
R , R , R Ω Résistances de charge
A B l
S dB Valeur de réglage de l’atténuateur
Δt s Incrément de temps
t s Retard
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Signification
t s Temps au début de la courbe amplitude-distance
t s Temps de récupération
t s Durée d’impulsion
d
t s Temps à la fin de la courbe amplitude-distance
final
t s Temps de montée de l’impulsion d’émission pour passer d’une amplitude de 10 % à
r
90 % de l’amplitude crête
t , t s Retard en émission ou en réception
Target 0 Tar-
, t , t ,
get i Pi P 0
t , t
difi dif
t , t s Résolution temporelle
A1 A2
V , V V Tensions de l’impulsion
A B
V V Bruit équivalent rapporté à l’entrée du récepteur
ein
V V Tension d’entrée lors de la mesure du bruit équivalent rapporté à l’entrée du récep-
in
teur
V V Tension de sortie modifiée lors de la mesure de l’impédance d’une sortie proportion-
l
nelle de porte
V V Tension minimale d’entrée du récepteur
min
V V Tension maximale d’entrée du récepteur
max
V V Tension de sortie pour obtenir une indication à 80 % de la hauteur totale de l’écran
O
lors de la mesure de l’impédance d’une sortie proportionnelle de porte
V V Tension de l’impulsion d’émission chargée de 50 Ω
Z Ω Impédance de sortie de l’émetteur
Z Ω Impédance de sortie de la sortie proportionnelle
A
5 Exigences générales de conformité
Un appareil à ultrasons multiélément est conforme à la présente partie de l’ISO 18563 s’il satisfait à
toutes les exigences suivantes:
a) l’appareil à ultrasons multiélément doit être conforme à l’Article 7;
b) une déclaration de conformité doit être disponible, fournie par le constructeur ayant recours
à un système de management de la qualité certifié (par exemple, conformément à l’ISO 9001) ou
par un organisme ayant recours à un laboratoire d’essai accrédité (par exemple, conformément à
l’ISO/IEC 17025);
c) l’appareil doit comporter un numéro de série unique;
d) une spécification technique du constructeur correspondant à l’appareil, qui donne les critères de
performance suivant l’Article 6, doit être disponible.
6 Spécifications techniques du constructeur concernant les appareils à ultrasons
multiéléments
La spécification technique du constructeur relative à un modèle particulier d’appareil à ultrasons
multiélément doit au moins contenir les informations énumérées dans le Tableau 2. Ce tableau spécifie les
informations qui doivent être fournies par le constructeur dans la spécification technique de l’appareil
(M = mesure, AI = autre information). Les valeurs obtenues par les essais décrits à l’Article 7 doivent être
établies en tant que valeurs nominales, avec les tolérances spécifiées comme indiqué.
Tableau 2 — Caractéristiques techniques à indiquer dans la spécification technique de l’appareil
Informations Type d’information Remarques
Attributs généraux
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 Incluant le schéma de câblage
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 tempéra- M
ture
Stabilité par rapport aux variations de ten- M
sion
Plages de température et de tension (secteur AI Si une période de mise en température
et/ou batteries) pour lesquelles le fonc- est nécessaire, sa durée doit être spéci-
tionnement de l’appareil est conforme à la fiée
spécification technique (fonctionnement et
stockage)
Type d’indication donnée lorsque l’affaiblis-
sement de la tension de la batterie conduit à
des performances de l’appareil à ultrasons AI
multiélément situées en dehors de la spécifi-
cation
Fréquences de répétition des impulsions Valeurs minimale et maximale
M
(PRF)
Puissance maximale consommée AI VA (volt-ampère)
Indice de protection AI
Environnement Par exemple: restriction des substances
AI dangereuses (RoHS), atmosphères
explosives (ATEX), vibration, humidité
Configuration multiélément Nombre de voies gérées simultanément
AI
et nombre de voies disponibles
Extension du nombre de voies par chaînage
AI
d’appareils
Unités de mesure disponibles AI Par exemple: mm, pouces, %, dB, V
Dispositif d’affichage
Dimensions et résolution de l’écran AI
Plage de vitesses ultrasonores AI
Retard et profondeur de la base de temps AI
Liste des vues disponibles AI
Taux de rafraîchissement d’affichage des
M
représentations de type A
M Mesure.
