Методика поверки «ГСИ. Дефектоскопы ультразвуковые AlfaScan» (МП АПМ 23-20)

СОГЛАСОВАНО

директор

С. Никитин

марта 2021 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Дефектоскопы ультразвуковые AlfaScan

МП АПМ 23-20

г. Москва

2021 г.

Настоящая методика поверки распространяется на дефектоскопы ультразвуковые AlfaScan. производства «ООО «ТиВиЭн Технолоджи»», Россия, г. Смоленск (далее - дефектоскопы) и устанавливает методику их первичной и периодической поверки.

Выполнение всех требований настоящей методики обеспечивает прослеживаемость поверяемого средства измерений к следующим государственным первичным эталонам:

ГЭТ 2-2021 - ГПЭ единицы длины - метра в диапазоне от 1 • 10'⁹ до 30 м. Интервал между поверками - 1 год.

• 2 Перечень операций поверки средств измерений

При проведении поверки средств измерений (далее - поверка) должны выполняться операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

При проведении поверки должны соблюдаться следующие нормальные условия измерений: - температура окружающей среды, °C                             25±10

• 4.1 К проведению поверки допускаются лица, изучившие эксплуатационные документы и настоящую методику на дефектоскопы.

• 4.2 Поверка должна осуществляться совместно с оператором, имеющим достаточные знания и опыт работы с данными средствами измерений.

При проведении поверки должны применяться эталоны и вспомогательные средства, приведенные в таблице 2.

Таблица 2

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик, поверяемых СИ с требуемой точностью.

• 6.1  Перед проведением поверки следует изучить техническую документацию на поверяемое средство измерений и приборы, применяемые при поверке.

• 6.2 К поверке допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с дефектоскопами.

• 6.3 При выполнении операций поверки выполнять требования эксплуатационной документации к безопасности при проведении работ.

• 6.4 Перед проведением поверки поверяемое средство измерений и приборы, участвующие в поверке, должны быть подключены и заземлены в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на них.

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие дефектоскопов следующим требованиям:

• - наличие маркировки (наименование или товарный знак изготовителя, тип и заводской номер);

• - комплектность должна соответствовать эксплуатационной документации:

• - отсутствие механических повреждений и коррозии, влияющих на работу.

Если перечисленные требования не выполняются, дефектоскоп признают непригодным к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• - средства измерений, применяемые при поверке должны иметь действующие свидетельства о поверке:

• - выдержать дефектоскоп и средства поверки в условиях, соответствующих п. 5, не менее 1 часа;

• - все части дефектоскопа должны быть очищены от пыли и грязи.

При опробовании дефектоскопов необходимо выпонить следующим операции:

• 8.1 Выполнить все операции по подготовке электронных блоков дефектоскопа к работе согласно руководству по эксплуатации. Включить дефектоскоп. При этом на экране дисплея дефектоскопа или переносного персонального компьютера (далее - ПК), в случае исполнения дефектоскопа без дисплея, должно появиться изображение.

• 8.2 Проверить стабильность во времени установленных ультразвуковых параметров дефектоскопов. Проверку произвести с использованием контактного одноэлементного пьезоэлектрического преобразователя (далее - ПЭП). ПЭП подключается к разъему выхода генератора дефектоскопа согласно схеме, изображенной на рисунке 1.

  

Рисунок 1 - Схема подключения дефектоскопа при проверке во времени установленных ультразвуковых параметров

• 8.3 Включить дефектоскоп и установить параметры, соответствующие характеристикам выбранного ПЭП.

• 8.4 Выполнить настройку дефектоскопа следующим образом:

изменением параметров зондирующего импульса добиться максимума амплитуды сигнала на экране дефектоскопа;

изменением усиления установить положительную максимальную по амплитуде полуволну сигнала на уровень (80 - 85) % высоты экрана;

включить режим измерения амплитуды по стробирующему импульсу; изменением задержки (мм/мкс) и диапазона (мм/мкс) установить стробирующий импульс в измеряемую область исследуемого сигнала.

• 8.5 Проверить стабильность изображения стробирующего импульса на экране монитора в течение 10 мин.

• 8.6 Произвести визуальную оценку стабильности вертикальной развертки при измерениях сигналов во времени по экрану дисплея дефектоскопа или ПК (в случае исполнения без дисплея). Величина исследуемого сигнала и стробирующего импульса по вертикали в течение 10 мин не должна меняться более чем на ±2 %.

• 8.7  Произвести визуальную оценку стабильности горизонтальной развертки при измерениях сигналов во времени по экрану дисплея дефектоскопа или ПК. Величина сигналов по горизонтали в течение 10 мин не должна меняться более чем на ±1 %.

