МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
КОНТРОЛЬ 11ЕРАЗРУШАЮЩИЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ
ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Издание официальное
Москва Станда рти нформ 2010
УДК 53.087.92.082.73:620.179.16.05:006.354 Гр>ппа П18
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Контроль не разрушающий
11РЕОБРЛЗОВЛТЕЛИ УДЬТРАЗВУКОВЫЕ
Общие технические требования
Non-destructive testing.
Ultrasonic transducers.
General technical requirements
MKC 19.100 ОКП 42 7619
Дата введения 01.01.91
Настоящий стандарт распространяется на ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи (далее— ПЭП). имеющие рабочую область частот в диапазоне отОДбдоЗО МГци предназначенные для работы в составе ультразвуковых приборов неразрушаюшего контроля (далее — УПНК) при эхо-и теневом методах контроля с помощью объемных (продольных и сдвиговых) ультразвуковых волн.
Стандарт не распространяется на ПЭП с коэффициентом преобразования К,, минус 60 дБ ты и с импульсным коэффициентом преобразования К^, менее минус 80 дБ, на ПЭП, предназначенные для кон троля физико-механических свойств материалов и изделий, а также на ПЭП, изготовляемые как нестандартмзованные средства измерений по ГОСТ 8.326*.
Термины, применяемые в настоящем стандарте, и пояснения к ним приведены в приложении 1.
I. КЛАССИФИКАЦИЯ
1.1. По отношению к объекту контроля ПЭП подразделяют на: ПЭП общего назначения; специализированные ПЭП
по способу осуществления акустического контакта ПЭП подразделяют на:
контактные;
иммерсионные;
контакто-иммерсионные;
бесконтактные
по направлению ввода упругих колебаний в исследуемый объект ПЭП подразделяют на:
прямые:
наклонные;
комбинированные
по конструктивному исполнению ПЭП подразделяют на:
совмещенные;
раздел ьно-совмешенные:
раздельные
но форме рабочей поверхности ПЭП подразделяют на:
плоские;
неплоские
но расхождению акустического пучка ПЭП подразделяют на:
фокусирующие:
нефокусирующие.
• Па территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.009—94.
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов. 1990 © СТАНДАРТИНФОРМ, 2010
1.2. Тип ПЭП определяют сочетанием перечисленных вп. 1.1 признаков.
Каждому типу ПЭП соответствует условное обозначение, структура которого приведена в приложении 2.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. ПЭП должны быть изготовлены в соответствии с требованиями настоящего стандарта и технических условий на ПЭП конкретного тина по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.
2.2. Основные показатели ПЭП общего назначения приведены в табл. 1.
|
Таблица I |
|
Наименование показателя |
Значение показателя для дефектоскопов труппы |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
Отклонение эффективной частоты эхо-импульса /э и (или) частоты максимума преобразования /w от номинального значения. %, нс более |
±10(20) |
±10(20) |
±10 |
|
Отклонение угла ввода а и (или) а 'и сталь 45 от номинального значения, не более, для угла ввода: до 60* |
±3(5)* |
±1.5(2)* |
±1.5* |
|
свыше и ранного 60* |
±3(5)* |
±2(3)* |
±2* |
|
Отклонение точки ввода от номинального значения (для П121). мм. нс более |
— |
±1(2) |
±1 |
|
|
Примечания:
1. Значение в скобках допускается устанавливать по требованию заказчика.
2. Конкретные значения отклонения точки виола для ПЭП. предназначенных для работы с дефектоскопами первой группы, устанавливают в технических условиях на ПЭП конкретного тина.
3. Для ПЭП. имеющих несколько частот и (или) углов ввода, требования могут распространяться на одну из номинальных частот и (или) углов ввода, установленных в технических условиях на ПЭП конкретного типа. |
2.3. Отклонения частот /МЛ ft от номинальных значений следует выбирать из ряда: ±(1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0; 7.0; 8.0; 9.0; 1(3.0) %, по требованию потребителя ±(15.0; 20.0) %.
2.4. Отклонения коэффициента преобразования Кии, К"г, от номинального значения следует выбирать из ряда: ±(2.0; 4.0; 6,0; 8.0; 10.0; 12.0; 14.0) дБ.
Допускается устанавливать KU(J. K"v в виде минимальных значений.