AI Autre information.
4 © ISO 2015 – Tous droits réservés
Tableau 2 (suite)
Informations Type d’information Remarques
Fréquence maximale de numérisation sans
AI
traitement
Fréquence de numérisation avec traitement AI Par exemple: interpolation
Résolution verticale du numériseur AI En bits
Fréquence de numérisation maximale M
Erreur de la base de temps M
Entrées/sorties
Sortie non redressée (c’est-à-dire, fréquence
radioélectrique, FR) et/ou redressée du AI
signal disponible sur le connecteur de sortie
Nombre et caractéristiques des sorties de Incluant le schéma de câblage
AI
contrôle logiques et analogiques
Nombre et caractéristiques des entrées des Incluant le schéma de câblage
AI
codeurs
CA, CC, plage de tension, alimentation
Puissance à l’entrée AI
(W)
Alimentation disponible pour les dispositifs Tension, alimentation
AI
externes
Entrée/sortie de synchronisation AI
Formation de faisceaux
Nombre maximal de voies actives simultané- AI
ment
Nombre maximal de lois de retard AI
Sommation M
Émetteur
Nombre d’émetteurs disponibles simultané- AI
ment
Forme de l’impulsion d’émission et, le cas AI Par exemple, impulsion rectangulaire,
échéant, polarité unipolaire, bipolaire, arbitraire
Tension, temps de montée, temps de des- M
cente et durée de l’émission
Impédance de sortie M
Retard maximal AI
Résolution des retards M
Linéarité des retards M
Possibilité d’appliquer des tensions diffé- AI
rentes sur chaque voie
Puissance maximale disponible par émetteur AI
Récepteur
Nombre de récepteurs disponibles simulta- AI
nément
Caractéristiques de la commande du gain, AI
c’est-à-dire plage en décibels, valeur des
incréments
M Mesure.
AI Autre information.
Tableau 2 (suite)
Informations Type d’information Remarques
Caractéristiques de l’amplificateur logarith- AI
mique
Tension d’entrée relevée à la hauteur totale AI
de l’écran
Tension d’entrée maximale M
Linéarité verticale de l’affichage M
Linéarité verticale de l’affichage sur les M
gammes de fréquences extrêmes de l’appa-
reil
Réponse en fréquence M
Temps de récupération après l’impulsion M
d’émission
M
V
Bruit équivalent rapporté à l’entrée
Hz
Étendue dynamique M
Impédance d’entrée M
Retard maximal AI
Résolution des retards M
Gain en fonction du temps M
Possibilité d’appliquer des gains différents AI
sur chaque voie
Taux de diaphonie entre les récepteurs M
Linéarité des retards M
Linéarité du gain M
Variation de gain des voies M
Acquisition des données
Taux de transfert entre l’unité de stockage AI
externe et l’appareil (type de liaison)
Nombre maximal de représentations de type AI Les caractéristiques des représentations
A mémorisées par seconde de type A doivent être indiquées
Nombre maximal de représentations de type AI Les caractéristiques des représentations
C mémorisées par seconde de type C doivent être indiquées
Nombre maximal d’échantillons par repré- AI
sentation de type A
Capacité de stockage AI Mo (méga octets)
Portes
Nombre de portes AI
Type de détection AI Par exemple: apparition ou disparition
Mode de mesure AI Par exemple: seuil, max, passage à 0
AI Par exemple: impulsion d’émission, écho
Synchronisation des portes
d’entrée
Caractéristiques des portes AI Seuil, position, durée
M Mesure.
AI Autre information.
6 © ISO 2015 – Tous droits réservés
Tableau 2 (suite)
Informations Type d’information Remarques
Résolution des mesures AI
AI Par exemple: nombre de séquences
Déclenchement des alarmes
avant alarme
Linéarité d’amplitude de la porte de sélection M
Temps de vol de la porte de sélection M
Impédance d’une sortie proportionnelle de M
porte
Linéarité d’une sortie proportionnelle de M
porte
Influence de la position du signal de mesure M
dans la sortie proportionnelle de porte
Temps de montée, de descente et de maintien M
de la sortie proportionnelle de porte
Traitement des signaux
AI Par exemple: moyennage, transformée
rapide de Fourier (FFT), redressement,
Attributs de traitement
enveloppe, compression, mesures
dimensionnelles
M Mesure.
