ISO 15548-1:2008
(Main)Non-destructive testing — Equipment for eddy current examination — Part 1: Instrument characteristics and verification
Non-destructive testing — Equipment for eddy current examination — Part 1: Instrument characteristics and verification
ISO 15548-1:2008 identifies the functional characteristics of a general-purpose eddy current instrument and provides methods for their measurement and verification. The evaluation of these characteristics permits a well-defined description and comparability of eddy current equipment. By careful choice of the characteristics, a consistent and effective eddy current examination system can be designed for a specific application. Where accessories are used, these are characterised using the principles of ISO 15548-1:2008. ISO 15548-1:2008 gives neither the extent of verification nor acceptance criteria for the characteristics. They are given in the application documents.
Essais non destructifs — Appareillage pour examen par courants de Foucault — Partie 1: Caractéristiques de l'appareil et vérifications
L'ISO 15548-1:2008 identifie les caractéristiques fonctionnelles d'un appareil à courants de Foucault à usage général et fournit des méthodes pour les mesurer et les vérifier. L'évaluation de ces caractéristiques permet de donner une description bien définie de l'appareillage à courants de Foucault et d'assurer la comparabilité entre appareillages. Un système d'examen par courants de Foucault, cohérent et efficace, peut être conçu en procédant à un choix scrupuleux des caractéristiques pour une application spécifique. Lorsque des accessoires sont mis en œuvre, il convient de les caractériser en appliquant les principes de l'ISO 15548-1:2008. L'ISO 15548-1:2008 ne donne ni l'étendue de la vérification ni les critères d'acceptation des caractéristiques. Celles-ci sont définies dans les documents d'application.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15548-1
First edition
2008-09-15
Non-destructive testing — Equipment for
eddy current examination —
Part 1:
Instrument characteristics and
verification
Essais non destructifs — Appareillage pour examen par courants de
Foucault —
Partie 1: Caractéristiques de l'appareil et vérifications
Reference number
ISO 15548-1:2008(E)
©
ISO 2008
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ISO 15548-1:2008(E)
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ISO 15548-1:2008(E)
Contents Page
Foreword. v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .1
4 Eddy current instrument characteristics .1
4.1 General characteristics .1
4.1.1 Type of instrument.1
4.1.2 Power supply.2
4.1.3 Safety .2
4.1.4 Technology.2
4.1.5 Physical presentation.2
4.1.6 Environmental effects .2
4.2 Electrical characteristics .2
4.2.1 General.2
4.2.2 Functional block diagram .3
4.2.3 Generator unit .3
4.2.4 Input stage characteristics .4
4.2.5 Balance .4
4.2.6 High-frequency signal processing.4
4.2.7 Demodulated signal processing .5
4.2.8 Output and signal display.6
4.2.9 Digitization.7
5 Verification .7
5.1 General.7
5.2 Levels of verification .8
5.3 Verification procedure.9
5.4 Corrective actions.9
6 Measurement of the electrical characteristics of the instrument .9
6.1 Measuring requirements .9
6.2 Generator unit .9
6.2.1 Excitation frequency .9
6.2.2 Harmonic distortion.10
6.2.3 Source impedance.11
6.2.4 Maximum output voltage, V .12
Omax
6.2.5 Maximum output current, I .12
Omax
6.3 Input stage characteristics .13
6.3.1 Maximum allowable input voltage.13
6.3.2 Input impedance .14
6.4 Signal processing.14
6.4.1 General.14
6.4.2 Measurement conditions .15
6.4.3 Balance .15
6.4.4 Harmonic attenuation.16
6.4.5 Frequency response of the signal processing stage.16
6.4.6 Bandwidth.18
6.4.7 Phase linearity.18
6.4.8 Orthogonality of components .19
6.4.9 Gain-setting accuracy .20
6.4.10 Phase-setting accuracy.20
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6.4.11 Cross-talk. 21
6.4.12 Common-mode rejection. 22
6.4.13 Maximum instrument noise. 23
6.5 Output. 24
6.6 Digitization. 24
Annex A (informative) Principle of frequency beat method . 25
Annex B (informative) Method of measurement of the linearity range between an output O and an
input I . 27
Annex C (normative) Alternative measurement of the input impedance . 28
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ISO 15548-1:2008(E)
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 15548-1 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 138, Non-destructive Testing, in collaboration with ISO Technical Committee TC 135, Non-
destructive Testing, Subcommittee SC 4, Eddy current methods, in accordance with the Agreement on
technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
ISO 15548 consists of the following parts, under the general title Non-destructive testing — Equipment for
eddy current examination:
⎯ Part 1: Instrument characteristics and verification
⎯ Part 2: Probe characteristics and verification
⎯ Part 3: System characteristics and verification
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15548-1:2008(E)
Non-destructive testing — Equipment for eddy current
examination —
Part 1:
Instrument characteristics and verification
1 Scope
This part of ISO 15548 identifies the functional characteristics of a general-purpose eddy current instrument
and provides methods for their measurement and verification.
