Методика поверки «ГСИ. СИСТЕМЫ АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫЕ Express-8» (МП 072.Д4-15)

УТВЕРЖДАЮ

Н. П. Муравская

Л        2015 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

СИСТЕМЫ АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫЕ Express-8

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 072.Д4-15

л Ь-Ь35А7-А6

Главный метролог

ФГУП «ВНИИО »

С.И. Негода

2015 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1  ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

• 2  ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 3  СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 5  ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 6  УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 7  ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 8  ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 8.1   Внешний осмотр

  • 8.2   Идентификация ПО

  • 8.3   Опробование

  • 8.4   Определение уровня собственных шумов

  • 8.5   Определение динамического диапазона и пределов абсолютной погрешности измерения

амплитуды сигналов АЭ

• 8.6   Определение диапазона измерения и абсолютной погрешности измерения длительности АЭ-

сигналов; диапазона измерения и абсолютной погрешности измерения суммарного счета акустической эмиссии; диапазона измерения и пределов относительной погрешности измерения энергии акустической эмиссии

• 8.7   Определение диапазона измерения и относительной погрешности измерения времени

нарастания АЭ-сигналов

• 8.8   Определение диапазона измерения напряжения параметрического входа и предела

абсолютной погрешности измерения напряжения параметрического входа

• 9  ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Настоящая методика поверки распространяется на Системы акустико-эмиссионные Express-8 (далее - АЭ-системы), изготавливаемые фирмой MISTRAS GROUP INC, США и устанавливает методы и средства их первичной и периодических поверок.

АЭ-системы предназначены для измерения параметров сигналов акустической эмиссии (далее - АЭ) в процессе акустико-эмиссионных обследований: амплитуды, длительности, времени нарастания сигнала, энергии акустической эмиссии.

АЭ-системы могут быть применены для обнаружения дефектов при структурных испытаниях материалов, эксплуатации промышленных объектов, лабораторных исследований материалов, контроля при сварке, а также обнаружения протечек.

Интервал между поверками -1 год.

• 2.1 При проведении первичной (в том числе после ремонта) и периодической поверок должны выполняться операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции первичной и периодической поверок

• 2.2   Операции поверки проводятся юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, аккредитованными в установленном порядке в области обеспечения единства измерений.

• 2.3   Допускается проведение поверки любого количества независимых каналов в соответствии с заявкой на проведение поверки, с обязательной пометкой в свидетельстве и протоколе номеров поверенных каналов.

• 2.4   Поверка АЭ-системы прекращается в случае получения отрицательного результата при проведении хотя бы одной из операций, а АЭ-систему признают не прошедшей поверку.

• 3.1   Рекомендуемые средства поверки указаны в таблице 2.

• 3.2   Средства поверки должны быть поверены и аттестованы в установленном порядке.

• 3.3   Приведенные средства поверки могут быть заменены на их аналог, обеспечивающие определение метрологических характеристик АЭ-системы с требуемой точностью.

Таблица 2 - Рекомендуемые средства поверки

• 4.1   Лица, допускаемые к проведению поверки, должны изучить Руководство по эксплуатации (далее - РЭ) на АЭ-системы, а также эксплуатационную документацию на средства поверки.

• 5.1   При подготовке и проведении поверки должно быть обеспечено соблюдение требований безопасности работы и эксплуатации для оборудования и персонала, проводящего поверку, в соответствии с приведенными требованиями безопасности в нормативно-технической и эксплуатационной документации на АЭ-системы и на средства поверки.

• 5.2   При проведении поверки должны соблюдаться требования ГОСТ 12.3.019-80. «Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности».

• 5.3   Освещенность рабочего места поверителя должна соответствовать требованиям Санитарных правил и норм СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03.

• 6.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие требования:

  температура окружающей среды, °C..............................................................................20

  относительная влажность воздуха, %.............................................................................65

  атмосферное давление, мм рт.ст....................................................................................750

• 6.2 Внешние электрические и магнитные поля должны отсутствовать, либо находиться в пределах, не влияющих на работу АЭ-системы.