AI Autre information.
7 Exigences de performance applicables aux appareils à ultrasons
multiéléments
Pour satisfaire aux exigences de la présente partie de l’ISO 18563, un appareil à ultrasons multiélément
doit être vérifié en utilisant les deux groupes d’essais suivants:
— Groupe 1: essais devant être effectués par le constructeur (ou son représentant) sur un échantillon
représentatif des appareils à ultrasons multiéléments. Des appareils de mesure de haut niveau sont
nécessaires pour ces essais.
— Groupe 2: essais devant être effectués sur chaque appareil à ultrasons multiélément;
a) par le constructeur (ou son représentant) avant la livraison de l’appareil à ultrasons multiélément
(mesures initiales);
b) par le constructeur, le propriétaire ou un laboratoire, tous les 12 mois durant toute sa durée de
vie, afin de vérifier les performances de l’appareil à ultrasons multiélément;
c) après chaque réparation de l’appareil à ultrasons multiélément.
Seuls des appareils de mesure électroniques de base sont nécessaires pour les essais du groupe 2.
Sous réserve d’un accord entre les parties concernées, ces essais peuvent être complétés par d’autres
essais du groupe 1.
Un troisième groupe d’essais pour l’équipement complet (appareil à ultrasons multiélément et traducteurs
connectés) est spécifié dans l’ISO 18563-3. Ils sont effectués à intervalles réguliers, sur site, durant toute
sa durée de vie.
Pour les appareils à ultrasons multiéléments commercialisés avant l’introduction de la présente partie
de l’ISO 18563, la pérennité de l’aptitude à l’emploi doit être démontrée en effectuant les essais du groupe
2 (périodiques) tous les 12 mois.
Après chaque réparation, tous les paramètres qui ont pu être influencés par la réparation doivent être
contrôlés en utilisant les essais appropriés du groupe 1 ou du groupe 2.
Le Tableau 3 décrit les essais devant être effectués sur les appareils à ultrasons multiéléments.
Tableau 3 — Liste des essais relatifs aux appareils à ultrasons multiéléments
Titre de l’essai Groupe 1 Groupe 2
Essais du constructeur Essais périodiques et après
réparation
Paragraphe Paragraphe
Contrôle visuel 9.2 9.2
Appareils portables ou fonctionnant sur batterie
Autonomie 8.2.1
Stabilité par rapport aux variations de ten- 8.2.2
sion
Stabilité
Stabilité après le temps de mise en tempéra- 8.3.1
ture
Stabilité en fonction de la température 8.3.2
Affichage
Erreur de la base de temps 8.4.2
Fréquence de numérisation maximale 8.4.3
Taux de rafraîchissement d’affichage des 8.4.4
représentations de type A
Formation de faisceaux
Sommation 8.8
Émetteur
Fréquence de répétition des impulsions 8.5.1
Impédance de sortie 8.5.2
Résolution des retards 8.5.3
Tension, temps de montée et durée de l’émis- 9.3.2 9.3.2
sion
Linéarité des retards 9.3.3 9.3.3
Récepteur
Taux de diaphonie entre les récepteurs 8.6.1
Temps de récupération après l’impulsion 8.6.2
d’émission
Étendue dynamique et tension d’entrée 8.6.3
maximale
Impédance d’entrée du récepteur 8.6.4
Gain en fonction du temps 8.6.5
Résolution temporelle 8.6.6
Résolution des retards 8.6.7
Linéarité verticale de l’affichage sur les 8.6.8
gammes de fréquences extrêmes de l’appa-
reil
Réponse en fréquence 9.4.2 9.4.2
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Tableau 3 (suite)
Titre de l’essai Groupe 1 Groupe 2
Essais du constructeur Essais périodiques et après
réparation
Paragraphe Paragraphe
Variation de gain des voies 9.4.3 9.4.3
Bruit équivalent rapporté à l’entrée 9.4.4 9.4.4
Linéarité du gain 9.4.5 9.4.5
Linéarité verticale de l’affichage 9.4.6 9.4.6
Linéarité des retards 9.4.7 9.4.7
Porte de sélection
Linéarité d’amplitude de la porte de sélection 8.7.2
Temps de vol de la porte de sélection 8.7.3
Impédance d’une sortie proportionnelle 8.7.4.1
Linéarité d’une sortie proportionnelle 8.7.4.2
Influence de la position du signal au sein de 8.7.4.3
la porte
Temps de montée, de descente et de maintien 8.7.4.4
de la sortie proportionnelle de porte
8 Essais du groupe 1
8.1 Matériel nécessaire pour les essais du groupe 1
Il convient que le matériel utilisé pour obtenir les informations requises n’affecte pas les caractéristiques
de l’appareil à ultrasons multiélément étudié.