The evaluation of these characteristics permits a well-defined description and comparability of eddy current
equipment.
By careful choice of the characteristics, a consistent and effective eddy current examination system can be
designed for a specific application.
Where accessories are used, these are characterised using the principles of this part of ISO 15548.
This part of ISO 15548 gives neither the extent of verification nor acceptance criteria for the characteristics.
They are given in the application documents.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 12718, Non-destructive testing — Eddy current testing — Terminology
ISO 15549, Non-destructive testing — Eddy current testing — General principles
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12718 apply.
4 Eddy current instrument characteristics
4.1 General characteristics
4.1.1 Type of instrument
a) An instrument has a general-purpose application when the relationship between the measured quantity
and the display or output is established by the user. A range of probes can be connected to the
instrument. The instrument manufacturer shall provide details of the internal electrical characteristics, in
order that the user can design the examination system. The examination system shall be in accordance
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with ISO 15549. The user shall be able to vary the value of frequency, gain, balance (unless an automatic
balance is used), phase, filters and gain and zero of the display.
b) An instrument is of specific application when the relationship between the measured quantity and the
display or output is explicitly defined in the range of application. The probe is specific to the instrument.
For this type of instrument, this part of ISO 15548 may be partially applied.
4.1.2 Power supply
The instrument can be powered by batteries or by the local AC power supply. The nominal values of voltage,
frequency and power consumption shall be stated, together with the tolerance for correct operation.
4.1.3 Safety
The instrument and its accessories shall meet the applicable safety regulations, for example, electrical hazard,
surface temperature, explosion, etc.
4.1.4 Technology
The instrument can be wholly analogue or partly analogue and partly digital.
The excitation can be single frequency, multifrequency, swept frequency or pulsed.
The instrument can be single or multichannel.
The instrument settings can be manual, remote controlled, stored or preset.
The instrument shall have component outputs and can be with or without a self-contained display.
4.1.5 Physical presentation
The instrument can be portable, cased or rack mounted, with the component parts integrated or modular.
The weight and size shall be specified for the instrument and its accessories.
The plugs and sockets shall be specified regarding type and pin interconnections.
The instrument model number and the serial number shall be clearly readable and located in a readily
accessible place.
4.1.6 Environmental effects
The warm-up time necessary for the instrument to reach stable operating conditions within specified limits
shall be stated.
The temperature, humidity and vibration ranges for normal use, storage and transport shall be specified for
the instrument and its accessories.
The instrument shall conform to relevant electromagnetic compatibility (EMC) regulations.
4.2 Electrical characteristics
4.2.1 General
The electrical characteristics of an instrument shall be evaluated after the warm-up time has elapsed.
The electrical characteristics are only valid for the stated operating conditions.
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When relevant, the stability of the specified values with time, for specified environmental conditions, shall be
stated.
The electrical characteristics apply to various items of the functional block diagram of the instrument. Where
applicable, they are provided by the manufacturer. Some of these characteristics can be verified according to
the methodology described in Clause 6.
4.2.2 Functional block diagram
The functional block diagram of a typical general-purpose eddy current instrument is shown in Figure 1.
Figure 1 — Functional block diagram of an eddy current instrument
4.2.3 Generator unit
The source of excitation is the generator unit.
In the case of alternating excitation (sinusoidal, triangular, rectangular, etc.), the characteristics to be defined
are as follows:
⎯ type of generator: current or voltage;
⎯ type of excitation: single or multifrequency;
⎯ frequency setting: range, step size, deviation from nominal value;
⎯ harmonic distortion;
⎯ amplitude setting: range, step size, deviation from nominal value, maximum output voltage or current;
⎯ source impedance with frequency dependence.
In the case of multifrequency excitation, it shall be stated whether frequencies are injected simultaneously or
multiplexed, independent or related, and the multiplexing sequence shall be specified, when relevant.
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4.2.4 Input stage characteristics
The input stage interfaces the probe to the instrument. It provides impedance matching and amplification, as
required.
The characteristics to be defined are as follows:
⎯ input impedance with frequency dependence;
⎯ gain setting range, step size, deviation from nominal value;
⎯ maximum input voltage;
⎯ common-mode operating parameters, when relevant.