2.5. Отклонения угла ввода гх(а') от номинального значения для ПЭП с частотой fLV{f,) £ МГц следует выбирать из ряда: ±( 1.0; 1,5; 2.0; 2.5; 3.0)'. но требованию потребителя ±(4.0; 5.0)*.
2.6. Отклонения положения точки ввода следует выбирать из ряда: ±(0.5; 1.0) мм. но требованию потребителя ±(1,5; 2.0; 3,0; 4.0) мм.
2.7. Требования к остальным показателям, приведенным в приложении 3. устанавливают в технических условиях на ПЭП конкретного типа.
2.8. Требования к конструкции
2.8.1. На боковой плоской поверхности наклонных ПЭП. для которых установлен параметр Д/. предназначенных для ручного контроля, должна быть нанесена метка или шкала для обозначения точки ввода. Если длина боковой плоскости поверхности более 20 мм. то на нее должна быть нанесена шкала с ценой деления I мм.
2.8.2. На ПЭП. предназначенные для ручного контроля, должна быть нанесена маркировка согласно приложению 2.
Маркировка и покрытие ПЭП должны быть стойкими к износу и воздействию контактных жидкостей.
2.8.3. Конструкция ПЭП совместно с УПНК должна соответствовать общим эргономическим требованиям ГОСТ 22269.
ГОСТ 26266-90 С. 3
2.9. В технических условиях на ПЭП конкретного пни должны быть установлены размеры рабочей поверхности, габаритные размеры и масса ПЭП. и при необходимости — установочные размеры и требования к базовым поверхностям и специальным маркировкам, обеспечивающим однозначную ориентацию ПЭП при измерении их параметров (характеристик).
2.10. Требования к устойчивости ПЭП к индустриальным радиопомехам, внешним воздействиям и электробезопасности должны соответствовать требованиям, установленным в стандартах и технических условиях на УПНК. для работы с которыми предназначен данный ПЭП.
2.11. Требования к надежности
2. N. I. В технических условиях на ПЭП конкретного типа устанавливают:
для восстанавливаемых ПЭП: среднюю наработку на отказ; средний срок службы;
среднее время восстановления работоспособного состояния;
для невоссганавливаемых ПЭП: среднюю наработку до отказа; средний срок службы.
Критерии отказа и предельного состояния устанавливают в технических условиях на ПЭП конкретного типа.
2.12. Средний уровень звукового давления или колебательная скорость, или интенсивность ультразвука в зоне контакта ПЭП с телом оператора должны соответствовать ГОСТ 12.1.001 и не должны превышать соответственно 110 дБ. 1,6* 10~2 м/с и 0,1 Вт/см2.
2.13. Номенклатура показателей ПЭМ общего назначения, предназначенных для работы с дефек-тоскопами 1. 2 и 3-й групп и толщиномерами с использованием эхометода контроля, которые необходимы при разработке технических заданий и технических условий на ПЭП конкретного типа, приведена в приложении 3.
2.14. Номенклатура показателей ПЭП. предназначенных для работы с использованием теневого метода контроля, с дефектоскопами 4 группы, со структуроскопами. а также специализированных ПЭП. предназначенных для работы с дефектоскопами и толщиномерами, устанавливается по требованию потребителя в технических условиях на ПЭП конкретного типа из приведенных в приложении 3.
