ГОСТ 23702-90

Группа П19

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Контроль неразрушающий ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ

ГОСТ

Методы испытаний    23702—90

Nondestructive testing. Ultrasonic transducers. Test methods

M КС 19.100 ОКП 42 7619

Дата введения 01.01.92

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

Стандарт устанавливает обязательные требования к методам измерения основных параметров (далее — параметры) и испытании ПЭГ1 по пп. 2.3. 2.8. 2.18, при проведении испытаний и поверки. Перечень основных параметров НЭП приведен в ГОСТ 26266.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1.    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) %.

1.2.    Напряжение и частота переменного тока питания измерительной аппаратуры должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий на приборы конкретного типа.

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

1.3.    Время прогрева приборов, используемых при проведении измерений, устанавливают в соответствии с эксплуатационной документацией на эти приборы.

1.4.    При измерении параметров иммерсионных НЭП не допускается наличие пузырьков воздуха на их поверхности и на поверхности отражателя.

1.5.    Если совместная работа НЭП 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.

1.6.    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.

1.7.    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.

Издание официальное *

93

С. 2 ГОСТ 23702-90

1.8.    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.

1.9.    Требования к стандартным образцам или акустическим нагрузкам, используемым при изме

рении АРД-диаграммы, отношения сигнал/шум. функции шумов и функции влияния, а также требо-вания к стандартным образиам, используемым при измерениях импульсного коэффициента преобразования Кц_и и мгновенных значений эхо-импульса    должны    быть    указаны в технических

условиях на ПЭП конкретного типа или УПНК, в состав которых входит ПЭП.

1.10.    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.

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.

1.12.    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

2.1.    Метод измереиия импульсного коэффициента преобразования К “у, мгновенных значений эхо-импульса U'jf , их отклонений ог номинальных значений, временных интервалов эхо-импульса Г

длительности эхо-им пульса /_{ших (1}у > ■. эффективной частоты эхо-импульса f_t и ее отклонения от

номинального значения

2.1.1.    Аппаратура

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

I — элем роимый блок УПНК: 2 — проверяемый ПЭП. J — акустическая нагрузка или стандартный образец; 4 — осциллограф

ЧсрГ. 1

При измерении параметров раздельно-совмешенных НЭП ихтучающий 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 О.ОЗ—ЗОО В; погрешность измерения амплитуд и временных интервалов не более 5.0 %.

Акустические нагрузки контактных ПЭП должны соответствовать черт. 2 и 3 и табл. I.

94

ГОСТ 23702-90 С. 3

Примечание — Вместо алюминиевого сплава Д16Т допускается использовать сплав Д16ТПП по ГОСТ 21488, если значения скорости и затухания звука в нем такие, как приведенные в табл. 1.

Акустические нагрузки должны быть аттестованы по коэффициенту затухания в рабочем диапазоне частот с погрешностью Да, £ 1 / (2г), дБ / мм (z — высота // или радиус R нагрузки, мм).

Акустической нагрузкой иммерсионных НЭП служит питьевая вода по ГОСТ 2S74⁴, в которой на расстоянии z от НЭП находится плоский отражатель.

Плоский отражатель должен представлять собой прямой цилиндр (параллелепипед) из нержавеющей стали, удовлетворяющий условиям: высота Н 2: /_Л • v / 2 (/_v — длительность эхо-импульса по ГОСТ 26266, V— скорость звука встали); диаметр основания (сторона прямоугольника) не менее 60 мм: параметр шероховатости рабочей поверхности основания R_a 5 0,63 мкм; допуск плоскостности 0,02 мм.

Электронный блок УГ1НК должен соответствовать п. 1.7.

2.1.2. Подготовка и проведение измерений

Выбирают акустическую нагрузку для контактных ПЭН в зависимости от частотного диапазона (см. табл. 1) и типа ПЭГ1. Схема расположения ПЭМ 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.

Чсрг. 4    Черт.    5    Черг.    6

При измерении по схеме черт. 6 значения z выбирают из ряда z = 5/г мм, где п = 1. 2, 3.....

Для ПЭП, у которых нормируют фокусное расстояние F, значение z устанавливают равным

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.

* На зерритории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51232—9S.

95

С. 4 ГОСТ 23702-90

Измеряют с помощью осциллографа значения параметров эхо-импульса , Г)^<_\ ^,_Л(Л.,,

максимальное значение амплитуды (размаха) эхо-импульса, максимальное значение амплитуды (размаха) электрического напряжения возбуждения НЭП и длительность полупериодов. Отклонением

£/"д^} от его номинального значения является разность между измеренным и номинальным значениями.

При малых значениях эхо-сигнала допускается выключать между Г1ЭГ1 и осциллографом широкополосный усилитель и ограничитель амплитуд импульсов возбуждения.