4.2.5 Balance
Balance is the compensation of the signal to achieve a predetermined operating point, e.g. zero. The
compensation may be performed manually or automatically, at the input stage, or during HF signal
processing, or during demodulated signal processing, or on the display.
The characteristics to be defined are as follows:
⎯ maximum input range, which can be compensated;
⎯ residual value at balance (expressed as a percentage of a specified range, e.g. full-scale output).
4.2.6 High-frequency signal processing
4.2.6.1 HF filtering
Filters reduce the signal frequency content which can have an undesirable effect on the test result.
The filters used before demodulation are referred to as carrier frequency filters (HF filters). These are usually
band-pass filters which suppress any signal frequencies which do not correspond to the excitation frequency.
The characteristics to be defined are as follows:
⎯ gain;
⎯ bandwidth at 3 dB attenuation;
⎯ rate of attenuation;
⎯ transient response.
4.2.6.2 HF amplification
The characteristics to be defined are as follows:
⎯ gain setting range, step size, deviation from nominal value;
⎯ input signal range;
⎯ bandwidth;
⎯ output saturation level.
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4.2.6.3 Demodulation
Synchronous demodulation extracts the vector components from the HF signal.
For positive polarity of demodulation, a delay in the signal will cause the signal vector to rotate clockwise. The
polarity of demodulation shall be positive and shall be confirmed.
The characteristics to be defined are as follows:
⎯ wave shape of the reference signal, e.g. sine, square, pulse;
⎯ bandwidth for each wave shape of the reference signal;
⎯ phase-dependent amplitude deviations;
⎯ phase-dependent phase deviations.
Amplitude demodulation extracts the low-frequency amplitude variations from the HF signal.
4.2.7 Demodulated signal processing
4.2.7.1 Vector amplification
Vector amplification generally consists of two transmission channels of identical design. These channels
amplify the vector components produced by synchronous demodulation. In some instruments, these
components can be amplified with different gains.
The characteristics to be defined are as follows:
⎯ gain setting range, step size, deviation from nominal value;
⎯ input signal ranges;
⎯ bandwidth;
⎯ output saturation level.
4.2.7.2 LF filtering
The filters used after demodulation are referred to as low-frequency filters (LF filters). The bandwidth of the
filter is chosen to suit the application, e.g. wobble, surface speed, etc.
The characteristics to be defined are as follows:
⎯ gain;
⎯ bandwidth at 3 dB attenuation;
⎯ rate of attenuation;
⎯ transient response.
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4.2.7.3 Phase setting
Phase setting permits rotation of the demodulated signal vector on the complex plane display.
The characteristics to be defined are as follows:
⎯ range;
⎯ step size;
⎯ amplitude variation of the signal vector with phase setting;
⎯ deviation of indicated phase rotation from actual phase rotation.
4.2.8 Output and signal display
The type of display can be an indicator display, or a hard-copy display, or a screen display.
The type of presentation can be, for example, complex plane, ellipse, time-synchronous, frequency spectrum,
imaging.
The related characteristics to be defined include:
⎯ size;
⎯ graticule divisions, major and minor;
⎯ full-scale-display voltage range or time range;
⎯ transfer factor e.g. volts/division;
⎯ linearity;
⎯ bandwidth.
The output can be analogue, digitised or logical.
The characteristics of analogue outputs to be defined are as follows:
⎯ voltage or current range;
⎯ output impedance;
⎯ linearity;
⎯ bandwidth.
The characteristics of digitised outputs to be defined are as follows:
⎯ data protocol;
⎯ serial or parallel;
⎯ voltage and current levels;
⎯ speed and format;
⎯ sampling rate;
⎯ analogue/digital A/D resolution, range and linearity.
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ISO 15548-1:2008(E)
The characteristics of logical outputs to be defined are as follows:
⎯ voltage and current levels;
⎯ settling delay;
⎯ hysteresis;
⎯ actively high or low.
4.2.9 Digitization
4.2.9.1 General
Whenever digitization is performed, the following characteristics shall be defined:
⎯ stage of digitization in the signal processing;
⎯ digitization technique;
⎯ A/D resolution;
⎯ sampling rate.
The information supplied by the manufacturer shall therefore include data on the parameters in 4.2.9.2 to
4.2.9.5.
4.2.9.2 Stage of digitization
Digitization may be performed either before or after signal demodulation.
4.2.9.3 Digitization technique
Digitization can be performed using an internal clock or an external encoder.
4.2.9.4 A/D Resolution
Resolution is the nominal value of the converter input voltage corresponding to one digitization bit.
The number of digitization bits is equally useful information, even though it can be directly accessed through
the maximum input voltage and the resolution.
4.2.9.5 Sampling rate
The sampling rate is the frequency, in hertz, at which the A/D conversion is made.