Le matériel requis pour les essais du groupe 1 portant sur les appareils à ultrasons multiéléments inclut
les éléments ou fonctions suivants:
a) un oscilloscope;
b) des résistances non réactives de (50 ± 0,5) Ω;
c) des résistances non réactives de valeurs R et R ;
A B
d) un atténuateur standard de 50 Ω, avec des incréments 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 mesure de 10 dB
pour des signaux présentant une fréquence inférieure ou égale à 15 MHz;
e) un moyen de commutation;
f) un générateur d’ondes arbitraire, capable de produire deux salves synchronisées de signaux sinusoïdaux;
g) un circuit de protection (voir la Figure 2);
h) un analyseur d’impédance;
i) une chambre d’essai d’ambiance;
j) une alimentation continue stabilisée (pour les essais de performances des appareils fonctionnant
sur batterie);
k) un traducteur multiélément (2 MHz à 6 MHz);
l) un bloc de référence permettant de produire un écho de fond (par exemple, bloc d’étalonnage n° 1
selon l’ISO 2400).
Tous les essais du groupe 1, hormis l’essai de stabilité en fonction de la température (8.3.2), requièrent
un moyen électronique pour produire les signaux nécessaires. Les caractéristiques et la stabilité du
matériel utilisé doivent être adaptées aux essais.
Avant de connecter l’oscilloscope à l’émetteur de l’appareil à ultrasons multiélément, comme cela est
nécessaire dans certains des modes opératoires spécifiés dans la présente partie de l’ISO 18563, il
convient de vérifier qu’il ne sera pas endommagé par la haute tension d’émission.
8.2 Appareils multiéléments fonctionnant sur batterie
8.2.1 Autonomie
8.2.1.1 Mode opératoire
Il convient de mesurer l’autonomie de l’appareil à ultrasons multiélément non chargé (sans aucun
traducteur connecté) utilisant uniquement des batteries (c’est-à-dire qu’il convient de déconnecter
l’appareil de l’alimentation) en respectant les conditions suivantes:
— batterie(s) neuve(s) à pleine charge;
— température ambiante comprise entre 20 °C et 30 °C;
— gain réglé à sa valeur moyenne de l’étendue;
— si l’appareil intègre un écran:
— affichage de représentations de types A et S;
— luminosité réglée à sa valeur moyenne de l’étendue.
Si les caractéristiques de l’appareil le permettent:
— fréquence de répétition des impulsions fixée à 1 kHz;
— 16 voies simultanément actives;
— 10 lois de retard;
— tension des impulsions fixée à 50 V;
— largeur d’impulsion fixée à 100 ns;
— base de temps fixée à 50 µs.
Dans tous les autres cas, régler ces paramètres à leurs valeurs typiques. Les paramètres modifiés doivent
être indiqués par le constructeur.
8.2.1.2 Critère d’acceptation
La durée mesurée doit être supérieure ou égale à la durée indiquée par le constructeur.
8.2.2 Stabilité par rapport aux variations de tension
8.2.2.1 Mode opératoire
L’appareil à ultrasons multiélément est alimenté par une alimentation continue régulée; la tension est
appliquée au centre de la plage d’utilisation spécifiée pour l’appareil.