2.1.3. Импульсный коэффициент преобразования . дБ. вычисляют по формуле

где U_n, U_K — максимальные значения амплитуд (размаха) электрического напряжения возбуждения НЭП и эхо и импульса, соответственно, В: К_у — коэффициент усиления широкополосного усилителя, включаемого между ПЭН и осциллографом.

2.1.4.    Для повышения точности измерения контактных ПЭМ по п. 2.1.3 допускается вводить

поправку у, исключающую влияние ослабления эхо-сигнала в нагрузке и обусловленную затуханием звука. Для этого в исходную форму (1) следует добавить слагаемое у = a, z. где а, — коэффициент затухания звука в материале на номинальной частоте f_VOM НЭП. дБ/мм, z —путь, пройденный звуком, мм.

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

2.1.5.    Эффективную частоту эхо-импульса МГц, вычисляют по формуле

<¹>

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

Дтя увеличения точности измерения допускается определять /₃ по спектру эхо-импульса. В этом случае эффективной частотой эхо-импульса f_t является частота, соответствующая максимуму спектра.

2.2. Метод измерения мгновенных значений импульсной характеристики I/\ длительности импульсной характеристики /_{яах (А)}, временных интервалов импульсной характеристики t']~' и импульсного

коэффициента преобразования К щ

2.2.1. Аппаратура

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

1

(50 ± I) Ом

Черт. 7

%

ГОСТ 23702-90 С. 5

Генератор видеоимпульсов (генератор ударного возбуждения УТ1НК) должен обеспечивать возбуждение НЭП импульсом тока экспоненциальной формы и иметь следующие параметры: амплитуда импульса тока на нагрузку С = 1000 пФ в пределах диапазона 2—15 А: длительность фронта _t й 1/2/мкс; постоянная времени экспоненциального импульса г = (1 //— т_{ф 4}) ± 0,1 // мкс, где /— номинальные значения частоты f_:V или f_t 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 • I0"^J — 1,0 В; уровень шумов не более 50 мкВ. Широкополосный 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 УГ1НК с отклонением в пределах допуска на входное сопрогиатение УПНК.

2.2.2. Подготовка и проведение измерений

Выбирают акустическую нагрузку, устанавливают на ней ПЭП и добиваются устойчивого повторения эхо-сигнала, как указано в п. 2.1.2.

Измеряют с помошью осциллографа значения параметров эхо-импульса U')'\ /*'\ t_N, U___(черт. 8) и максимальное значение импульса тока возбуждения.

in

О

il

Черт. 8

Параметры импульса тока возбуждения определяют измерением электрического напряжения на активном сопротивлении К_г включенном в цепь тока возбуждения ПЭП или подключенном к генератору через широкополосный трансформатор.

2.2.3. Импульсный коэффициент преобразования Кц/ , дБ, вычисляют по формуле

кVI * 20 lg

(3)

где U_mM — максимальное значение эхо-импульса, В; U_K — максимальное значение напряжения на сопротивлении Л,. В; R, — сопротиазение в цепи тока возбуждения ПЭП, Ом; К_с, — опорный

уровень tCyj я 1 В/Л.

7 - 2770

С. 6 ГОСТ 23702-90

2.2.4. Для повышения точности определения а " контактных ПЭМ по п. 2.2.3 допускается вводить поправку у, исключающую влияние ослабления эхо-сигнала в нагрузке, обусловленного затуханием звука. Для этого в исходную формулу (3) следует ввести слагаемое у, определенное в п. 2.1.4. Дтя иммерсионных ПЭП допускается вводить поправку IV, исключающую влияние ослабления эхо-сигнала при переходе звука через границу вода — плоский отражатель. Для этого в формулу (3) следует добавить слагаемое W, определенное в п. 2.1.4.

2.3. Метод измерения амплитудно-частотной характеристики K_VV{l/n (со), частоты максимума преобразования f_VV(VI) и ее отклонения от номинального значения, полосы пропускания Af_vv граничных частот полосы пропускания неравномерности амплитудно-частотной характеристики B_VLiU) и коэффициента преобразования    и    его    отклонения    от    номинального    значения

2.3.1. Аппаратура

Измерения следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 9 или 10.

^мпильеы _| Синхронизации

Инпдмсь^ CjJ MxPOhUSQuUiJ

/ — генератор радиоимпульсов; 2 — приемник; 3 — осциллограф: 4 — частота-мер: 5 — проверяемый ПЭП; 6 — акустическая нагрузка

г а ГГ I

/ — генератор импульсов возбуждения: 2 — приемник; 3 — осциллограф: V -анхшмгор спектра; 5— проверяемый ПЭП; 6 — акустическая нагрузка

Чсрг. 10

Установка, показанная на черт. 9. обеспечивает измерение методом, основанным на возбуждении ПЭП радиоимпульсом с прямоугольной огибающей и последующим измерением отношения амплитуд эхо-сигналов и импульсов возбуждения в разных точках рабочего диапазона частот, а установка, показанная на черт. 10. — методом, основанным на возбуждении ПЭП электрическим импульсом произвольной формы и последующим измерением отношения амплитуд огибающей спектра эхо-сигнала и огибающей спектра импульса возбуждения.