5 Verification
5.1 General
For a consistent and effective eddy current examination, it is necessary to verify that the performance of the
component parts of the eddy current test system is maintained within acceptable limits.
The physical condition of the reference blocks shall be verified to be within acceptable limits before being
used to verify the system or probes.
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ISO 15548-1:2008(E)
The measuring equipment used for verification shall be in a known state of calibration.
For a better understanding, the verification procedure is described identically in all three parts of ISO 15548.
5.2 Levels of verification
There are three levels of verification. Each level defines the time intervals between verification and the
complexity of the verification.
It is understood that initial type testing has already been carried out by the manufacturer or under his control.
a) Level 1: Global functional check
A verification is performed at regular intervals of time on the eddy current test system, using reference blocks
to verify that the performance is within specified limits.
The verification is usually performed at the examination location.
The time interval and the reference pieces are defined in the verification procedure.
b) Level 2: Detailed functional check and calibration
A verification on an extended time scale is performed to ensure the stability of selected characteristics of the
eddy current instrument, probe, accessories and reference blocks.
c) Level 3: Characterisation
A verification is performed on the eddy current instrument, probe accessories and reference blocks to ensure
conformity with the characteristics supplied by the manufacturer.
The organization requiring the verification shall specify the characteristics to be verified.
The main features of verification are shown in Table 1.
Table 1 — Verification levels
Level Object Typical time period Instruments Responsible entity
1
Stability of system Frequently,
Global functional Reference blocks User
performance e.g. hourly, daily
check
Stability of selected
2 Less frequently but at Calibrated measuring
characteristics of the
Detailed functional least annually and instruments, reference User
instrument, probes
check and calibration after repair blocks
and accessories
All characteristics of Once Calibrated laboratory
3
the instrument, probes (on release) measuring instruments Manufacturer, user
Characterisation
and accessories and when required and reference blocks
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ISO 15548-1:2008(E)
5.3 Verification procedure
The characteristics to be verified are dependant on the application. The essential characteristics and the level
of verification shall be specified in a verification procedure.
The examination procedure for the application shall refer to the verification procedure. This can restrict the
number of characteristics to be verified for a defined application.
Sufficient data on the characteristics featured in an instrument, probe and reference piece shall be provided,
in order that verification can be performed within the scope of this part of ISO 15548.
5.4 Corrective actions
Level 1: When the performance is not within the specified limits, a decision shall be made concerning the
product examined since the previous successful verification. Corrective actions shall be made to bring the
performance within the acceptable limits.
Level 2: When the deviation of the characteristic is greater than the acceptable limits specified by the
manufacturer or in the application document, a decision shall be made concerning the instrument, the probe
or the accessory being verified.
Level 3: When the characteristic is out of the acceptable range specified by the manufacturer or by the
application document, a decision shall be made concerning the instrument, the probe or the accessory being
verified.
6 Measurement of the electrical characteristics of the instrument
6.1 Measuring requirements
All measurements described in the following subclauses are made at the inputs and outputs of the instrument.
These measurements do not require opening the instrument (black-box concept).
Keeping the black-box concept, any alternative method, the equivalence of which shall be demonstrated, may
be used.
Shielded, non-inductive resistors shall be used as loads. The resistors shall have a value of 50 Ω. Additional
measurements may be made with other values of the resistor. However, it needs to be stressed that the
characteristics of an instrument can be significantly altered if a different load is necessary for the instrument or
the application. In such a case, the load used shall be noted in the test report.
The measurements described hereafter shall be made at three values in each decade of the frequency range,
for example, using multiplication factors 1, 2 and 5. For example, in the decade between 10 and 100 kHz
use 10, 20 and 50 kHz.