Если перечисленные требования не выполняются, дефектоскоп признают непригодным к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

При проведении идентификации встроенного программного обеспечения (далее - ВПО), для дефектоскопов с дисплеем, необходимо выполнить следующие операции:

включить дефектоскоп:

нажать на панели дефектоскопа кнопку «МЕНЮ» и войти во вкладку «СИСТЕМА»; перейти во вкладку «ИНФОРМАЦИЯ» и в появившемся окне считать номер версии ПО.

При проведении идентификации внешнего программного обеспечения (далее - Внешнее ПО), для дефектоскопов без дисплея, необходимо выполнить следующие операции:

включить персональный компьютер с установленным Внешним ПО;

нажать в меню «Пуск» и запустить Внешнее ПО. В появившемся окне считать номер его версии.

Полученный номер версии Внешнего ПО должен быть не ниже, приведённого в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные программного обеспечения

Если перечисленные требования не выполняются, дефектоскоп признают непригодным к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

• 10 Определение метрологических характеристик средства измерений

Определение диапазона воспроизведения и погрешности амплитуды и длительности зондирующих импульсов проводить с помощью осциллографа.

Перед выполнением проверки параметров зондирующих импульсов необходимо: выполнить подключения в соответствии со схемой, изображенной на рисунке 2. Для предотвращения повреждения осциллографа перед подключением к выход}^- генератора дефектоскопа следует убедиться, что подключения производятся через щуп с делителем 1:10: подключить нагрузку 50 Ом к выходу генератора дефектоскопа:

- включить дефектоскоп и установить раздельный режим работы: установить режим зондирования - высокий: установить режим демпфирования - низкий.

Дефектоскоп

Рисунок 2 - Схема проведения измерений при проверке параметров зондирующих импульсов

• 10.1.1 Проверка генератора зондирующих импульсов.

Для выполнения проверки параметров генератора зондирующих импульсов необходимо выполнять измерения и фиксировать результаты и отсчеты величин в соответствии с параметрами сигнала, приведенными на рисунке 3.

Рисунок 3 - Параметры зондирующего импульса генератора дефектоскопа

• 10.1.1.1 Измерить следующие параметры зондирующих импульсов генератора дефектоскопа:

• -  амплитуду импульса (А)

• -  длительность импульса (t)

• 10.1.1.2 Величины длительностей импульсов, для которых должны быть выполнены измерения по

подпункту 10.1.1.1 настоящей программы, приведены в таблице 4. Таблица 4 - Величины длительности импульсов генератора дефектоскопа

10.1.1.3 Величины длительностей импульсов, для которых должны быть выполнены измерения по подпункту 10.1.1.1 настоящей программы, приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Величины амплитуды импульсов генератора дефектоскопа

Измерения по каждому из проверяемых параметров в каждой выбранной точке диапазона измеряемой величины, должны быть выполнены не менее трех раз. За результат измерений принимается среднее арифметическое значение полученных для выбранной точки результатов измерений.

• 10.2.1 Для определения диапазона воспроизведения и относительной погрешности установки частоты следования зондирующих импульсов необходимо собрать схему, приведенную на рисунке 4 и выполнить настройку дефектоскопа следующим образом:

• - подключить нагрузку 50 Ом к выходу генератора дефектоскопа:

• -  включить дефектоскоп и установить раздельный режим работы:

• - установить режим зондирования - низкий:

• - установить режим демпфирования - высокий.

  Дефектоскоп

  

  Рисунок 4 - Схема подключений при проверке частоты следования зондирующих импульсов

• 10.2.2 Измерить с помощью частотомера частоту следования зондирующих импульсов генератора на нагрузке 50 Ом.

• 10.2.3 Частоты следования зондирующих импульсов генератора, для которых должны быть выполнены измерения по подпункту 10.2.2 настоящей программы, приведены в таблице 6.

Таблица 6

• 10.3.1 Для определения диапазона и абсолютной погрешности регулировки усиления приемника собрать схем}, приведенную на рисунке 5 и выполнить настройку дефектоскопа следующим образом:

• - включить дефектоскоп и установить раздельный режим работы:

• - подключить нагрузку 50 Ом к входу приемника дефектоскопа:

• - включить режим измерения амплитуды по стробирующему импульсу:

• - изменением задержки (мм/мкс) и диапазона (мм/мкс) строба установите его на длительность развертки по дисплею дефектоскопа:

• - выбрать полосу пропускания фильтра не менее 2/3 диапазона входного усилителя приемника дефектоскопа:

• - установить усиление генератора дефектоскопа 0 дБ.

  
  

  Рисунок 5 - Схема подключений для определения абсолютной погрешности регулировки усиления приемника

• 10.3.2 От генератора сигналов подать на вход приемника дефектоскопа сигнал синусоидальной формы частотой 5 МГц. Амплитуда сигнала должна быть выбрана таким образом, чтобы уровень сигнала, измеренного по экрану дисплея, был равен (1.0±0.2) дБ.