Генератор радиоимпульсов должен обеспечить возбуждение ПЭП радиоимпульсами с частотой заполнения 0,16—30,0 МГц, длительностью (5—15)/"' мке (/— частота заполнения. МГц), амплитудой напряжения не менее 5/“' В и иметь подавление сигналов в паузе между радиоимпульсами не менее 70 дБ.

Приемник должен обеспечить прием эхо-импульсов в диапазоне частот 0.16-30.0 МГц, иметь чувствительность не хуже 2 мВ, входное сопротивление не менее 20 Z_{n j} (<о) регулировку усиления 0—60 дБ с погрешностью не более 0,5 дБ. При работе в схеме черт. 10 приемник должен также обеспечить временное селектирование эхо-импульса с регулируемым интервалом пропускания 1 — 100 мкс. Широкополосный усилитель должен быть устойчив к перегрузкам сигналов генератора видеоимпульсов.

Частотомер должен иметь следующие параметры: диапазон частот 0.16—30,0 МГц; погрешность измерения частоты не более 0,1 %.

Генератор импульсов возбуждения должен иметь параметры: амплитуду напряжения импульсов возбуждения ПЭП не менее 6/"* и не более 600/"' В; длительность импульса в пределах диапазона (5—15)/~‘ мкс, где /— номинальное значение f_ut измеряемого ПЭП. МГц; подавление сигналов в паузе между импульсами не менее 80 дБ.

Анализатор спектра должен иметь следующие параметры: диапазон частот 0.16—30.0 МГц;

полосу пропускания, регулируемую в пределах 3—70 кГц.

Осциллограф и акустические нагрузки должны иметь параметры согласно п. 2.1.1.

Сопротивление R может быть включено как непосредственно в цепь тока возбуждения ПЭП. так и подключено к ней через широкополосный трансформатор.

98

ГОСТ 23702-90 С. 9

А (5:1)

Черт. 13

Материал — оргстекло, сталь 45, алюминиевый сплав Д16Т. Допуск плоскостности и параметры шероховатости рабочей поверхности должны соответствовать табл. I. Нагрузкой для иммерсионного ПЭГ1 служит вода.

Частотомер должен иметь параметры согласно п. 2.3.1.

2.4.2. Подготовка и проведение измерений

Выбирают акустическую нагрузку в зависимости от типа ПЭМ. Материал нагрузки должен быть таким же, как и материал нагрузки, используемой при измерении К_ьи, К",у. Если K^_v, K_VL. измерялись с использованием нагрузки из кварцевого стекла, то при определении Z" , следует использовать

нагрузку из алюминиевого сплава Д16Т. При определении электрического сопротивления Z , нагрузкой НЭП служит воздух, акустическое сопротивление которого считают равным нулю.

Подключают НЭП к установке, как показано на черт. 11. Контактные ПЭП устанавливают на акустическую нагрузку. При атом прямой ПЭП устанавливают согласно черт. 14, наклонный — черт. 15.

Измерение электрического сопротивления ПЭП выполняют сравнением с сопротивлением Z_t опорного конденсатора или резистора. Для этого устанавливают масштабы изображения на экране измерителя ЛЧХ и графопостроителя, обеспечивающие наибольшую точность измерения. Проводят запись на графопостроителе кривой Z_{lt t} (to) и меток частоты. Подключают вместо ПЭП опор-

Чсрт. 14

Чсрг. 15

ные    сопротивления Z], 2\ и проводят запись графиков зависимости Z f * от частоты. Значения

Z    выбирают такими, чтобы кривые зависимости Z ''¹ (со) легли в области минимума и максимума

кривой Z_n а (о>). Электрическое сопротивление Z_a а («) определяют, используя опорные значения

кривых Z . метки частоты и масштабы изображения. Значения    соответствуют    максимуму

(минимуму) кривой Z^ ^ (ю).

Значения Z_n . (со) можно также определять по кривой зависимости от Z _j (со) на экране измерителя ЛЧХ подбором Z_r при которых обеспечивается совпадение изображения Z (со) и Z _ (со) в точках минимума и максимума Z„ _а (<о). соответственно.

Сопротивления Z должны быть определены с погрешностью не более 2 %.

Для повышения точности измерений 2**2 , а также в случае, когда входное сопротивление измерителя ЛЧХ менее 20 Z_n t (со), допускается выполнять подключение ПЭП к измерителю ЛЧХ по схеме черт. !2, где / Z_ll£Z_ait(со) • (10—20). В этом случае на экране измерителя ЛЧХ наблюдается зависимость У_п > (со) = 1 / Z_n t (о>), а частотой резонанса является частота в точке максимума графика зависимости у£'_а(ю).