• 7.1   Если АЭ-система и средства поверки до начала измерений находились в климатических условиях, отличающихся от указанных в п. 6.1 методики поверки - то АЭ-систему нужно выдержать при этих условиях один час и средства поверки выдержать не менее часа, или времени, указанного в эксплуатационной документации.

• 7.2   Перед проведением поверки, средства поверки и АЭ-систему подготовить к работе в соответствии с руководством по эксплуатации средств поверки и согласно требованиям главы 4 руководства по эксплуатации АЭ-систем.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1  При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие АЭ-системы следующим требованиям:

• - комплектность поверяемой АЭ-системы в соответствии с технической документацией;

• - отсутствие механических повреждений АЭ-системы и ее составных частей;

• - наличие маркировки АЭ-системы;

• - наличие всех органов регулировки и коммутации;

• - целостность пломбировки.

• 8.1.2 АЭ-система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если АЭ-система соответствует требованиям, приведенным в пункте 8.1.1 методики поверки.

• 8.2.1  Включить АЭ-систему в порядке установленном руководством по эксплуатации.

• 8.2.2  Запустить программное обеспечение AEwin for Express-8 (далее - ПО AEwin) с использованием USB-ключа.

• 8.2.3  Выбрать меню «Справка» - «О программе», в появившемся окне прочитать версию ПО.

• 8.2.4  Завершить работу ПО AEwin.

8.2.5 АЭ-система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если идентификационные данные ПО АЭ-системы соответствуют значениям, приведенным в таблице 3. Таблица 3 - Идентификационные данные ПО АЭ-системы

• 8.3.1  Запустить ПО AEwin. При загрузке ПО автоматически выполняется самотестирование системы на наличие неисправностей функционирования процессора, оперативной и долговременной памяти, определяется количество опознанных канальных плат. При обнаружении в аппаратуре неисправностей, на экране отображается соответствующая информация.

• 8.3.2 АЭ-система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если в процессе самотестирования не обнаружено неисправностей, опознаны канальные платы.

• 8.4.1  Оставить входы каналов АЭ-системы неподключенными.

• 8.4.2 В меню ПО AEwin «Установки сбора данных» - «Строчная распечатка» активировать настройку «Разреш. Строчную распечатку», в блоке «Печать данных с РШВ» отключить все «Параметр 1... 16».

• 8.4.3  В меню «Установки сбора данных» - «Аппаратура АЭ» - «Установки каналов АЭ» установить на первом канале минимальный порог 10 дБ.

• 8.4.4  В меню «Вид» активировать показ строчной распечатки или воспользоваться клавишей «F7».

• 8.4.5 Начать сбор данных в меню «Сбор данных» или клавишей «F9».

• 8.4.6 Остановить сбор данных и зафиксировать значения шумов столбца «АМП», в окне строчной распечатке.

• 8.4.7  Уменьшая уровень порога следующего канала до 10 дБ и увеличивая уровень порога предыдущего канала до 35 дБ, выполнить измерение шумов для каждого канала.

• 8.4.8  АЭ-система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если уровень собственных шумов на каждом канале АЭ-системы не превышает 28 дБ.

• 8.5.1  Собрать схему представленную на рисунке 1.

• 8.5.2 Исключить возможность повреждения выходов генератора, постоянным напряжением, поступающим с каналов АЭ-системы, при помощи согласующего устройства (далее - СУ). Схема СУ представлена на рисунке 2.

  

  Рисунок 1 - Схема подключения АЭ системы

Рисунок 2 - Схема согласующего устройства

• 8.5.3  Установить генератор в режим генерации пакетов импульсов сигнала с синусоидальной несущей и треугольной формой модуляции амплитуды (рисунок 3):

• - режим работы - «модуляция»;

• - функция - «синус»;

• - форма модуляции - «треугольник»;

• - длительностью 0,5 мс, с интервалом запуска - 0,5 мс.

Данной формы модуляции нет во внутренней памяти генератора, поэтому треугольную форму модуляции необходимо создать с помощью специального программного обеспечения, поставляемого вместе с генератором. Передачу созданной формы модуляции на генератор осуществить с помощью USB флэш-накопителя.