It should be noted that the filter settings used
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15548-1
Première édition
2008-09-15
Essais non destructifs — Appareillage
pour examen par courants de Foucault —
Partie 1:
Caractéristiques de l'appareil et
vérifications
Non-destructive testing — Equipment for eddy current examination —
Part 1: Instrument characteristics and verification
Numéro de référence
ISO 15548-1:2008(F)
©
ISO 2008
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ISO 15548-1:2008(F)
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Publié en Suisse
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ISO 15548-1:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos. v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Caractéristiques de l'appareil à courants de Foucault . 1
4.1 Caractéristiques générales. 1
4.1.1 Type d'appareil. 1
4.1.2 Alimentation électrique . 2
4.1.3 Sécurité. 2
4.1.4 Technologie. 2
4.1.5 Présentation physique . 2
4.1.6 Effets liés à l'environnement . 2
4.2 Caractéristiques électriques. 2
4.2.1 Généralités . 2
4.2.2 Schéma fonctionnel. 3
4.2.3 Générateur. 3
4.2.4 Caractéristiques de l'étage d'entrée . 4
4.2.5 Équilibrage . 4
4.2.6 Traitement du signal haute fréquence. 4
4.2.7 Traitement du signal démodulé. 5
4.2.8 Sortie et visualisation du signal. 6
4.2.9 Numérisation . 7
5 Vérification . 7
5.1 Généralités . 7
5.2 Niveaux de vérification. 8
5.3 Procédure de vérification. 9
5.4 Actions correctives. 9
6 Mesurage des caractéristiques électriques de l'appareil . 9
6.1 Exigence du mesurage. 9
6.2 Fonction générateur . 10
6.2.1 Fréquence d'excitation. 10
6.2.2 Distorsion harmonique. 10
6.2.3 Impédance de source . 11
6.2.4 Tension de sortie maximale, V . 12
Omax
6.2.5 Courant de sortie maximal, I . 12
Omax
6.3 Caractéristiques de l'étage d'entrée . 12
6.3.1 Tension d'entrée maximale admissible .12
6.3.2 Impédance d'entrée . 14
6.4 Traitement du signal. 14
6.4.1 Généralités . 14
6.4.2 Conditions du mesurage. 14
6.4.3 Équilibrage . 15
6.4.4 Atténuation harmonique . 15
6.4.5 Réponse en fréquence de l'étage de traitement du signal . 16
6.4.6 Bande passante . 18
6.4.7 Linéarité en phase . 18
6.4.8 Orthogonalité des composantes. 19
6.4.9 Justesse du réglage du gain . 19
6.4.10 Justesse du réglage de phase. 19
© ISO 2008 – Tous droits réservés iii
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ISO 15548-1:2008(F)
6.4.11 Diaphonie. 20
6.4.12 Rejet du mode commun . 22
6.4.13 Bruit de fond électronique maximal. 23
6.5 Sortie . 24
6.6 Numérisation . 24
Annexe A (informative) Méthode du battement de fréquence . 25
Annexe B (informative) Méthode de mesure de la zone de linéarité entre une sortie O
et une entrée I. 27
Annexe C (normative) Autre méthode de mesure de l'impédance d'entrée. 28
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 15548-1:2008(F)
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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
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.
L'ISO 15548-1 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 138, Essais non destructifs, du Comité
européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité technique ISO/TC 135, Essais non
destructifs, sous-comité SC 4, Méthodes par courants de Foucault, conformément à l'Accord de coopération
technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
L'ISO 15548 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Essais non destructifs —
Appareillage pour examen par courants de Foucault:
⎯ Partie 1: Caractéristiques de l'appareil et vérifications
⎯ Partie 2: Caractéristiques des capteurs et vérifications
⎯ Partie 3: Caractéristiques du système et vérifications
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NORME INTERNATIONALE ISO 15548-1:2008(F)
Essais non destructifs — Appareillage pour examen par
courants de Foucault —
Partie 1:
Caractéristiques de l'appareil et vérifications
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 15548 identifie les caractéristiques fonctionnelles d'un appareil à courants de
Foucault à usage général et fournit des méthodes pour les mesurer et les vérifier.
L'évaluation de ces caractéristiques permet de donner une description bien définie de l'appareillage à
courants de Foucault et d'assurer la comparabilité entre appareillages.
Un système d'examen par courants de Foucault, cohérent et efficace, peut être conçu en procédant à un
choix scrupuleux des caractéristiques pour une application spécifique.
Lorsque des accessoires sont mis en œuvre, ils sont caractérisés en appliquant les principes de la présente
partie de l'ISO 15548.
La présente partie de l'ISO 15548 ne donne ni l'étendue de la vérification ni les critères d'acceptation des
caractéristiques. Celles-ci sont définies dans les documents d'application.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour 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 12718, Essais non destructifs — Contrôle par courants de Foucault — Terminologie
ISO 15549, Essais non destructifs — Contrôle par courants de Foucault — Principes généraux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 12718 s'appliquent.
4 Caractéristiques de l'appareil à courants de Foucault
4.1 Caractéristiques générales
4.1.1 Type d'appareil
a) Un appareil est d'usage général lorsque c'est l'utilisateur qui établit la relation entre la grandeur mesurée
et l'affichage ou la valeur de sortie. Une gamme de capteurs peut être raccordée à l'appareil. Le
constructeur de l'appareil doit fournir le détail des caractéristiques électriques internes de l'appareil afin
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que l'utilisateur puisse concevoir le système d'examen. Ce système d'examen doit être conforme à
l'ISO 15549. L'utilisateur doit pouvoir faire varier les valeurs de fréquence, de gain, d'équilibrage (sauf s'il
est automatique), de phase, de filtres et de point zéro de l'affichage.
b) Un appareil est d'usage spécifique lorsque la relation entre la grandeur mesurée et l'affichage ou la
valeur de sortie est définie de façon explicite dans la gamme des applications. Le capteur est spécifique
de l'appareil. Pour ce type d'appareil, la présente partie de l'ISO 15548 ne s'applique que partiellement.