101

С. 10 ГОСТ 23702-90

2.5. Метод измерения коэффициент преобраювания K_eV{Ve}* частоты максимума преобразования f_9lполосы пропускания 6f_9V (1в(, неравномерности амплитудно-частотной характеристики

BpV(lb)

2.5.1.    Измеряют амплитудно-частотную характеристику K_vv (о>) и электрическое сопротивление

Z_XI j (<о), как указано п пп. 2.3, 2.4. Если выполнить измерение K_vv <<о) по п. 2.3. невозможно из-за большой длительности импульса возбуждения НЭП на уровне эхо-сигнала, то допускается использовать акустические    нагрузки,    имеющие значения Н больше указанных    в    табл.    1,    или    выполнять

измерения    К_иь (<о)    в теневом    варианте, используя для этого два дополнительных однотипных    НЭП.

установленных соосно с измеряемым ПЭГ1 на противоположной стороне акустической нагрузки. Проверяемый НЭП следует при этом подключить к приемнику.

2.5.2.    Вычисляют амплитудно-частотные характеристики K_aV (to), /^(to), дБ. по формулам:

(a»-10l_e[//^V,._i<e»(/r;_#/)²];    (И)

K_Va (со) = ^ K_tv «о) *10 lg[ HZ Г,., «о) (*,* )'*’ ],    (12)

где K_LV (to) — амплитудно-частотная характеристика. дБ;

Z— электрическое сопротивление НЭП. Ом; K_a°_V(Va} — опорный уровень, К ^ = I В/Па;

\К^ас1]= 1 Па/в): И - параметр взаимности, равный //?'*; «/— коэффициент затухания звука в

материале нагрузки на частоте /’, мм'¹.

При измерении K_vu в теневом варианте с использованием двух дополнительных ПЭП значения

каждого K_vv вычисляют по формуле = K_uv (/, k) + K_vv (/, /) — K_uv (/. A),

где /, k. I— 1,2, 3;    ^uu — коэффициент преобразования K_vv /-го ПЭП. дБ;

K_vu(/, к) = U'_n -f/f, — коэффициент преобразования преобразователей с номерами / и к, измеренный в теневом варианте; U‘_n — амплитуда напряжения эхо-нм пульса /-го ПЭП, дБ; {/* — амплитуда импульса возбуждения к-го ПЭП, дБ.

Значения И' вычисляют по формуле //' = //_Л1 ■Ю~^я'^/за. где Н_пх = 25/ pv; S— площадь рабочей поверхности ПЭП. м-; р — плотность материалов нагрузки, кг/м³; v — скорость звука в материале

нагрузки, м/с. Значения // для прямых ПЭП. нагруженных на воду, органическое стекло, алюминиевый сплав Д16Т, стань 45, приведены на черт. 16—20 для различных значений безразмерных параметров:

ка = 2л/'a/\r, kz~ 2nf‘ г/v,    (13)

где /'— частота, Гц; а — радиус (или половина стороны квадрата) пьезопластины, м; г — путь, пройденный акустическим сигналом в нагрузке, м.

Когда конструкция ПЭП или материал акустической нагрузки не позволяют воспользоваться для вычисления параметров взаимности черт. 16—20. значения // должны быть указаны в технических условиях на конкретный тип ПЭП.

102

ГОСТ 23702-90 С. 11

Значения параметра шаимности // для ПЭП с круглой пьеюплаетиной, нагруженного на воду 0    500    1ООО 1S00 2000 2500 Л000 3500    40Q0    ч$С0 <2

I - Ка - Ю; 2 - ка - IS: 3 — ка - 20; 4 - ка - 25; 5 - ка - 30: 6 - ка - 35; 7- ка - 40; 8 - ка - 50: 9 - ка - 60; 10 - ка - 70: II — ка - 80; 12 - ка - 90; 13 - ка - 100: Н - ка - 150: IS - ка - 160 - 400: 16 - ка - 500 - 1600

Черт. 16

Значения параметра в«анмноети II для ПЭП с квадратной ньеюплаетиной. нагруженного на воду

/ - ка - 10; 2 - ка - 20: 3 - ка - 25; 4 - ка - 30. S - ка - 35; 6 - ка - 40; 7- ка - 45: S - ка - 50; 9 - ка - 60; 10 - ка - 70; II- ка - 80; 12 - ка - 100; 13 - ка - 150; N - ка - 200 - 400

103

С. 12 ГОСТ 23702-90

Значения параметра взаимности // для ПЭН с круглой пьеюпластииой. нагруженного на органическое стекло

I - ка- 2.0. 2 - ка - 2.5; 3 — ка - 3.0. 4 - ка - 3.5; S - ка - 4.0: 6 - ка - 5.0; 7 - ка - 6.0; Я — ка - 7.5; 9 - ка - 10.0; 10- ка - 12.5; II - ка - 15,0; 12 - ка - 20.0; 13 - ка - 35