• 8.5.4 Установить на генераторе следующие настройки:

• - глубина модуляции -100 %;

• - частота модуляции - 500 Гц;

• - смещение нуля - 0;

• - амплитуда - 1 В;

• - частоту несущей - 200 кГц, равную среднегеометрической частоте границ частотных фильтров.

Среднегеометрическая частота /ср, равная среднегеометрическому значению от верхней и нижней частот полосы пропускания прибора, указанных в технической документации, определяется по формуле:

/ср = 7 (/в -/н)                              (1)

где /в - номинальная верхняя частота среза;

f н - номинальная нижняя частота среза.

Если генератор не поддерживает модуляцию сигнала, установить в настройках генератора непрерывный сигнал с синусоидальной несущей.

Bt

I--------500-------=--------500

I                                              I

I                                              I

Рисунок 3 - Пакет импульсов сигнала с синусоидальной несущей и треугольной формой модуляции амплитуды

• 8.5.5  В настройках ПО AEwin «Сенсоры, фильтры и сигналы» установить аналоговый фильтр 100 кГц - 400 кГц и порог 35 дБ для всех каналов.

• 8.5.6  Подать сигнал с генератора через СУ на первый канал АЭ-системы.

• 8.5.7 Начать сбор данных в меню «Сбор данных» или клавишей «F9».

• 8.5.8  Увеличивая амплитуду сигнала на генераторе, определить максимальное значение амплитуды сигнала, регистрируемое АЭ-системой, при котором не происходит перезагрузка усилителя. В.

• 8.5.9  Остановить сбор данных.

• 8.5.10 Вычислить динамический диапазон измерения амплитуды сигналов, как разность максимального значения амплитуды сигнала АЭ-системы и уровнем собственных шумов АЭ-системы, определенном в п. 8.4 методики поверки.

• 8.5.11 Для определения абсолютной погрешности измерения амплитуды сигналов АЭ, необходимо установить на генераторе амплитуду сигнала на 1 В, что соответствует на АЭ-системе 80 дБ при коэффициенте усиления АЭ-системы 40 дБ.

• 8.5.12 Начать сбор данных в меню «Сбор данных» или клавишей «F9».

• 8.5.13 Остановить сбор данных.

• 8.5.14 Выбрать в окне табличного представления импульсных данных любые 5 сигналов следующих один за другим. Прочесть в столбце строчной распечатке «АМП» значение амплитуд полученных сигналов и вычислить среднее арифметическое значение амплитуды сигнала.

• 8.5.15 Рассчитать абсолютную погрешность измерения амплитуды сигнала АЭ по формуле:

ДА — Аизм — Ао,                              (2)

где А_изм - измеренное среднее арифметическое значение амплитуды сигнала, дБ;

Ао - значение амплитуды сигнала генератора, снятое с показания осциллографа, дБ.

• 8.5.16 Повторить операции по пунктам 8.5.11 -8.5.15 методики поверки при амплитудах генератора ЮОмВ (60 дБ) и 10 мВ (40 дБ).

• 8.5.17 Выполнить определение динамического диапазона и абсолютной погрешности измерения амплитуды сигналов АЭ для каждого канала.

• 8.5.18 АЭ-система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если на каждом канале динамический диапазон измерения амплитуд АЭ-сигналов не менее 60 дБ, а абсолютная погрешность измерения амплитуды сигналов АЭ не превышает ± 1 дБ.

• 8.6 Определение диапазона измерения и абсолютной погрешности измерения длительности АЭ-сигналов; диапазона измерения и абсолютной погрешности измерения суммарного счета акустической эмиссии; диапазона измерения и пределов относительной погрешности измерения энергии акустической эмиссии

• 8.6.1 Собрать схему представленную на рисунке 1.

• 8.6.2  Установить на генераторе следующие настройки:

• - функция - синус;

• - форма сигнала - пачка;

• - количество циклов - 10;

• - интервал запуска - 100 мс;

• - амплитуда положительной составляющей - 1 В;

• - частота несущей - 200 кГц.