• 10.3.3 Выполнить измерение в выбранной точке, для чего увеличить усиление приемника дефектоскопа, например, для первой выбранной точки 15 дБ в соответствии с таблицами 8 и 9. а значение усиления сигнала, подаваемого на вход дефектоскопа, с помощью аттенюатора, встроенного в генератор, уменьшить соответственно на 15 дБ.

• 10.3.4 Выполнить измерения по пунктам 10.3.1-10.3.3 при установленных частотах генератора 0.25; 1; 10:25 МГц.

• 10.3.5 Величины значений усиления, для которых должны быть выполнены измерения по подпункту 10.3.3 - 10.3.4 настоящей программы, приведены в таблицах 7 и 8.

Таблица 7 - Величины значений усиления для AlfaScan, AlfaScan I. AlfaScan II. AlfaScan III. AlfaScan VIII

Таблица 8 - Величины значений усиления для AlfaScan IV. AlfaScan V. AlfaScan VI. AlfaScan VII

• 10.4.1 Подключить контактный прямой одноэлементный ПЭП к дефектоскопу.

• 10.4.2 Подготовить дефектоскоп к проведению измерений в эхо - импульсном режиме. Измерения проводить в следующей последовательности:

• -  включить дефектоскоп и установить режим работы в соответствии с параметрами выбранного ПЭП:

• - включить режим измерения глубины залегания дефекта по стробирующим импульсам:

• -  установить скорость распространения ультразвуковых колебаний дефектоскопа, соответствующую выбранному контрольному образцу.

• 10.4.3 Поместить контактный прямой одноэлементный ПЭП на контрольный образец СО-2 из набора КОУ-2. используя контактную жидкость. Схема выполнения измерений приведена на рисунке 6.

  

  СО-2

  

Рисунок 6 - Схема подключения при определении абсолютной погрешности измерений глубины залегания дефекта

• 10.4.4 Изменяя значения параметров задержка экрана и диапазон развертки, добиться, чтобы на дисплее отображались два эхо-сигнала от донной поверхности контрольного образца СО-2.

• 10.4.5 Изменяя параметры задержка и диапазон обоих стробов добиться, чтобы первый строб располагался на эхо-сигнале от бокового цилиндрического отверстия (далее - БЦО) диаметром

6 мм. расположенного на глубине 44 мм. а второй строб на эхо-сигнале от донной поверхности контрольного образца.

• 10.4.6 Вычислить среднее арифметическое значение глубины залегания дефекта Н_|ПМ как разницу значений между вторым и первым стробом (эхо - эхо режим).

10.5 Определение абсолютной погрешности измерений расстояния от передней грани преобразователя (призмы) до проекции дефекта на поверхность сканирования (с наклонным преобразователем)

• 10.5.1  Определение абсолютной погрешности измерений расстояния от передней грани преобразователя (призмы) до проекции дефекта на поверхность сканирования при наклонном прозвучивании выполняется с контактными наклонными ПЭП, входящими в комплектность дефектоскопа, на образце СО-2 из комплекта КОУ-2.

• 10.5.2 Подключить к электронному блоку дефектоскопа ПЭП из комплекта к одному из разъемов.

• 10.5.3 Установить на дефектоскопе настройки подключенного ПЭП: тип. рабочую частоту, угол ввода, стрелу' преобразователя, задержку в призме.

• 10.5.4 Угол ввода ультразвуковой волны ПЭП. значение стрелы преобразователя и время задержки в призме взять из сертификата о калибровке ПЭП.

• 10.5.5 Установить ПЭП на смоченную контактной жидкостью поверхность образца СО-2 из комплекта КОУ-2. совместив точку ввода с отметкой на образце, соответствующей действительному углу ввода (рисунок 7).

  

  Рисунок 7 - Определение расстояния от точки ввода до проекции БЦО на поверхность

• 10.5.6 Установить наклонный преобразователь, подключенный к электронному блоку на поверхность контрольного образца СО-2 у метки по шкале «а⁰», соответствующей значению угла ввода преобразователя и найти положение преобразователя на поверхности образца, соответствующее максимальной амплитуде эхо-сигнала от отражателя (отверстия диаметром 6 мм и 2 мм). Расположить строб 1 так. чтобы первый донный эхо-сигнал от образца пересекал строб в середине. Изменить при необходимости коэффициент усиления таким образом, чтобы амплитуда сигнала составляла 80 % высоты экрана. В положении преобразователя, соответствующем максимальной амплитуде эхо-сигнала, зафиксировать показания дефектоскопа.