Черт. IS

Значения параметра взаимности // для ПЭП с круглой иьеюнластинон. натруженною на алюминиевый сплав Д16Т

I - ка - 10; 2 - ка - 12; 3 - ка - 14; 4 - ка - 16; 5 -    - 18; 6 — ка - 20; 7 — ка - 2S; S - ка - 30: 9- ка - 40; 10 - ка - 60 - 205

104

ГОСТ 23702-90 С. 13

Значения параметра вшнмности // для НЭП с круглой ньсмиыасгниой. нагруженного на сталь 45

I - ка - 2,0; 2- ка- S.0: J - ка - 7.5; 4 - ка - 10.0; 5 - ка - 12.0; 6 - ка - 14.0; 7 - ка - 16.0; S - ка - 1S.0;    9    -    ка    - 20.0: 10 - ка - 22.0;    //    -    ка - 26.0; II - ка - 26.0; 12 - ка - 30.0; 13 - ка - 40.0; 14- ка - 60.0 - 120.0

Чсрг. 20

2.5.3. Максимальные значения К_а1лШ (ш). измеренные по п. 2.5.2, являются коэффициентами преобразования К„_иа<д), а соответствующие частоты являются частотами f_aV{Vc) ■

Ширину полосы пропускания 4^_(йв), МГц, вычисляют по формуле

bfaUi.de) - /<U'We) ~ f aV    04)

^гД^е faf(ba)» f«v <vai ~ соответственно верхняя и нижняя границы интервала частот. МГц. включаю-

щего в себя f_aVil , на которых K_aVttMl (to) принимает значения на уровне минус 3 дБ.

Неравномерностъ амплитудно-частотной характеристики    (о>),    МГц.    вычисляют пофор-

муле

*«</<«., «■» = К Хм - К™_(т,    (15)

где    —    минимальные (максимальные) значения K_oU (to), K_La (со), соответственно.

в рабочей области частот ПЭГ1.

2.5.4. С целью повышения производительности измерений определение параметров f_eV{LW^дЛп1лзг    может    быть    выполнено    с    помощью    диэлектрических    преобразователей,    как    указано

в приложении 3, а определение K„_V(Lla), f_aUil,_e) — методом сравнения с НЭП того же типа, параметры которого измерены по пп. 2.5.1—2.5.3.

13 этих случаях допускается измерение K_{La (efn} выполнять на частоте, равной номинальному значению f_vu.

2.6. Метод измерения времеин распространения звука в призме т_пр

2.6.1. Аппаратура

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

8 — 2770

С. 16 ГОСТ 23702-90

Включают перемещение отражателя по координате Л", и записывают график диаграммы направленности на графопостроителе. На полученный [рафик наносят линию, соответствующую уровню 6 дБ.

Поворачивают Г1ЭП вокруг оси Х_} на угол ISO* и повторяют запись диаграммы направленности. Ось симметрии записанных графиков является геометрической осыо преобразователя.

Если измерения проводились с плоским отражателем, то для перевода полученного графика в диаграмму направленности P_t i2i необходимо масштаб записи увеличить в два раза, а значения ординат по оси У графопостроителя возвести в квадрат.

Если в стандартах или технических условиях на Г1Э11 конкретного типа не указаны пределы перемещения отражателя, измерение диаграммы направленности следует проводить до уровня не менее минус 20 дБ.

2.7.3. Обработка результатов измерений

Ширину диаграммы направленности 0. _(J) и угол ввода а (а) вычисляют по формулам:

⁰П2» = ^т/»'’ o. = mt_a\ a' = mt_a ,

где т — масштаб записи, ...'/ мм; /_в — ширина графика диаграммы направленности на уровне минус

6 дБ. мм; 1_и (/_а) — расстояние от максимума диаграммы направленности до геометрической оси преоб

разователя. мм. Отклонением угла ввода а(а') от его номинального значения является разность между значением, полученным по формуле 18, и номинальным значением.

Определяют по графику диаграммы напраапенности область ее основного лепестка. Для этого измеряют слева (справа) от точки /, _(J>, соответствующей значению диаграммы направленности на уровне минус 6 дБ, разность между минимумами диаграммы направленности и следующими за ними влево (вправо) максимумами. Ближайшую к точке /, ₍₂₎ точку минимума, в которой эта разность превышает 3 дБ, принимают за левую (правую) границу основного лепестка.

Уровнем боковых лепестков iV_e является разность в децибелах между максимальными значениями диаграммы направленности в области основного лепестка и вне его соответственно. Если на границе диаграммы направленности указанных минимумов нет, следует считать, что боковые лепестки отсутствуют.

2.8. Метол измерения угла ввода а(а') и его отклонения от номинального значения, ширины диаграммы направленности 9, _<2), отклонения точки ввода Д/, стрелы ПЭН /, уровня боковых лепестков Л_в контактных и контактно-иммерсионных НЭП

2.8.1. Аппаратура

Измерения следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 24.