4.1.2 Alimentation électrique
L'appareil peut être alimenté par des batteries ou raccordé au secteur. Les valeurs nominales de tension, de
fréquence et de puissance consommée ainsi que les tolérances admises pour un fonctionnement correct de
l'appareil doivent être indiquées.
4.1.3 Sécurité
L'appareil et ses accessoires doivent être conformes aux règles de sécurité en vigueur pour ce qui concerne,
par exemple, les risques électriques, la température de surface, le risque d'explosion, etc.
4.1.4 Technologie
L'appareil peut être entièrement analogique ou partiellement analogique, partiellement numérisé.
L'appareil peut être monofréquence, multifréquence, à balayage de fréquences ou à excitation pulsée.
L'appareil peut être monovoie ou multivoie.
Les réglages de l'appareil peuvent être manuels, télécommandés, mémorisés ou préétablis.
L'appareil doit avoir des sorties vidéo et peut comporter un écran de visualisation ou non.
4.1.5 Présentation physique
L'appareil peut être portable, en valise, monté en baie, avec des parties intégrées ou modulaires.
Le poids et les dimensions doivent être spécifiés pour l'appareil et ses accessoires.
Les prises et les embases doivent être spécifiées en ce qui concerne le type et les interconnections.
Le numéro de modèle et le numéro de série de l'appareil doivent être clairement lisibles et placés à un endroit
facilement lisible.
4.1.6 Effets liés à l'environnement
Le temps de préchauffage nécessaire pour permettre à l'appareil d'atteindre des conditions de fonctionnement
stables dans des limites spécifiées doit être précisé.
Les gammes de température, d'humidité et de vibrations pour une utilisation normale, ainsi que les conditions
de transport et de stockage, doivent être spécifiées pour l'appareil et ses accessoires.
L'appareil doit être conforme à la réglementation en matière de compatibilité électromagnétique (CEM).
4.2 Caractéristiques électriques
4.2.1 Généralités
Les caractéristiques électriques d'un appareil doivent être évaluées au terme du temps de préchauffage.
Les caractéristiques électriques ne sont valables que pour les conditions opératoires énoncées.
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Le cas échéant, la stabilité des valeurs spécifiées en fonction du temps, pour les conditions
environnementales spécifiées, doit être établie.
Les caractéristiques électriques s'appliquent aux différents points du schéma fonctionnel de l'appareil.
Lorsque cela est applicable, elles sont fournies par le fabricant. Certaines de ces caractéristiques peuvent
être vérifiées selon la méthodologie décrite à l'Article 6.
4.2.2 Schéma fonctionnel
Le schéma fonctionnel d'un appareil à courants de Foucault d'usage général est représenté à la Figure 1.
Figure 1 — Schéma fonctionnel d'un appareil à courants de Foucault
4.2.3 Générateur
Le générateur est la source d'excitation.
Dans le cas d'une excitation alternative (sinusoïdale, triangulaire, rectangulaire, etc.), les caractéristiques à
définir sont les suivantes:
⎯ le type de générateur: de courant ou de tension;
⎯ le type d'excitation: monofréquence ou multifréquence;
⎯ le réglage de fréquence: gamme, valeur du pas, écart par rapport à la valeur nominale;
⎯ la distorsion harmonique;
⎯ le réglage d'amplitude: gamme, valeur du pas, écart par rapport à la valeur nominale, tension ou courant
maximal de sortie;
⎯ l'impédance de source en fonction de la fréquence.
Dans le cas d'une excitation multifréquence, il doit être spécifié si les fréquences sont injectées
simultanément ou multiplexées et si elles sont indépendantes ou reliées; la séquence de multiplexage doit
également être spécifiée.
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4.2.4 Caractéristiques de l'étage d'entrée
L'étage d'entrée assure l'interface entre le capteur et l'appareil. Il fournit l'adaptation d'impédance et
l'amplification requises.
Les caractéristiques à définir sont les suivantes:
⎯ l'impédance d'entrée en fonction de la fréquence;
⎯ la gamme de réglage du gain, la valeur du pas, l'écart par rapport à la valeur nominale;
⎯ la tension d'entrée maximale;
⎯ les paramètres opératoires du mode commun, le cas échéant.
