ГОСТ 23667-85 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы ультразвуковые. Методы измерения основных параметров

4.1.1. Измерение отклонения условной чувствительности ( или ) проводят следующим образом:

• отключают временную регулировку чувствительности (ВРЧ) и отсечку;

• устанавливают преобразователь на стандартный образец, соответствующий номинальному значению условной чувствительности ( или ), и настраивают дефектоскоп на эту чувствительность, используя только измерительный аттенюатор дефектоскопа;

  рассчитывают значение отклонения условной чувствительности от номинальной в дБ по формуле

  или ,                                      (1)

  
  где - номинальное значение ослабления измерительного аттенюатора, соответствующее номинальной условной чувствительности;

  - установленное в процессе измерения показание измерительного аттенюатора дефектоскопа.

4.1.2. Измерение погрешности глубиномера проводят следующим образом:

• проводят калибровку глубиномера на стандартных образцах с номинальными значениями приведенных глубин залегания отражателей в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на дефектоскоп конкретного типа;

• устанавливают преобразователь на стандартные образцы, соответствующие выбранному диапазону измерений, и проводят измерение приведенной глубины залегания отражателя в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на дефектоскоп;

  рассчитывают значение погрешности глубиномера в мм по формуле

  ,                                                          (2)

  
  где - показания глубиномера;

  - приведенная глубина залегания отражателя в стандартном образце.

Примечание. Допускается использовать многократные отражения в стандартном образце для определения погрешности глубиномера.

4.1.3. Измерение запаса чувствительности проводят следующим образом:

• отключают ВРЧ и отсечку;

• устанавливают регулировки мощности генератора и чувствительности приемника в положение, соответствующее максимальной мощности генератора и максимальному усилению сигнала приемника;

• устанавливают регулировки чувствительности приемника в положение, соответствующее реальной чувствительности приемника, для чего устанавливают преобразователь на стандартный образец и, сканируя им, определяют уровень помех в зоне регистрации на индикаторе дефектоскопа. Если уровень помех превышает стандартного уровня, то регулировками чувствительности приемника устанавливают его равным стандартного уровня;

• при неизменной настройке дефектоскопа устанавливают рабочую чувствительность приемника, для чего амплитуду эхо-сигнала на индикаторе с помощью измерительного аттенюатора устанавливают равной стандартному уровню;

  рассчитывают значение запаса чувствительности в дБ по формуле

  ,                                                   (3)

  
  где , - установленные в процессе измерения показания измерительного аттенюатора рабочей чувствительности и реальной чувствительности соответственно.

4.1.4. Абсолютную чувствительность вычисляют по формуле

,                                                                    (4)

где - уровень абсолютной чувствительности (см. п.4.4);

- максимальная чувствительность приемника (см. п.5.2.2) или, если известно в дБ значение коэффициента передачи отражателя стандартного образца , по формуле

,                                                   (5)

где - значение в дБ запаса чувствительности в зоне, где реверберационные помехи имеют достаточно малое значение.

4.1.5. Измерение предельной условной чувствительности проводят следующим образом:

• отключают ВРЧ и отсечку;

• устанавливают регулировки чувствительности приемника и мощности генератора в положение, соответствующее максимальной мощности генератора и максимальному усилению сигнала приемником;

• устанавливают преобразователь на стандартный образец с номинальной глубиной залегания отражателей и, сканируя им, определяют уровень помех в зоне регистрации на индикаторе дефектоскопа;

• если уровень помех превышает стандартного уровня, то регулировками чувствительности приемника устанавливают его равным стандартного уровня;

• при неизменной настройке дефектоскопа подбирают такой отражатель (с той же номинальной глубиной залегания), амплитуда эхо-сигнала от которого достигает уровня, наиболее близкого к стандартному;

• за значение предельной условной чувствительности принимают значение эффективного параметра подобранного отражателя.

4.1.6. Измерение диапазона зоны контроля по дальности (, ) проводят следующим образом:

• устанавливают преобразователь на стандартный(е) образец(цы) с номинальным значением эффективного параметра отражателя и сравнивают амплитуду эхо-сигнала со стандартным уровнем;

• определяют максимальную и минимальную глубины залегания отражателей, амплитуда эхо-сигналов от которых не ниже стандартного уровня при условии, что уровень помех в зоне регистрации не превышает стандартного уровня;

• положения ручек регулировок дефектоскопов не должны изменяться при измерении величин и .