Акустические нагрузки должны соответствовать черт. 25, 26 и табл. 2. Акустические нагрузки, соответствующие табл. 2, должны быть аттестованы по коэффициенту затухания в рабочем диапазоне

частоте погрешностью не более Да, г 1 /2Z. дБ / мм ( Z — высота // или радиус R нагрузки, мм).

Акустические нагрузки могут содержать в качестве отражателя одно или несколько цилиндрических отверстий или пазов. Паз, служащий отражаталем в нагрузке по черт. 26, может иметь в качестве образующей прямую линию или дугу окружности (черт. 26 — пунктирные линии).

Акустические naip> <ки для измерения /диаграммы направленности

пульсов:    2 — приемник; 3 — осциллограф; 4 — про-иерпеиый ПЭП; S— акустическая нагружа; 6 — уст-

Черг. 26

108

ГОСТ 23702-90 С. 17

Углы торцевых плоскостей акустических нагрузок по черт. 25 должны быть выполнены закругленными. асами эти плоскости допускается выполнять с наклоном к направлению распространения звуковой волны под углом arctg (а / 2L), где а — наибольший размер пьезопластины в рабочей плоскости, L — наименьшее возможное расстояние от ПЭГ1 до торцевой плоскости.

Устройство ориентации должно обеспечивать измерение расстояния от ПЭП до отражателя в направлении оси Х_х с погрешностью в пределах ±0.25 мм; в направлении, перпендикулярном к оси Х_х (по оси Х₂), — в пределах ±5 мм при измерении а, а'0, _(2| и автоматическое перемещение ПЭН по поверхности акустической нагрузки с вариацией акустического контакта не более I дБ при измерении ;V_e.

Генератор радиоимпульсов, приемник и осциллограф должны иметь значения параметров, указанные в п. 2.7.1.

2.8.2. Подготовка к измерению

Выбирают акустическую нагрузку в зависимости от частотного диапазона (табл. 2), типа ПЭП и измеряемого параметра. Схема расположения ПЭП на нагрузке должна соответствовать черт. 27—29. При этом каждой из указанных схем соответствуют следующие ПЭП: черт. 27 — прямые; черт. 28, 29 — наклонные. Схема черт. 28 соответствует измерению параметров диаграммы направленности /*,; схема 29 — Р.. Во всех случаях должно выполняться условие z* 3 £₀, где z — расстояние от ПЭП до отражателя; L_t — протяженность ближней зоны ПЭП.

Xf

С. 18 ГОСТ 23702-90

2.8.3. Выполнение измерений

2.8.3.1. Подключают ПЭГ1 к установке, притирая его к нагрузке и подстраивая частоту генератора и области номинального значения проверяемого ПЭП, добиваются устойчивого повторения максимального значения эхо-импульса. Устанавливают регулировками приемника и осциллографа амплитуду

эхо-сигнала, равной М делениям шкалы экрана. Определяют расстояния /,(/,) или Л„ указанные на черт. 27—29, используя устройство ориентации.

Значения /,(/, ). /, отсчитывают для прямых ПЭП от геометрического центра в плоскости рабочей поверхности ПЭП; для наклонных ПЭП — от метки точки ввода, а в случае ее отсутствия — от точки, указанной в технических условиях на ПЭП.

Угол ввода « для прямых ПЭП и а' для наклонных ПЭП вычисляют по формулам:

а * arctg-^-;    (19)

а & arctg-^-.    (20)

где /,, Л,, /,, А, — расстояния от ПЭП до отражателя, показанные на черт. 27. 29.

Угол ввода сх и отклонение точки ввода Д/ для наклонных ПЭП вычисляют по формулам:

л

а - arctg—;-;    (21)

‘ ^Ai

_в /|Л| - t\h\

Л/ =    —,    (22)

*i - *i

где /,, Л,    —    расстояния    от    ПЭП    до    отражателя при положении ПЭП в точке а («'), показанной

на черт. 28.

Отклонением угла ввода а(а') от его номинального значения является разность между значением а(а'), полученным по формулах! 19—21, и номинальным значением.

При положительных значениях Д/ фактическая точка ввода смещена вправо от имеющейся метки на ПЭП; при отрицательных Д/ — влево.

Стрела ПЭП / равна сумме расстояния от имеющейся метки на ПЭП до его передней грани и значения д/, полученного в результате измерений.

2.8.3.2. Увеличивают усиление приемника на 6 дБ и. перемещая преобразователь в обе стороны от первоначального положения в направлении X, (Л",), указанном стрелкой на черт. 27—29. определяют значение 0, (О,), равное расстоянию между положениями ПЭП, в которых амплитуды эхо-сигналов равны Л/ делениям шкалы экрана.

2.Х.3.3. Определяют <х' и 0, прямого ПЭП, как указано в п. 2.8.З.1. предварительно повернувего на 90" относительно положения, занимаемого при определении а. ©,.