4.2.5 Équilibrage
Il s'agit de la compensation du signal pour atteindre un point de fonctionnement prédéterminé, par exemple
zéro. La compensation peut s'effectuer manuellement ou automatiquement, à l'étage d'entrée ou pendant le
traitement du signal HF ou pendant le traitement du signal démodulé ou encore sur l'affichage.
Les caractéristiques à définir sont les suivantes:
⎯ le signal d'entrée compensable maximal;
⎯ la valeur résiduelle à l'équilibre (exprimée en pourcentage d'une valeur spécifiée, par exemple de la
tension de sortie maximale).
4.2.6 Traitement du signal haute fréquence
4.2.6.1 Filtrage HF
Les filtres réduisent la part du contenu fréquentiel du signal qui peut avoir un effet indésirable sur le résultat
de l'essai.
Les filtres utilisés avant démodulation sont désignés sous le nom de filtres de fréquence porteuse ou filtres
hautes fréquences (filtres HF). Ce sont habituellement des filtres passe-bande qui suppriment toute fréquence
du signal qui ne correspond pas à la fréquence d'excitation.
Les caractéristiques à définir sont les suivantes:
⎯ le gain;
⎯ l'atténuation de la bande passante à 3 dB;
⎯ le taux d'atténuation;
⎯ la réponse transitoire.
4.2.6.2 Amplification HF
Les caractéristiques à définir sont les suivantes:
⎯ la gamme de réglage du gain, la valeur du pas, l'écart par rapport à la valeur nominale;
⎯ la gamme de valeurs du signal d'entrée;
⎯ la bande passante;
⎯ le niveau de saturation en sortie.
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4.2.6.3 Démodulation
La démodulation synchrone extrait les composantes vectorielles du signal HF.
Une polarité positive de la démodulation est obtenue lorsqu'un retard dans le signal entraîne une rotation du
signal vectoriel dans le sens des aiguilles d'une montre. La polarité de démodulation doit être positive et la
confirmation doit en être apportée.
Les caractéristiques à définir sont les suivantes:
⎯ la forme d'onde du signal de référence, par exemple sinusoïdale, carrée, impulsionnelle;
⎯ la bande passante pour chaque forme d'onde du signal de référence;
⎯ les écarts d'amplitude en fonction de la phase;
⎯ les écarts de phase en fonction de la phase.
La démodulation d'amplitude extrait les variations basses fréquences du signal HF.
4.2.7 Traitement du signal démodulé
4.2.7.1 Amplification vectorielle
L'amplification vectorielle se compose généralement de deux voies de transmission identiques. Ces voies
amplifient les composantes vectorielles produites par démodulation synchrone. Dans certains appareils, ces
composantes peuvent être amplifiées avec des gains différents.
Les caractéristiques à définir sont les suivantes:
⎯ la gamme de réglage du gain, la valeur du pas, l'écart par rapport à la valeur nominale;
⎯ les gammes de valeurs d'entrée;
⎯ la bande passante;
⎯ le niveau de saturation en sortie.
4.2.7.2 Filtrage BF
Les filtres utilisés après démodulation sont désignés sous le nom de filtres basse fréquence (filtres BF). La
bande passante du filtre est choisie pour s'adapter aux contraintes de l'application, par exemple ballottement,
vitesse effective d'examen, etc.
Les caractéristiques à définir sont les suivantes:
⎯ le gain;
⎯ l'atténuation de la bande passante à 3 dB;
⎯ le taux d'atténuation;
⎯ la réponse transitoire.
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4.2.7.3 Réglage de phase
Le réglage de phase permet la rotation du signal vectoriel démodulé dans la représentation du plan complexe.
Les caractéristiques à définir sont les suivantes:
⎯ la gamme de réglage de la rotation de phase;
⎯ la valeur du pas de l'indication;
⎯ la variation de l'amplitude du signal vectoriel avec la rotation du réglage de phase;
⎯ l'écart de la rotation de phase indiquée par rapport à la rotation de phase réelle.
4.2.8 Sortie et visualisation du signal
La visualisation peut se faire par l'intermédiaire d'un témoin, d'un support papier ou d'un écran.
Le type de représentation peut être, par exemple, du type plan complexe, ellipse, base de temps, fonction du
spectre de fréquences, imagerie.
Les caractéristiques à définir, pour chaque axe, sont les suivantes:
⎯ sa dimension;
⎯ les divisions de la grille, principales et secondaires;
⎯ l'intervalle de tension ou de temps pour la représentation pleine échelle;
⎯ le coefficient de transfert, par exemple volts/division;
⎯ la linéarité;
⎯ la bande passante.
La sortie peut être analogique, numérique ou logique.