• 11.1 Рассчитать относительную погрешность амплитуды зондирующих импульсов в следующей последовательности:

вычислить среднее арифметическое значение результатов измерений в каждой точке выполненных измерений по осцилографу

И

э

где М, - результат измерений в /-той точке. В:

п - количество измерений (>3)

- вычислить относительную погрешности измерений амплитуды зондирующих импульсов Д:

м -м

_{6 =} __ср.----_х J _00%

Мэтап

где Мэ_тау - значение амплитуды зондирующих импульсов, заданное с помощью дефектоскопа в /-той точке. В;

- за окончательный результат принять наибольшую величину Д из всех рассчитанных значений.

• 11.2 Рассчитать абсолютную погрешность длительности зондирующих импульсов в следующей последовательности:

вычислить среднее арифметическое значение результатов измерений в каждой точке выполненных измерений по осцилографу M_Cp_t:

п

где Л/, - результат измерений в /-той точке, нс;

// - количество измерений (>3)

в каждой точке измерений определить абсолютную погрешность измерений Д: Д ^— Mcpi ~ Мэтап'.

где Мэтаи - значение длительности зондирующих импульсов, заданное с помощью дефектоскопа в /-той точке, нс:

за окончательный результат принять наибольшую величину Д из всех рассчитанных значений.

Результаты измерений должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 9.

Таблица 9                     ___________________________________________________

• 11.3 Рассчитать относительную погрешность установки частоты следования зондирующих импульсов в следующей последовательности:

вычислить среднее арифметическое значение результатов измерений в каждой точке выполненных измерений по частотомеру М_ср1\

п

где Л/, - результат измерений в z-той точке. Гц: п - количество измерений (>3)

- вычислить относительную погрешности измерений установки частоты следования зондирующих импульсов д,:

М -М

--^_х100%

этап

где Mimaii - значение амплитуды зондирующих импульсов, заданное с помощью дефектоскопа в z-той точке. Гц;

за окончательный результат принять наибольшую величину 3, из всех рассчитанных значений.

Дефектоскоп считается прошедшим поверку по данному пункту, если максимальное значение относительной погрешности частоты следования зондирующих импульсов не превышают ±20 %.

• 11.4 Рассчитать абсолютную погрешность измерений отношений амплитуд сигналов на входе усилителя приемника в соответствии с приведенной ниже формулой:

б ^— Аизм - Ао,

где Ао - действительные значения амплитуд сигнала (из таблиц 8 и 9). дБ: Анзм - измеренные значения амплитуд сигнала. дБ.

Дефектоскоп считается прошедшим поверку по данному пункту, если максимальное значение абсолютной погрешности регулировки усиления приёмника в диапазоне измерений от 0 до 60 дБ не превышает величин ±1 дБ. в диапазоне измерений св. 60 дБ ±2 дБ.

• 11.5 Определить абсолютную погрешность измерений глубины залегания дефекта АН по формуле:

  

где Ином - номинальное значение глубины залегания дефекта, мм:

Низм - среднее арифметическое значение глубины залегания дефекта, мм.

Максимальное значение абсолютной погрешности измерений глубины в зоне контроля не должно превышать ± (0.01Н+0.05) мм. где Н - измеренное значение глубины залегания дефекта, мм.

• 11.6 Вычислить абсолютную погрешность измерений расстояния от передней грани преобразователя до проекции дефекта на поверхность сканирования JA'определить по формуле:

АХ = X-X_d,

где Л'- расстояние от передней грани преобразователя до проекции отражателя на поверхность сканирования, измеренное испытываемым дефектоскопом, мм где у, - действительное значение глубины залегания отражателя, мм:

а - угол ввода наклонного преобразователя. °.

Максимальное значение абсолютной погрешности измерений расстояния от передней грани преобразователя до проекции дефекта на поверхность сканирования не должно превышать =(0.01+0.05-Х) мм. где X - измеренное значение расстояний от передней грани преобразователя (призмы) до проекции дефекта на поверхность сканирования, мм.

Если перечисленные требования не выполняются, дефектоскоп признают непригодным к применению.

• 12.1 Результаты поверки оформляются протоколом, составленным в виде сводной таблицы результатов поверки по каждому пункту разделов 7-11 настоящей методики поверки.

• 12.2 Сведения о результатах поверки средств измерений в целях подтверждения поверки должны быть переданы в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

• 12.3 При положительных результатах поверки дефектоскоп признается пригодным к применению и по заявлению владельца средств измерений или лица, представляющего средства измерений на поверку выдается свидетельство о поверке установленной формы. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.

• 12.4 При отрицательных результатах поверки, дефектоскоп признается непригодным к применению и по заявлению владельца средств измерений или лица, представляющего средства измерений на поверку выдаётся извещение о непригодности установленной формы с указанием основных причин.

  

  А.О. Бутаков

Руководитель отдела

ООО «Автопрогресс-М»

11