2.8.3.4. Измерение уровня боковых лепестков. Проводят автоматическое перемещение ПЭП вдоль оси \\(Х₂) и измеряют наибольшее значение амплитуды эхо-сигнала. Перемещают ПЭП влево (вправо) вдоль оси -¥,(*,) от положения, в котором были определены в, _<2>, удаляясь от точки /, (/₂). Фиксируют ближайшее к /,(/,) положение /_Л., соответствующее минимуму эхо-сигнала, когда разность между значениями эхо-сигнала в этом минимуме и в следующем за ним максимуме превышает ЗдБ. Значение /_Л принимают за левую (правую) границу основного лепестка.

Уровнем боковых лепестков jV₀, дБ. является разность между максимальными значениями эхо-сигнала в области основного лепестка диаграммы направленности и вне его.

Если при перемещении ПЭП вдоль оси Х_х(Х₂) указанных минимумов нет, следует считать, что боковые лепестки отсутствуют.

2.Н.З.5. Для увеличения точности измерения fx. а' и Д/ определение максимального значения эхо-сигнала следует проводить при введенной отсечке шумов, а для уменьшения погрешности из-за

ПО

ГОСТ 23702-90 С. 19

нестабильности акустического контакта измерения следует повторить пять раз и вычислить среднеарифметическое значения а, а' и Д/.

Примечай и я:

1.    Если на корпусе ПЭП имеется мет ка или шкала для определения точки ввода, то допускается измерение а. в, для наклонных ПЭП выполнять на акустической нагрузке, указанной на черт. 27. В этом случае угол а вычисляют по формуле (19).

2.    Для контактных и иммерсионных ПЭП. предназначенных для работы только в режиме излучения или

приема, а также .тля низкочастотных ПЭП    S    1,25 МГц) измерения диаграммы направленности допус

кается выполнять в иммерсионном варианте, используя вместо сферического отражателя ненаправленный измерительный преобразователь. В этом случае вход приемника подключают к измерительному преобразователю, а определение (-), ₍₁₎ проводят на уровне 3 дБ.

2.9. Метод измерения фокусного расстояния F н протяженности фокальной области К, ₍₂ ,,

2.9.1.    Аппаратура

Измерения следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 30.

Иммерсионная ванна должна содержать узлы фиксации ПЭП и отражателя и совместно с механизмом перемещения по координатам Х_х, Л",, X, обеспечить перемещение отражателя и (или) ПЭП в диапазонах не менее: по X_r X, — от 0 до 80,0 мм; по Х₃ — от 0 до 250 мм.

Погрешность определения местонахождения преобразователя относительно ПЭП — не более 0,25 мм.

Сферические отражатели должны иметь диаметры: 1,0; 2,0;

5,0 мм.

Генератор, приемник, осциллограф, графопостроитель должны иметь значения параметров, указанные в п. 2.7.

Установка должна обеспечить запись линейного перемещения отражателя по координатам X_r X, с погрешностью не более 1.5 %.

Метод проверки масштаба записи прнведен в приложении 4.

2.9.2.    Подготовка и проведение измерений

Устанавливают в устройство фиксации сферический отражатель, удовлетворяющий условиям:

/ — иммперсиоиная панки: 2 — утвл фиксации отражателя; 3 — плоский отражатель: 4 — сферический oipa-жатель, S — узел фиксации ПЭП: 6 — проверяемый ПЭП; 7 — механизм перемещения по координатам ЛГ,. ,V,. .V,; S— граф|>пос1рои1ель: 9— приемник: 10— гснераюр радиоимпульсом; V/ - осциллограф

d й 1 мм при f_{l Vi3)} > 10,0 МГц;

(1й 2 мм при 10.0 МГц й/_{t Ma)} 5 1.0 МГц;

d й 5 мм при f_VCM < 1,0 МГц.

Устанавливают ПЭП таким образом, чтобы его акустическая ось была параллельна направлению перемещения по координате Х_у Для этого располагают ПЭП на расстоянии it2P{F— номинальное значение фокусного расстояния) от плоского отражателя и, регулируя ориентацию ПЭП относительно отражателя и частоту генератора, добиваются наибольшего значения эхо-сигнала. Устанавливают ПЭП над сферическим отражателем и. перемещая отражатель по направлениям Aj, Л^-,, Л'₃, добиваются наибольшего значения эхо-сигнала. При этом показания шкал механизма перемещения по координатах! Х_х = а. X, =<?. Х_} = с в дальнейшем принимают за координаты центра фокусного пятна. Значение X.. мм, является фокусным расстоянием ПЭП. Проводят запись огибающей эхо-сигналов при перемещении по координатам X_t при Xi = в, Л", = с; Х₂ при X_t = а, Х₃ = с и Х₃ при Л", = а, Х₂ = в.