• 8.6.3  Установить в ПО AEwin в меню «Установки сбора данных» следующие настройки:

• - фильтры 100-400 кГц;

• - в вкладке «Установки каналов АЭ» порог - 50 дБ;

• - в вкладке «Временные параметры АЭ»:

интервал контроля пика (далее - ИКП) - 5 мкс;

интервал контроля длительности (далее - ИКД) - 50 мкс;

интервал контроля конца (далее - ИКК) - 1000 мс.

• 8.6.4 Начать сбор данных в меню «Сбор данных» или клавишей «F9».

• 8.6.5  Увеличить на генераторе количество циклов пачки до 15000, 32768. проверить диапазон длительности, суммарного счета (столбец «СЧЕТ») и энергии (столбец «ЭНЕРГИЯ»).

• 8.6.6 Зафиксировать величину длительности (столбец «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ»), счета и энергии в окне сбора данных АЭ-системы, любые 5 сигналов следующих один за другим.

• 8.6.7  Вычислить средние арифметические значения длительности и суммарного счета и энергии полученных сигналов.

• 8.6.8  Рассчитать абсолютную погрешность измерения длительности и суммарного счета сигналов АЭ по формулам:

A D — D_H3m ■ D_Hqm, мкс                                 (3)

AS^- Бизм ■ S_H0M, мкс                                  (4)

где D„3m, S_H3M - измеренное среднее арифметическое значение длительности и суммарного счета сигнала АЭ;

Dhom> ShoM ~ номинальные значение длительности и суммарного счета, приходящего на АЭ-систему.

• 8.6.9  Расчитать относительную погрешность измерения энергии сигнала АЭ по формуле:

5 Е = ^Еизм ~ ^Еном • 100 %, 10 мкВ • сек                   (5)

Еном                                                  ^{v 7}

где Еизм - измеренное среднее арифметическое значение энергии сигнала АЭ;

Dhom, Shom И Еном - номинальные значение энергии, приходящего на АЭ-систему.

• 8.6.10 Выполнить определение диапазона измерения, пределов абсолютной погрешности измерения длительности, суммарного счета и относительной погрешности измерения энергии АЭ-сигналов для каждого канала.

• 8.6.11 АЭ-система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если диапазон измерения длительности АЭ-сигналов от 1 до 65535 мкс, абсолютная погрешность измерения длительности АЭ-сигналов не более 0,05 • D + 1, где D - измеренное значение длительности сигналов, мкс.; диапазон измерения суммарного счета акустической эмиссии от 10 до 32768 шт, абсолютная погрешность измерения суммарного счета акустической эмиссии не более 0,05 • S + 1 шт, где S - измеренное значение суммарного счета шт.; диапазон измерения энергии акустической эмиссии от 1 до 65535 10 мкВ • сек, относительная погрешности измерения энергии акустической эмиссии не более ± 5 % для каждого канала..

• 8.7.1  Установить генератор в режим модуляции, в соответствии с п. 8.5.3.

• 8.7.2  Установить на генераторе следующие настройки:

• - частота несущей 200 кГц;

• - амплитуда положительной составляющей - 1 В.

• 8.7.3  Установить в ПО AEwin в меню «Установки сбора данных» следующие настройки:

• - в вкладке «Установки каналов АЭ» порог - 30 дБ;

• - в вкладке «Временные параметры АЭ»:

ИКП - 20 мкс;

ИКД - 50 мкс;

ИКК-50мкс.

• 8.7.4 Начать сбор данных в меню «Сбор данных» или клавишей «F9».

• 8.7.5  Выбрать в графе строчной распечатке «НАРАСТ» любые 5 сигналов следующих один за другим.

• 8.7.6  Вычислить средние арифметические значения времени нарастания полученных сигналов.

• 8.7.7  Рассчитать относительную погрешность измерения времени нарастания (S Т_нар) сигналов АЭ по формулам:

5 Т = ^Th3M~^Thom . 1 оо %, мкс                         (6)

где Т_Изм - измеренное среднее арифметическое значение времени нарастания или продолжительности сигнала АЭ, мкс;

Тнар - действительное значение времени нарастания сигнала, приходящего на АЭ-систему, мкс.