4.1.7. Измерение "мертвой зоны" () проводят в соответствии с п.4.1.6, используя отражатели со значением эффективного параметра равным , измеренным в соответствии с п.4.1.5, и определяя только

.                                                                  (6)

4.1.8. Измерение запаса чувствительности в диапазоне зоны контроля () проводят в соответствии с п.4.1.3, используя отражатели со значением эффективного параметра и глубиной залегания, измеренным в соответствии с п.4.1.6, и определяя уровень помех в диапазоне зоны контроля по отношению к сигналу от отражателя с глубиной залегания .

4.1.9. Измерение неравномерности выравнивания чувствительности в диапазоне зоны контроля () проводят следующим образом:

• устанавливают преобразователь на стандартные образцы с номинальным значением эффективного параметра отражателя и глубинами залегания, лежащими в пределах диапазона зоны контроля, и выравнивают чувствительность дефектоскопа, используя ВРЧ;

  устанавливают преобразователь на стандартные образцы с номинальными значениями параметров отражателей и глубинами залегания, лежащими в пяти точках диапазона зоны контроля, и определяют значение по формуле

  ,                                                  (7)

  
  где , - установленные в процессе измерения показания измерительного аттенюатора и соответствующие максимальной и минимальной амплитуде эхо-сигнала в диапазоне зоны контроля соответственно.

4.1.10. Измерение условной разрешающей способности по фронту () проводят следующим образом:

• отключают ВРЧ и отсечку;

• устанавливают преобразователь на стандартный образец с номинальным эффективным параметром и глубиной залегания отражателя и настраивают дефектоскоп на условную чувствительность или ;

• перемещая преобразователь линейно в заданном направлении относительно отражателя, снимают диаграмму обнаружения по фронту;

• определяют условную разрешающую способность по фронту как ширину диаграммы обнаружения по фронту на уровне 0,5 от ее максимума.

4.6.1. Измерение функции влияния на отклонение условной чувствительности ( и ) проводят следующим образом:

• измеряют отклонение условной чувствительности в соответствии с п.4.1;

• не изменяя положения ручек регулировки дефектоскопа, переносят преобразователь на стандартный образец, воспроизводящий -й влияющий фактор, и настраивают дефектоскоп на условную чувствительность, используя только измерительный аттенюатор дефектоскопа;

  рассчитывают значения функции влияния на отклонения условной чувствительности или в дБ по формуле

  или ,                                          (13)

  
  где - показание измерительного аттенюатора при измерении или ;

  - показание измерительного аттенюатора, установленное в процессе измерения на стандартном образце с влияющим фактором.

4.6.2. Измерение функций влияния на погрешность глубиномера () проводят следующим образом:

• измеряют погрешность глубиномера в соответствии с п.4.1.2;

• не изменяя положения ручек регулировки дефектоскопа, переносят преобразователь на стандартный образец, воспроизводящий -й влияющий фактор, и измеряют погрешность глубиномера;

  рассчитывают значение функции влияния на погрешность глубиномера в мм по формуле

  ,                                                           (14)

• где - погрешность глубиномера;

   - погрешность глубиномера на стандартном образце с влияющим фактором.

5.1.1. Измерение параметров генератора импульсов возбуждения проводят по схеме, приведенной на черт.3, где в качестве эквивалентной нагрузки генератора допускается использование емкостной нагрузки.

1 - электронный блок дефектоскопа;

2 - номинальный эквивалент нагрузки генератора импульсов возбуждения;

 3 - осциллограф; 4 - генератор прямоугольных импульсов

Черт.3

5.1.2. Измерение амплитуды импульса напряжения () или его размаха, длительности переднего фронта () на уровнях от 0,1 до 0,9, длительности импульса возбуждения () на уровне 0,5 и частоты следования () и частоты заполнения импульса проводят с помощью осциллографа по шкале его экрана при установлении максимальной и минимальной длительностей и максимальной амплитуды импульсов возбуждения генератора дефектоскопа. Для измерения частоты следования () электронный блок дефектоскопа переключают в режим внутренней синхронизации.

5.2.1. Измерение максимальной чувствительности приемника дефектоскопа, полосы пропускания приемника, параметров амплитудной характеристики приемника, погрешности измерения отклонения амплитуд сигналов на входе приемника, параметров характеристики ВРЧ проводят по схеме, приведенной на черт.4.

