---

1 р. 40 коп. БЗ 11—90/843

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

ГОСТ 23702—90

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москв

а

К

ГОСТ

23702—90

онтроль неразрушающий
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ

Методы испытаний

Nondestructive testing. Ultrasonic transducers.

Test methods

О КП 42 7619

Дата введения 01.01.92

Настоящий стандарт распространяется на ультразвуковые пье­зоэлектрические преобразователи по ГОСТ 26266 (далее — ПЭП), имеющие рабочую область частот в диапазоне от 0,16 до 30,0 МГц и предназначенные для работы в составе ультразвуковых прибо­ров неразрушающего контроля (далее — УГІНК) при эхо- и тене­вых методах контроля.

Стандарт устанавливает обязательные требования к методам измерения основных параметров (далее — параметры) и испыта­ний ПЭП по пп. 2.3, 2.8, 2.18, при проведении испытаний и по­верки. Перечень основных параметров ПЭП приведен в ГОСТ 26266.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Нормальные климатические условия измерения должны быть следующие:

температура окружающего воздуха (20+5) °С;

температура воды в иммерсионной ванне (20±5)°С;

атмосферное давление (96±10) кПа;

относительная влажность воздуха (60+15) %.

Вибрации, внешние электрические и магнитные поля должны находиться в пределах, установленных в стандартах и технических условиях на УПНК и измерительную аппаратуру.

Издание официальное

★

© Издательство стандартов, 1991

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично
воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения

1. 3. Госстандарта СССРВремя прогрева приборов, используемых при проведении измерений, устанавливают в соответствии с эксплуатационной до­кументацией на эти приборы.

   4. При измерении параметров иммерсионных ПЭП не допус­кается наличие пузырьков воздуха на их поверхности и на поверх­ности отражателя.

   5. Если совместная работа ПЭП с УПНК предусматривает использование согласующих устройств (трансформаторов, кор­ректирующих цепей и т. п.), их схемы и условия подключения к ПЭП при проведении измерений должны быть указаны в техни­ческих условиях на ПЭП конкретных типов.

   6. При измерении параметров передаточной функции им­пульсной характеристики и электрического сопротивления подклю­чают ПЭП к измерительной установке кабелем, если его длина не менее 500 мм, в противном случае — соединительным кабелем, имеющим параметры: емкость (60±3) пФ; волновое сопротивле­ние (5±3) Ом; коэффициент затухания на частоте 10 МГц — не более 0,1 дБ/м.

   7. Измерения параметров ПЭП, выполняемые совместно с УПНК, следует проводить с электронным блоком УПНК, аттесто­ванным в установленном порядке. ПЭП подключают к электрон­ному блоку УПНК согласно эксплуатационной документации на УПНК. Допускается вместо электронного блока УПНК исполь­зовать только его блок генератора импульсов возбуждения и (или) блок приемника.

   8. При проведении измерений временную регулировку чув­ствительности и отсечку электронных блоков УПНК отключают во всех случаях, кроме специально указанных в технических усло­виях на приборы конкретного типа.

   9. Требования к стандартным образцам или акустическим нагрузкам, используемым при измерении АРД-диаграммы, отно­шения сигнал/шум, функции шумов и функции влияния, а также требования к стандартным образцам, используемым при измере­ниях импульсного коэффициента преобразования Кци и мгновен­ных значений эхо-импульса должны быть указаны в техни­ческих условиях на ПЭП конкретного типа или УПНК, в состав которых входит ПЭП.

   10. При указании значений параметров ПЭП в эксплуатаци­онной документации должны быть приведены условные обозначе­ния акустических нагрузок, отражателей и расстояния от ПЭП до отражателей согласно приложению 1.

   11. При выполнении измерений параметров контактных ПЭП перед их установкой на акустические нагрузки или стандартные образцы рабочие поверхности акустических нагрузок и стан­дартных образцов необходимо смазать контактной жидкостью, тип которой устанавливают в технических условиях на ПЭП кон­кретных типов.

   12. Используемые средства измерений, приборы, акустичес­кие нагрузки и стандартные образцы должны быть аттестованы в установленном порядке. Перечень рекомендуемых средств из­мерений приведен в приложении 2.

2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ИСПЫТАНИЙ

   1. Метод измерения импульсного коэффициента пре­образования Кии , мгновенных значений эхо-импульса , их отклонений от номинальных значений, временных интервалов эхо- импульса t +(-> , длительности эхо-импульса ?max(N), эффективной частоты эхо-импульса f₃ и ее отклонения от номинального значе­ния.

      1. Аппаратура

Измерения параметров совмещенных ПЭП следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 1.

/—электронный блок УПНК;

2—проверяемый ПЭП;

.7—акустическая нагрузка или стандартный образец:

4—осциллограф

Черт .1

При измерении параметров раздельно-совмещенных ПЭП из­лучающий преобразователь подключают к генератору, а приемный — к приемнику.

Осциллограф должен иметь следующие параметры: полосу про­пускания 0,0—35,0 МГц; входное сопротивление не менее 1,0 МОм; входную емкость не более 30,0 пФ; диапазон амплитуд исследуе­мых сигналов 0,03—300 В; погрешность измерения амплитуд и временных интервалов не более 5,0%.

Акустические нагрузки контактных ПЭП должны соответсво- вать черт. 2 и 3 и табл. 1.

Акустические нагрузки должны быть аттестованы по коэффи­циенту затухания в рабочем диапазоне частот с погрешностью Aaf<l/(2z), дБ/мм (z —высота Н или радиус R нагрузки, мм).