ПРИЛОЖЕНИЕ I Справочное
|
ПОЯСНЕНИЯ ТЕРМИНОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ
Таблица 2 |
|
Термин |
Условное
обозначение |
Пояснение |
|
Пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП) |
|
Устройство, предназначенное для преобразования электрического (акустического) сигнала в акустический (электрический), основанное на использовании пьезоэлектрического эффекта и применяемое для работы в составе средств неразрушаюшего контроля |
|
ПЭП общего назначения |
|
ПЭП. в технических условиях на которые нс установлен конкретный тип контролируемого изделия или группы изделий |
|
Специализированные ПЭН |
|
ПЭП. в технических условиях на которые установлен конкретный гни контролируемого изделия или фупиы изделий |
|
|
Термин |
Условное
обозначение |
Пояснение |
|
Передаточная функция |
Кии |
Отношение Ланласоных преобра'юнан и и (изображений) но времени электрического напряжения холостого хода эхосигнала. развиваемого ПЭП. к электрическому напряжению возбуждения ПЭП. работающе-го в совмещенном режиме и натруженного на определенную акустическую нагрузку |
|
|
Кш |
Отношение Лапласовых преобразований (изображений) по времени электрического напряжения холостого хода эхосигнала. развиваемого ПЭП. к току возбуждения ПЭП. работающего в совмещенном режиме и нагруженного на определенную акустическую на-ФУаку |
|
|
Ко и |
Отношение Лапласовых преобразований (изображений) по времени давлении (упругого напряжения) на выходе ПЭП к электрическому напряжению возбуждения на ПЭП |
|
|
Kib |
Отношение Лапласовых преобразований (изображений) по времени электрического напряжения холостого хода на выходе ПЭП к давлению (упругому напряжению) на входе ПЭП |
|
Рабочая область частот |
|
Область частот, в которой нормируют параметры ПЭП. устанавливаемые в стандартах или технических условиях на них |
|
Лмплитудно-частотная харак- |
Кци {VI. Vo. oV) |
Зависимость модуля передаточной функции |
|
теристика |
|
Kuvivi.Vo.oV) «г частоты |
|
Частота максимума преобра- |
fvV{VI. Vo. all) |
Частота, соответствующая максимальному значению |
|
ювания |
|
модуля передаточной функции Kvviui.uo.oU) » рабочей облает частот |
|
Коэффициент преобра ювания |
Kwivi. Vo. oU) |
Значение модуля передаточной функции
Кии ал. Vo. OU) на частоте fvuiVI. lb. oV) |
|
Неравномерность амплитуд- |
^VV (VI. Vo. oil) |
Разноси» уровней наибольшего и наименьшего зна- |
|
но-частотной характеристики |
|
чения Кцщщ <£' qU) (со) в рабочей облает частот |
|
Полоса пропускания |
bfvviuh |
Максимальный интервал частот, включающий в себя fuuiuiy в котором амплитудно-частотная характеристика Кущу/) (со) нс принимает значения на уровне нс менее минус 6 дБ |
|
|
Afvoial!) |
Максимальный интервал частот, включающий в себя /Mj(0ut. в котором амплитудно-частотная характеристика К(Ь(„и) (оа) нс принимает значения на уровне нс менее минус 3 дБ |
|
Электрический импеданс |
|
Зависимость от частоты комплексного электрического сопротивления ПЭП. натруженного на определенную акустическую нагрузку |
|
Электрическое сопротивление |
ZB ,(0» |
Абсолютное значение электрического импеданса |
|
|
|
ПЭП |
|
|
|
Электрическое сопротивление ненагруженного ПЭП |
|
|
|
Электрическое сопротивление ПЭП. натруженного на определенную акустическую нагрузку |
|
Термин |
Условное
обозначение |
Пояснение |
|
|
уро |
Электрическое сопротивление преобразователя в точке экстремума, соответствующего минимуму (максимуму) зависимости Zn , (со) от частоты |
|
Импульсная характеристика |
|
Электрическое напряжение эхосигнала в функции времени, развиваемое ПЭП. нагруженным электрически на активное сопротивление 50 Ом и акустически на определенную акустическую нагрузку, при возбуждении ПЭП импульсом тока экспоненциальной формы по ГОСТ 16465 |
|
Импульсный коэффициент пре- |
А'и
А£/7 |
Отношение максимального значения импульсной |
|
образования |
характеристики к максимальному значению тока возбуждении ПЭП |
|
Мгновенное значение импульс- |
|
Значения импульсной характеристики в точках у-го |
|
ной характеристики |
/
(/ = 1. 2. 3) |
максимума (минимума) (черт. 1) |
|
Временной интервал импульсной |
'Г |
Временной интервал между нулевым и экстремаль- |
|
характеристики |