• 8.7.8  Изменяя частоту модуляции треугольной формы на генераторе, установить длительность нарастания модулированного сигнала 30; 32000, 65500 мкс.

• 8.7.9  Выполнить определение диапазона измерения времени нарастания АЭ-сигналов и пределов относительной погрешности измерения времени нарастания АЭ-сигналов, для каждого канала.

• 8.7.10 АЭ-система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если на каждом канале АЭ-системы диапазон измерения времени нарастания АЭ-сигналов от 30 до 65500 мкс, а относительная погрешность измерения времени нарастания АЭ-сигналов не более ±15% для каждого канала.

• 8.8.1  Собрать схему согласно рисунку 1, исключив из нее согласующее устройство и подключиться к параметрическим каналам АЭ-системы. Распиновка каналов указана в руководсве по эксплуатации на АЭ-систему.

• 8.8.2  Установить на генераторе в режим генерации постоянного тока (DC).

• 8.8.3  Установить в ПО AEwin следующие настройки:

• - в меню «Установки аппаратуры» - «Параметры данных», в блоке ««Внешние» параметры с равномерным шагом по времени (РШВ)» активировать с 1 по 8 канал; в блоке ««Внешние» параметры в параметрах импульса АЭ» активировать - 1; в блоке «Выбор параметров импульсов АЭ для отображения» активировать с 1 по 8 канал.

• - в меню «Установки строчной распечатки», в блоке «Печать данных с РШВ» активировать с 1 по 8 канал.

• 8.8.4  Установить выходное напряжение генератора, контролируя его с помощью осциллографа, равным - (минус) -10,00 В.

• 8.8.5  Начать сбор данных в меню «Сбор данных» или клавишей «F9».

• 8.8.6 Выбрать в графе строчной распечатке «ПАРАМ» любые 5 сигналов следующих один за другим.

• 8.8.7  Рассчитать значение абсолютной погрешности измерения напряжения параметрического входа (Д V), для каждого из каналов, по формуле:

AV = V_H3M-V_H0M                             (7)

где Уизм - значение напряжения для каждого из параметрических каналов, В;

Уном - установленное выходное напряжение генератора, контролируемое с помощью осциллографа, В.

• 8.8.8  Повторить измерения пи. 8.8.4. - п. 8.8.7. для каждого из параметрических каналов, при установленном напряжении генератора (плюс) +10.00 В и 0.00 В.

• 8.8.9  АЭ-система считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если для каждого канала диапазон измерения напряжения параметрического входа от минус 10 до плюс 10 В, а абсолютная погрешность измерения напряжения параметрического входа не более ± 30 мВ.

• 9.1   Результаты поверки заносятся в протокол (рекомендуемая форма протокола поверки приведена в приложении А к методике поверки). Протокол может храниться на электронных носителях.

• 9.2   При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке установленной формы в соответствии с приказом Минпромторга России от 02.07.2015 г. № 1815.

• 9.3   При отрицательных результатах поверки, дефектоскоп признается непригодным к применению и на него выдается извещение о непригодности с указанием причин непригодности установленной формы в соответствии с приказом Минпромторга России от 02.07.2015 г. № 1815.

Исполнители:

Начальник

отдела испытаний и сертификации

ФГУП «ВНИИОФИ»

Начальник сектора МО НК отдела испытаний и сертификации ФГУП «ВНИИОФИ»

Инженер сектора МО НК отдела испытаний и сертификации ФГУП «ВНИИОФИ»

(Рекомендуемое)

ПРОТОКОЛУ» поверки средства измерения

Средство измерений________________________________________________________

Серия и номер клейма предыдущей поверки__________________________________

Заводской номер___________________________________________________________

Дата выпуска______________________________________________________________

Заводские номера преобразователей____________________________________________

Принадлежащее_______________________________________________________

Поверено в соответствии с_____________________________________________________

Средства поверки:____________________________________________________________

Условия поверки: ____________________________________________________________

Дата поверки:______________

Результаты поверки

Заключение по результатам поверки: (АЭ-система №_______пригоден к эксплуатации или

АЭ-система не пригоден к эксплуатации по такому-то параметру)

Поверитель: __________________

11