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Programmer l’appareil avec une loi de retard nulle appliquée simultanément sur toutes les voies
disponibles. Afficher la représentation de type A sommée (en utilisant par exemple un traducteur
multiélément ayant une fréquence centrale comprise entre 2 MHz et 6 MHz) et un bloc d’essais pour
produire un écho de fond.
L’amplitude de l’écho doit être réglée à 80 % de la hauteur totale de l’écran et la base de temps doit être
réglée de telle sorte que le signal se situe à 50 % de la largeur de l’écran, avec une distance égale ou
supérieure à 50 mm d’acier pour les ondes longitudinales. Pendant l’essai, les précautions nécessaires
doivent être prises pour éviter des variations de couplage.
Observer la constance de l’amplitude et de la position sur la base de temps du signal de référence dans la
gamme de fonctionnement des batteries.
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 du signal à laquelle le système de coupure ou le
dispositif d’avertissement fonctionne.
8.2.2.2 Critères d’acceptation
L’amplitude et la position du signal de référence doivent être stables dans les limites stipulées dans la
spécification technique du constructeur.
Le système de coupure automatique ou le dispositif d’avertissement (s’il est installé) doit fonctionner
avant que l’amplitude du signal de référence ne varie de plus de ± 2 % de la hauteur totale de l’écran ou
avant que la position sur la base de temps ne fluctue de plus de ± 1 % de la largeur d’écran totale par
rapport aux réglages initiaux.
8.3 Essais de stabilité
8.3.1 Stabilité après le temps de mise en température
8.3.1.1 Mode opératoire
Programmer l’appareil avec une voie d’émission active et une autre voie de réception active.
Utiliser le signal de la voie d’émission active comme déclenchement du générateur de signaux. Connecter
la sortie synchronisée du générateur de signaux à la voie de réception active. Voir la Figure 3.
Régler l’appareil sur 50 mm pour une vitesse de 5 920 m/s, en mode redressement total. Régler le
générateur de signaux de façon à ce qu’il produise une salve de trois cycles entre 2 MHz et 6 MHz avec
un retard de 10 µs. Régler l’amplitude des salves sur 100 mV crête à crête. Ajuster le gain de l’appareil de
façon à régler le signal affiché sur 80 % de la hauteur totale de l’écran.
Observer l’amplitude et la position sur la base de temps, à intervalles de 10 min sur une période de 30 min.
Effectuer l’essai dans un environnement dans lequel la température est maintenue, à ± 5 °C près, dans la
plage indiquée dans la spécification technique du constructeur de l’appareil à ultrasons multiélément.
S’assurer que la tension du secteur ou de la batterie est comprise dans les limites requises par la
spécification technique du constructeur.
8.3.1.2 Critères d’acceptation
Durant la période de 30 min suivant le temps de mise en température, conformément à la spécification
technique du constructeur:
a) l’amplitude du signal ne doit pas varier de plus de ± 2 % de la hauteur totale de l’écran, et
b) le décalage maximal le long de la base de temps ne doit pas être inférieur à ± 1 % de la largeur
d’écran totale.
8.3.2 Stabilité en fonction de la température
8.3.2.1 Mode opératoire
Programmer l’appareil avec une voie d’émission active et une autre voie de réception active.
Utiliser le signal de la voie d’émission active comme déclenchement du générateur de signaux. Connecter
la sortie synchronisée du générateur de signaux à la voie de réception active. Voir la Figure 3.
Régler l’appareil sur 50 mm pour une vitesse de 5 920 m/s, en mode redressement total. Régler le
générateur de signaux de façon à ce qu’il produise une salve de trois cycles entre 2 MHz et 6 MHz avec
un retard de 10 µs. Régler l’amplitude des salves sur 100 mV crête à crête. Ajuster le gain de l’appareil de
façon à régler le signal affiché sur 80 % de la hauteur totale de l’écran.
L’appareil à ultrasons multiélément est placé dans une chambre d’essai d’ambiance et soumis à diverses
températures ambiantes. La hauteur et la position des échos de référence doivent être relevées et
enregistrées à des intervalles maximaux de 10 °C sur la plage de température spécifiée par le constructeur.