Les caractéristiques des sorties analogiques à définir sont les suivantes:
⎯ la gamme de tension ou de courant;
⎯ l'impédance de sortie;
⎯ la linéarité;
⎯ la bande passante.
Les caractéristiques des sorties numériques à définir sont les suivantes:
⎯ le protocole de données;
⎯ le type de port: série ou parallèle;
⎯ les niveaux de tension et de courant;
⎯ la vitesse et le format;
⎯ le taux d'échantillonnage;
⎯ la résolution analogique-numérique.
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Les caractéristiques des sorties logiques à définir sont les suivantes:
⎯ les niveaux de tension et de courant;
⎯ la temporisation;
⎯ l'hystérésis;
⎯ les niveaux logiques.
4.2.9 Numérisation
4.2.9.1 Généralités
Lorsqu'une numérisation est mise en œuvre, les caractéristiques suivantes doivent être définies:
⎯ stade de numérisation dans le traitement du signal;
⎯ technique de numérisation;
⎯ résolution analogique-numérique;
⎯ taux d'échantillonnage.
Les informations fournies par le constructeur doivent dès lors reprendre les paramètres donnés de 4.2.9.2 à
4.2.9.5.
4.2.9.2 Stade de la numérisation
La numérisation peut être réalisée avant ou après démodulation du signal.
4.2.9.3 Technique de numérisation
La numérisation peut être réalisée en utilisant une horloge interne ou un codeur externe.
4.2.9.4 Résolution analogique-numérique
La résolution est la valeur nominale de la tension d'entrée du convertisseur correspondant à un bit de
numérisation.
Le nombre de bits de numérisation représente une information tout aussi utile, même si elle peut être
directement déduite de la tension d'entrée maximale et de la résolution.
4.2.9.5 Taux d'échantillonnage
Le taux d'échantillonnage est la fréquence, en hertz, à laquelle la conversion analogique-numérique est
réalisée.
5 Vérification
5.1 Généralités
Pour qu'un examen par courants de Foucault soit cohérent et efficace, il est nécessaire de s'assurer que les
performances des composants du système de contrôle par courants de Foucault restent dans des limites
acceptables.
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Il faut s'assurer que les paramètres physiques des pièces de référence restent dans des limites acceptables
avant d'utiliser celles-ci pour vérifier le système ou les capteurs.
L'état d'étalonnage de l'équipement de mesure utilisé pour la vérification doit être connu.
Afin de faciliter la compréhension, la procédure de vérification est décrite à l'identique dans les trois parties de
l'ISO 15548.
5.2 Niveaux de vérification
Il existe trois niveaux de vérification. Chaque niveau définit les intervalles de temps entre les vérifications ainsi
que la complexité de cette vérification.
Il est entendu que des essais de type initiaux ont déjà été réalisés par le fabricant ou sous son contrôle.
a) Niveau 1: Contrôle de fonctionnalités global
Il implique une vérification effectuée à intervalles de temps réguliers sur le système de contrôle par courants
de Foucault, à l'aide de pièces de référence, pour vérifier que les performances restent dans les limites
spécifiées.
La vérification est habituellement réalisée sur le lieu d'examen.
L'intervalle de temps et les pièces de référence sont définis dans la procédure de vérification.
b) Niveau 2: Contrôle de fonctionnalités détaillé
Il implique une vérification sur une période plus longue, réalisée pour assurer la stabilité de caractéristiques
choisies de l'appareil à courants de Foucault, du capteur, des accessoires et des pièces de référence.
c) Niveau 3: Caractérisation
Il implique une vérification effectuée sur l'appareil à courants de Foucault, le capteur, les accessoires et les
pièces de référence pour garantir la conformité avec les caractéristiques mentionnées par le constructeur.
L'organisation qui requiert la vérification doit préciser les caractéristiques à vérifier.
Le Tableau 1 reprend les aspects principaux de la vérification.
Tableau 1 — Procédure de vérification
Niveau Objet Périodicité type Instruments Responsable
1 Stabilité de la Fréquemment, par
Test de fonctionnalités performance du exemple toutes les Blocs de référence Utilisateur
global système heures, tous les jours
Stabilité de
Moins fréquemment,
2 caractéristiques Appareils de
mais au moins tous les
Test de fonctionnalités choisies de l'appareil, mesurage étalonnés et Utilisateur
ans et après
détaillé et étalonnage des capteurs et des blocs de référence
réparation
accessoires
Toutes les
Appareils de
caractéristiques de
3 Une fois (à la livraison) mesurage de
l'appareil, des Fabricant, utilisateur
Caractérisation et sur demande laboratoire étalonnés
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.