Акустической нагрузкой иммерсионных ПЭП служит питьевая вода по ГОСТ 2874, в которой на расстоянии z от ПЭП находится плоский отражатель.

Черт. 2

Черт. 3

Плоский отражатель должен представлять собой прямой ци­линдр (параллелепипед) из нержавеющей стали, удовлетворяю­щий условиям: высота H>4k-vI2 (t_N— Длительность эхо-импульса по ГОСТ 26266, V — скорость звука в стали); диаметр основания (сторона прямоугольника) не менее 60 мм; параметр шерохова­тости рабочей поверхности основания 7?_а<0,63 мкм; допуск плос­костности 0,02 мм.

Электронный блок УПНК должен соответствовать п. 1.7.

Выбирают акустическую нагрузку для контактных ПЭП в за­висимости от частотного диапазона (см. табл. 1) и типа ПЭП. Схема расположения ПЭП на нагрузке должна соответствовать черт. 4—6, при этом каждой из указанных схем соответствуют следующие ПЭП: черт. 4 — контактные, контактно-иммерсионные прямые; черт. 5 — наклонные; черт. 6 — иммерсионные.

Черт. 4

Черт. 6

При измерении по схеме черт. 6 значения z выбирают из ряда г = 5пмм, где п=1, 2, 3,.... Для ПЭП, у которых нормируют фокусное расстояние F, значение z устанавливают равным F.

Подключают ПЭП к установке и, притирая его к поверхности нагрузки, добиваются устойчивого повторения максимального зна­чения эхо-сигнала. При измерении по схеме черт. 6 следует, изме­няя ориентацию ПЭП относительно отражающей поверхности, до­биваться максимального значения эхо-сигнала.

Измеряют с помощью осциллографа значения параметров эхо- импульса , Tj^+(_) ,?_max(N), максимальное значение амплитуды

ГОСТ 23702—90 С. 5

Параметры акустических нагрузок

Таблица 1

_г-

Примечание. Вместо алюминиевого сплава Д16Т допускается использовать сплав Д16ТПП по ГОСТ21488, если значения скорости и затухания звука в нем такие, как приведенные в табл. 1.(размаха) эхо-импульса, максимальное значение амплитуды (раз­маха) электрического напряжения возбуждения ПЭП и длитель­ность полупериодов. Отклонением от его номинального зна­чения является разность между измеренным и номинальным зна­чениями.

При малых значениях эхо-сигнала допускается выключать меж­ду ПЭП и осциллографом широкополосный усилитель и ограни­читель амплитуд импульсов возбуждения.

^(1>

где и_и, U_m— максимальные значения амплитуд (размаха) эле­ктрического напряжения возбуждения ПЭП и эхо-импульса, со­ответственно, В; Ку — коэффициент усиления широкополосного усилителя, включаемого между ПЭП и осциллографом.

При измерении иммерсионных ПЭП допускается вводить поп­равку W, исключающую влияние ослабления эхо-сигнала при пе­реходе звука через границу вода — плоский отражатель. Для это­го в формулу (1) следует добавить слагаемое W =—20 1g Г, где V — коэффициент отражения плоской волны при нормальном па­дении на границу раздела вода — плоский отражатель.

⁽²>

где п — число полупериодов эхо-импульса, устанавливаемое в технических условиях на ПЭП конкретного типа; т — длительность п полупериодов, мкс. Отклонением f₃ от ее номинального значе­ния является разность между значением f₃, полученным по фор­муле 2, и номинальным значением.

Для увеличения точности измерения допускается определять f₃ по спектру эхо-импульса. В этом случае эффективной частотой эхо-импульса f₃ является частота, соответствующая максимуму спектра.

и импульсного коэффициента преобразования Кщ .

Измерения следует проводить на установке, схема которой при­ведена на черт. 7.

У—генератор выдеоим пуль­сов; 2—широкополосный уси­литель; 3—осциллограф; 4— проверяемый ПЭП; 5—акус­тическая нагрузка; /?—рези­стор сопротивлением (50± ±1) Ом

Черт. 7

Генератор видеоимпульсов (генератор ударного возбуждения УПНК) должен обеспечивать возбуждение ПЭП импульсом тока экспоненциальной формы и иметь следующие параметры: ампли­туда импульса тока на нагрузке С=1000 пФ в пределах диапазона 2—15 А; длительность фронта Тф._э<1/2/ мкс; постоянная времени экспоненциального импульса т_э=(1//—Тф._э) ±0,1// мкс, где f — номинальные значения частоты Ди или f₃ проверяемого ПЭП, МГц

Широкополосный усилитель должен обеспечить усиление эхо- импульса в полосе частот 0,16—30,0 МГц и иметь коэффициент усиления не менее 60 дБ; регулировку усиления 0—60 дБ с погреш­ностью в пределах ±0,5 дБ; входное активное сопротивление не менее 1,0 кОм; входную емкость не более 30 пФ; динамический диапазон входных сигналов не менее 0,5-10^-3—1,0 В; уровень шу­мов не более 50 мкВ. Широполосный усилитель должен быть ус­тойчив к перегрузкам сигналов генератора видеоимпульсов.

Осциллограф и акустические нагрузки должны иметь значения параметров, указанные в п. 2.1.1.

Допускается при измерении параметров специализированных ПЭП выбирать значения резистора R и входного сопротивления широкополосного усилителя такими, чтобы модуль их сопротив­ления при параллельном соединении был равен входному сопро­тивлению УПНК с отклонением в пределах допуска на входное сопротивление УПНК.