8.3.2.2 Critères d’acceptation
L’amplitude et la position sur la base de temps de l’écho de référence ne doivent respectivement pas
varier de plus de ± 5 % de la hauteur totale de l’écran et de ± 1 % de la largeur d’écran totale, pour chaque
variation de température de 10 °C.
8.4 Affichage
8.4.1 Généralités
Les essais décrits dans les paragraphes ci-dessous sont réalisés sur une seule voie.
8.4.2 Écart de la base de temps
8.4.2.1 Mode opératoire
Cet essai a pour objectif de comparer la linéarité de la base de temps d’un appareil à ultrasons
multiélément avec celle d’un générateur externe étalonné.
Raccorder l’appareil comme indiqué sur la Figure 4. Régler le générateur d’impulsions de manière à
produire une onde sinusoïdale à simple alternance, de fréquence égale à la fréquence centrale f de
la gamme de fréquence la plus large. Régler successivement la base de temps en position minimale,
maximale et moyenne. Pour chaque valeur de réglage, régler le retard de déclenchement, le gain de
l’appareil à ultrasons multiélément et l’atténuateur externe étalonné de manière à obtenir un signal
d’au moins 80 % de la hauteur totale de l’écran au centre de la base de temps. Cette étape définit les
références temporelles du générateur d’impulsions.
Faire varier le retard de déclenchement du générateur d’impulsions par incréments inférieurs ou égaux
à 5 % de la largeur de l’écran.
Enregistrer chaque retard et mesurer l’instant associé à la position de l’indication (front ou amplitude
maximale) sur l’appareil à ultrasons multiélément.
Pour chaque mesure, calculer l’écart entre l’instant relevé sur l’appareil à ultrasons multiélément et le
retard mesuré par le générateur.
8.4.2.2 Critère d’acceptation
L’écart maximal ne doit pas excéder ± 0,5 % de la largeur de l’écran ou la résolution temporelle de l’appareil.
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8.4.3 Fréquence de numérisation maximale
8.4.3.1 Mode opératoire
Cet essai a pour objectif de définir la fréquence maximale ( f ) de la bande passante de l’appareil à
h
ultrasons multiélément à laquelle le signal est indépendant de sa position sur la base de temps. f est la
h
fréquence maximale à laquelle la variation est inférieure à ± 5 % de la hauteur totale de l’écran.
Programmer l’appareil avec une voie d’émission active et une autre voie de réception active.
En utilisant le montage illustré sur la Figure 4, générer une impulsion d’essai synchronisée sur l’impulsion
d’émission. Régler le retard t du signal sur t , supérieur au temps de récupération du récepteur mesuré
en 8.6.3. Régler la fréquence du générateur de signaux à la limite 3 dB supérieure, mesurée en 9.4.2, pour
le filtre présentant la bande passante maximale, celle-ci englobant la fréquence la plus élevée. Régler le
générateur de signaux de manière à produire une onde sinusoïdale à simple alternance d’une amplitude
de 80 % de la hauteur totale de l’écran. En utilisant le retard variable, augmenter t du faible incrément
suivant comme indiqué dans la Formule (1):
Δt= (1)
10f
u
où
f est la limite de fréquence supérieure à -3 dB pour le filtre, telle que mesurée en 9.4.2.
u
Pour chaque incrément de Δt, mesurer l’amplitude du signal sur l’appareil à ultrasons multiélément.
Continuer à augmenter le retard et à mesurer l’amplitude jusqu’à ce que 30 mesures aient été relevées
(c’est-à-dire trois périodes).
Le signal ne doit pas varier de plus de ± 5 % de la hauteur totale de l’écran, entre l’amplitude maximale
et l’amplitude minimale relevées. Si l’écart est plus important, refaire l’essai en réduisant la fréquence
du signal d’essai jusqu’à obtenir un écart de ± 5 % de la hauteur totale de l’écran.
8.4.3.2 Critère d’acceptation
La fréquence mesurée f doit être supérieure ou égale à la valeur indiquée par le constructeur.
h
8.4.4 Taux de rafraîchissement d’affichage des représentations de type A
8.4.4.1 Généralités
L’affichage des appareils numériques à ultrasons multiéléments a un taux de rafraîchissement li
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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