0 - 1, 2. 3) |
ным значением импульсной характеристики (черт. 1) |
|
Длительность импульсной ха- |
*пи\ |
Временной интервал между начадом фронта нм- |
|
рактсристики |
|
пульсной характеристики и ее максимальным значением (черт. 1). |
|
|
•и |
Длительность импульсной характеристики на уровне минус N дБ от максимального значения (черт. 1) |
|
Форма эхоимпульса (эхоим- |
— |
Электрическое напряжение эхосигнала в функции |
|
пульс) |
|
времени, развиваемое ПЭП. нагруженным акустически на нормированную нагрузку, а электрически — на УЛИК |
|
Мгновенные значения эхоим- |
|
Значения эхоимпульса от отражателя, находяше- |
|
пульса |
|
гося на расстоянии j;. (v = 1.2. 3) от ПЭП в диапазоне контроля или измеряемых толщин в точке /-го максимума (минимума) (черт. 1) |
|
Временные интервалы эхоим- |
ГГ |
Временные интервалы между нулевыми и экстре- |
|
пульса |
|
мольными значениями эхоимпульса (черт. 1) |
|
Длительность эхоимпульса |
fmax |
Временной интервал между началом фронта эхоимпульса и его максимальным значением (черт. 1) |
|
|
Is |
Длительность эхоимпульса на уровне N дБ от максимального значения (черт. 1) |
|
Эффективная частота эхоим- |
Л |
Частота эхоимпульса. определяемая как отношение |
|
пульса |
А' н
А ии |
числа полупериодов к удвоенной обшей длительности этих полупериодов в пределах длительности эхоим-пульсов |
|
Импульсный коэффициент пре- |
Отношение максимального значения амплитуды |
|
образования |
АРД |
(размаха) электрического напряжения эхоимпульса к максимальному значению амплитуды (размаха) электрического напряжения возбуждения ПЭП. нагруженного на определенную акустическую нагрузку |
|
ЛРД-диаграчма |
По ГОСТ 23829 |
|
Функция эхосигнала от дна |
D(z) |
Зависимость амплитуды донного сигнала от расстояния z до дна |
|
Функция эхосигнала от дефекта |
C(z) |
Зависимость амплитуды эхосигнала от расстояния z до искусственного отражателя определенной формы и размера |
|
Диапазон контроля |
|
Интервал, ограниченный минимальной и максимальной глубинами залегания отражателей с постоянным значением эффективного параметра, в котором нормируется отношение сигнат/шум |
|
Уровень эхосигнала от дефекта |
с,. с2, с3 |
Значения функции С(г) в точках ^ (v = 1, 2. 3). находящихся в диапазоне контроля |
|
Термин |
Условное
обозначение |
Пояснение |
|
Шум (помехи) преобразователя |
|
Электрическое напряжение на ПЭП. обусловленное воздействием на него импульса генератора и фдук-туационнмми шумами, возникающими в ПЭП и его электрической и акустической нагрузках при сигнале помехи от внешних источников, нс превышающем установленного значения, и при отсутствии полезного сигнала (эхосигнала от определенного отражателя)
Временная зависимость отношения шума ПЭП к значению амплитуды электрического напряжения эхо-импульса от определенного отражателя, измеренная при нормированных параметрах акустической и электрической нагрузок ПЭП при отсчете времени от начала фронта импульса возбуждения (где т ■ 2 zjv\ v — скорость распространения ультразвуковых колебаний) |
|
Функция шумов |
A(z) или А(х) |
|
Длительность шумов |
|
Временной интервал, в котором значение А(х) превышает заданный уровень |
|
Уровень шумов |
А* |
Наибольшее значение А(х) в заданном временном интервале Ат |
|
|
л. |
Значение А(т) в заданный момент времени т |
|
Отношение сигнал/шум |
А |
Наименьшее отношение электрического напряжения эхоимпульса от определенного отражателя на ПЭП к шуму в ПЭП. взягос в определенной точке z (или т) диапазона контроля или измеряемых толщин |
|
Функция влияния шероховатое- |
Фш(*) |
Зависимость отношения сигнал/шум или мгновси- |
|
ТИ (кривишы) |
|
ною значения эхоимпульса от изменений шероховатости (кривизны) поверхности контролируемого изделия в пределах условий эксплуатации |
|
Функция влияния акустического |
фа |
Зависимость отношения сигнал/шум или мгновен- |
|
контакта |
|
ноге значения эхоимпульса от изменений акустического контакта ПЭП с контролируемым изделием в пределах рабочих условий эксплуатации |
|
Функция влияния температуры |
Фт |
Зависимость отношения сигнал/шум или мгновенного значения эхоимпульса или угла ввода а от изменений температуры контролируемого изделия и (или) температуры окружающей среды |