1 - генератор радиоимпульсов; 2 - аттенюатор;
3 - согласователь; 4 - электронно-счетный частотомер;
5 - осциллограф; 6 - электронный блок дефектоскопа

Черт.4

5.2.2. Измерение максимальной чувствительности и полосы пропускания приемника дефектоскопа проводят следующим образом:

• отключают вход аттенюатора 2 от выхода генератора радиоимпульсов;

• устанавливают номинальную длительность и частоту следования радиоимпульсов, используя осциллограф (в качестве номинальной длительности в стандартах и технических условиях на дефектоскоп конкретного типа должна быть установлена длительность, равная длительности эхо-сигналов или 3-5 периодам частоты его заполнения);

• устанавливают частоту радиоимпульса, равной номинальной частоте дефектоскопа ;

• отключают ВРЧ и отсечку, устанавливают регуляторы чувствительности приемника в положение, соответствующее максимальному усилению, и отключают генератор импульсов возбуждения от приемника дефектоскопа;

• если уровень электрических помех на индикаторе электронного блока дефектоскопа превышает уровень стандартного, то некалиброванными регуляторами чувствительности приемника устанавливают его равным стандартного уровня;

• устанавливают максимальное ослабление аттенюатора 2, подключают его к выходу генератора радиоимпульсов;

• используя регулировки генератора радиоимпульсов и аттенюатора 2, устанавливают такую амплитуду радиоимпульсов на входе электронного блока дефектоскопа, при которой сигнал на индикаторе дефектоскопа достигает стандартного уровня, при этом регулятором задержки генератора радиоимпульсов устанавливают радиоимпульс на индикаторе дефектоскопа примерно в середине экрана индикатора (для индикаторов с электронно-лучевой трубкой);

• измеряют амплитуду на выходе генератора радиоимпульсов () с помощью осциллографа;

  рассчитывают максимальную чувствительность приемника в мкВ по формуле

  ,                                                                              (15)

  
  где - показание аттенюатора 2 в дБ;

  - амплитуда на выходе генератора радиоимпульсов в мкВ;

• настраивают приемник на опорную чувствительность согласно п.5.2.3 и, изменяя частоту генератора радиоимпульсов и поддерживая =const, измеряют полосу частот приемника на уровне 3 дБ и крутизну скатов частотной характеристики на уровнях от 3 до 20 дБ с помощью аттенюатора 2.

5.2.3. Измерение параметров амплитудной характеристики приемного тракта проводят следующим образом:

• настраивают приемник на опорную чувствительность, для чего настраивают приемник на максимальную чувствительность согласно п.5.2.2, уменьшают амплитуду сигнала на индикаторе дефектоскопа на 20 дБ с помощью измерительного аттенюатора дефектоскопа, увеличивают амплитуду сигнала на выходе генератора радиоимпульсов и выставляют амплитуду сигнала на индикаторе дефектоскопа, равной стандартному уровню;

• изменяют амплитуду сигнала на выходе генератора радиоимпульсов при помощи аттенюатора 2, выставляют ее последовательно равной , где - не менее чем 8 точек динамического диапазона приемника по шкале индикатора дефектоскопа;

• строят амплитудную характеристику приемного тракта в соответствии с черт.5;

• определяют верхнюю и нижнюю границы динамического диапазона приемного тракта при номинальной нелинейности согласно черт.5, если номинальная амплитудная характеристика линейна.

1 - линия идеальной линейности, проведенная через начало координат и точку,
полученную на стандартном уровне; 2 - верхняя и нижняя границы нелинейности,
проведенные параллельно линии 1; 3 - амплитудная характеристика приемного тракта;
- верхняя и нижняя границы динамического диапазона в дБ

Черт.5

5.2.4. Измерение погрешности измерения отношений амплитуд сигналов на входе приемника дефектоскопа проводят следующим образом:

• настраивают приемник на максимальную чувствительность согласно п.5.2.2;

• устанавливают минимальное ослабление измерительного аттенюатора дефектоскопа и максимальное ослабление аттенюатора 2;

• используя регулировки плавного изменения чувствительности приемника дефектоскопа, устанавливают уровень электрических помех на индикаторе дефектоскопа на стандартного уровня;

• используя регулировки генератора радиоимпульсов, устанавливают такую амплитуду радиоимпульса , при которой сигнал на индикаторе дефектоскопа достигает стандартного уровня;

• вводят ослабление одной ступени измерительного аттенюатора приемника дефектоскопа и на такое же значение выводят ослабление аттенюатора 2 по его шкале;

  измеряют амплитуду сигнала по индикатору дефектоскопа и рассчитывают погрешность измерения отношений амплитуд сигналов на входе приемника дефектоскопа в дБ по формуле

  ,                                         (16)

  
  где - значение полного ослабления аттенюатора 2 в дБ;