|
Диаграмма направленности ПЭП |
— |
Нормированный по максимуму |рафик зависимое- |
|
(совмещенным режим) |
|
ги эхосигнала на ПЭП от определенного отражателя. расположенного в акустической нагрузке ПЭП в зависимости от координаты, характеризующей их взаимное перемещение в определенной плоскости по определенной траектории |
|
Акустическая ось |
|
Геометрическое место точек максимальной интенсивности звукового поля в дальней зоне ПЭП и его геометрическое продолжение в ближней зоне |
|
Диаграмма направленности |
/*, |
Диаграмма направленности преобразователя, измеренная в плоскости А,, перпендикулярной к рабочей поверхности преобразователя и проходящей через его акустическую ось. при перемещении отражателя но дуге окружности или но прямой |
|
Диаграмма направленности |
Р2 |
Диаграмма направленности преобразователя, измеренная в плоскости S2. перпендикулярной к плоскости S{ и проходящей через акустическую ось преобразователя, при перемещении отражателя но дуге окружности или по прямой |
|
ГОСТ 26266-90 С. 7 |
|
Термин |
Условное
обозначение |
Пояснение |
|
Ширина диаграммы направлен- |
|
Размер диаграммы направленности /*, на уровне |
|
иости |
|
минус 6 дБ |
|
|
«2 |
Размер диаграммы направленности Р2 на уровне минус 6 дБ |
|
Основной лепесток диаграммы |
|
Область диаграммы направленности, включающая |
|
направленности |
|
в себя максимум и ограниченная ближайшими к нему нулями иди достаточно глубокими минимумами (черт. 2) |
|
Угол ввода |
U |
Угол между нормалью к поверхности, на которой установлен преобразователь, и его акустической осью, измеренный в плоскости .9, (черт. 3) |
|
|
|
Меньшим из углов между плоскостью 5, и плоскостью, перпендикулярной к рабочей поверхности ПЭП и проходящей через его геометрический центр и определенную метку на корпусе или параллельно боковой стороне (черт. 3) |
|
Стрела НЭП |
1 |
Расстояние от точки ввода наклонного ПЭП до его передней ipami. измеренное вдоль линии пересечения плоскости 5, с рабочей поверхностью ПЭП |
|
Фокусное расстояние |
Г |
Расстояние от геометрического центра рабочей поверхности фокусирующего ПЭП до точки, в которой звуковое давление, создаваемое им. максимально |
|
Протяженность фокальной обла- |
X? |
Размеры области перемещения определенного от- |
|
сти |
|
ражателя но акустической оси. на фаницах которой эхосигнал принимает значения на уровне минус 6 дБ |
|
|
х2 |
Ширина диаграммы направленности 02, измеренная вдоль линии пересечения фокальной плоскости с плоскостью S2 |
|
|
Х| |
Ширина диаграммы направленности 0,. измеренная ндоль линии пересечения фокальной плоскости с плоскостью .9, |
|
Точка ввода |
|
Точка пересечения акустической оси ПЭП с поверхностью среды, контактирующей с рабочей поверхностью ПЭП |
|
Акустическая нагрузка |
|
Среда (жидкая, газообразная) или специальное устройство, с которыми находится в контакте рабочая поверхность ПЭП при измерении его характеристик. обладающие определенными акустическими и геометрическими параметрами |
|
Уровень боковых лепестков (бо- |
|
Максимальный уровень диаграммы направленное- |
|
кового неимения) |
|
ти за пределами основного лепестка |
|
Время распространения звука в |
Тнр |
Время задержки сигнала от момента подачи злект- |
|
пригме (акустической задержки) |
ричсского импульса на ПЭП до момента появления акустического с и шала в точке ввода |
|
Черт. 3
СТРУКТУРА УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ НЭП
Х_ X X X X XX XX XX XXX
I Г Т Т I Т" 1“ т1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное
Буква П — ПЭП Обозначение типа ПЭП:
Цифра: 1 — контактный;
2 — иммерсионный;
3 — контактно-иммер
сионный;
4 — бесконтакжый
Цифра: 1 — прямой;
2 — наклонный;
3 — комбинированный
| Цифра: 1—совмещенный;
2 — раздельно-совме
щенный;
3 — раздельный
| Буква: Н — неплоский (для
плоских буква не пишется);
Ф — фокусирующий
Н — (для нефокусирующих ПЭП буква не пишется)
I Дополнительные характеристи-I ки ПЭП:
| Цифры: номинальная частота
| Цифры: угол ввода для наклон
ных ПЭП
| Буквы и цифры: указывающие специальную дополнительную характеристику ПЭП. Они не являются обязательными (см. примечание)
Цифры: порядковый номер модели (модификации) ПЭП от 001 до 999