  - значение установленного ослабления аттенюатора 2 при -м измерении в дБ;

  - номинальное значение ослабления измерительного аттенюатора дефектоскопа, установленного при -м измерении в дБ;

• после проведения полного объема измерений строят градуировочную кривую измерителя отношений дефектоскопа - зависимость значения ослабления измерительного аттенюатора от номинального или определяют максимальную погрешность измерителя отношения амплитуд сигналов на входе приемника дефектоскопа;

• измерение погрешности автоматического измерителя отношений амплитуд сигналов на входе приемника дефектоскопа проводят путем сравнения его показаний с показаниями аттенюатора 2 в пределах диапазона отношения измерителя.

5.2.5. Измерения параметров характеристики ВРЧ проводят следующим образом:

• настраивают приемник на максимальную чувствительность согласно п.5.2.2;

• уменьшают амплитуду сигнала на индикаторе дефектоскопа на 20 дБ с помощью измерительного аттенюатора дефектоскопа;

• включают ВРЧ и устанавливают регулировки ВРЧ в положение, установленное в стандартах и технических условиях на дефектоскопы конкретного типа;

• измеряют время окончания действия ВРЧ относительно импульса синхронизации осциллографа, подключив осциллограф к контрольной точке, установленной в стандартах и технических условиях на дефектоскоп конкретного типа;

• устанавливают задержку радиоимпульсов, равной измеренному времени, и устанавливают развертку индикатора, удобную для наблюдения сигнала;

• устанавливают максимальное ослабление аттенюатора 2;

• используя регулировку генератора радиоимпульсов, устанавливают амплитуду сигнала на индикаторе дефектоскопа, равной стандартному уровню;

• изменяют задержку радиоимпульса в пределах длительности ВРЧ и снимают характеристику ВРЧ - зависимость , где - установленное в процессе измерения такое значение ослабления аттенюатора 2, которое дает амплитуду сигнала на индикаторе, равную стандартному уровню;

  по характеристике ВРЧ определяют динамический диапазон ВРЧ в дБ по формуле

  ,                                                   (17)

• где - максимальное и минимальное значения ослабления аттенюатора 2;

• измеряют максимальную и минимальную длительности импульса ВРЧ, минимальное и максимальное время задержки импульса ВРЧ с помощью осциллографа, подключая его к контрольной точке, установленной в стандартах и технических условиях на дефектоскоп конкретного типа.

5.3.1. Измерение погрешности настройки (зоны нечувствительности) и быстродействия порогового индикатора проводят по схеме, приведенной на черт.4.

5.3.2. Измерение погрешности настройки (зоны нечувствительности) уровня чувствительности порогового индикатора проводят следующим образом:

• настраивают приемник на опорную чувствительность согласно п.5.2.3;

• настраивают пороговый индикатор в соответствии с инструкцией по эксплуатации на номинальную чувствительность, изменяют амплитуду радиоимпульсов до момента устойчивого срабатывания порогового индикатора; измеряют амплитуду выходного сигнала приемника дефектоскопа при помощи осциллографа в контрольной точке, установленной в стандартах и технических условиях на дефектоскопы конкретного типа, или фиксируют значение ослабления аттенюатора 2;

• изменяют амплитуду радиоимпульсов аттенюатором 2 до момента прекращения срабатывания индикатора и измеряют амплитуду выходного сигнала приемника дефектоскопа или фиксируют значение ослабления аттенюатора 2;

  рассчитывают погрешность настройки порогового индикатора (зона нечувствительности) по формулам:

  в процентах;                                                      
  или                                                                                                                    (18)

  в децибелах.

5.3.3. Измерение быстродействия порогового индикатора проводят следующим образом:

• устанавливают частоту следования генератора радиоимпульсов, равную частоте следования импульсов дефектоскопа;

• настраивают приемник на опорную чувствительность согласно п.5.2.3;

• настраивают пороговый индикатор в соответствии с инструкцией по эксплуатации и добиваются устойчивого срабатывания порогового индикатора при наибольшем значении уровня его чувствительности;

• переключают генератор радиоимпульсов в режим генерации пачек радиоимпульсов с ручным запуском;

• изменяя количество импульсов в пачке и управляя ручным запуском генератора, определяют минимальное количество импульсов запуска порогового устройства , необходимое для устойчивого срабатывания порогового индикатора;

• измеряют длительность импульса срабатывания порогового устройства в контрольной точке, установленной в стандартах и технических условиях на дефектоскоп конкретного типа, с помощью осциллографа.