2.9.3.    Размеры фокальной области к-,, к,, к_} вычисляют по формуле

к, = т₍ /„ /=1,2.3,    (23)

где т. — масштаб записи по соответствующей оси; / — ширина соответствующего графика на уровне минус 6 дБ. мм.

Примечания:

1.    Допускается вместо сферического отражателя использовать нитевой отражатель, представляющий собой металлическую проволоку диаметром менее 0,5 мм.

2.    Если у проверяемого ПЭП нормируют только фокусное расстояние, то допускается использовать при измерении только плоский отражатель.

111

С. 20 ГОСТ 23702-90

2.10. Метод измерения ЛРД-лнаграммы, функции эхо-сигнала от дефекта С(г), уровня эхо-снгна-ла от дефекта С, _{<2 3)} и функции эхо-сигнала от дна D(z)

2.10.1. Аппаратура

Измерения контактных и контактно-иммерсионных ПЭГ1 следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 31. иммерсионных ПЭП — на черт. 32. Акустический бассейн и координатный механизм должны иметь устройство фиксации ПЭП и стандартного образна и обеспечить перемещение ПЭП относительно стандартного образца (или стандартного образна относительно ПЭП) по координатам .V,. А”,, Х₃ в пределах от 25 до 400 мм; погрешность установки расстояния по координате X, не более ±1 мм. Электронный блок УПНК, стандартные образцы и акустические нагрузки должны соответствовать требованиям пп. 1.7, 1.9 и табл. 1.

I — электронный блок УПНК.про-    / — акустический бассейн; 2 — уст* веряечшн ПЭП; 3 — стандартный    обра-    ропство фиксации стандартного образ- -jeu (акустическая иагрудка)    на: J — стандартный обрами: 4— про всрясммН ПЭП: 5 — устройство <|ihk-Черт. 31    самим ПЭП: 6— координатный меха- миди; 7— электронный блок УПНК

Черт. 32

2.10.2. Подготовка и проведение измерений

2.10.2.1.    Измерения на установке по черт. 31 проводят следующим образом. Калибруют электроакустический тракт УПНК. для чего отключают некалиброванную регулировку усиления УПНК и устанавливают аттенюатором ослабление согласно техническим условиям на ПЭП конкретных типов.

Устанавливают проверяемый НЭП на акустическую нагрузку или стандартный образец и добиваются устойчивого повторения максимального эхо-сигнала от дна или искусственного дефекта. Устанавливают регулировкой выходного напряжения генератора УПНК. а при его отсутствии — некалиброванной регулировкой усиления стандартный уровень этого эхо-сигнала (стандартный уровень — уровень. равный '/₂ вертикальной шкалы ЭЛТ УПНК).

При калибровке электроакустического тракта по данному эхо-сигналу размеры акустических нагрузок (// и R) по черт. 2 и 3 выбирают минимально возможными, для которых погрешностью, вызванной наличием шумов в области донного эхо-сигнала при положении аттенюатора УПНК. соответствующем стандартному уровню эхо-сигнала, можно пренебречь. Если при максимальном ослаблении аттенюатора УПНК (при отсутствии регулировки выходного напряжения генератора и некалиброванной регулировки усиления) не устанавливается стандартный уровень донного эхо-сигнала, допускается использовать внешний аттенюатор, входное и выходное сопротивления которого равны входному сопротивлению УПНК с отклонением в пределах допуска на входное сопротивление УПНК.

При калибровке электроакустического тракта по эхо-сигналу от искусственного дефекта выбирают стандартный образец, обеспечивающий получение уровня эхо-сигнала от дефекта С’,.

2.10.2.2.    Устанавливают проверяемый ПЭП на стандартный образец с искусственным дефектом и добиваются повторения максимального значения эхо-сигнала от этого отражателя. Аттенюатором УПНК устанавливают уровень эхо-сигнала, равный стандартному, и записывают показания аттенюатора, глубину 'залегания или расстояния до искусственного дефекта и его диаметр. Измерения повторяют для других глубин залегания или расстояний до искусственных дефектов. Полученная зависимость показа-

112

ГОСТ 23702-90 С. 21

ния аттенюатора от глубины залегания искусственного дефекта (расстояния до него) является функцией эхо-сигнала от дефекта С (г).

2.10.2.3.    Уровни эхо-сигналов С,, C_v С\ определяют по измеренной функции эхо-сигналов от дефектов одного диаметра или непосредственно по п. 2.10.2.2 для дефекта с заданными диаметром и глубиной залегания (расстоянием до него).

2.10.2.4.    Устанавливают проверяемый ПЭП на акустические нагрузки и стандартные образцы согласно черт. 4. 5 и добиваются повторения максимального значения эхо-сигнала от дна (угла, поверхности), как указано в п. 2.1.2. Аттенюатором УПН К устанавливают уровень эхо-сигнала, равный стандартному, и записывают показания аттенюатора и значения //(или R. L). Полученная зависимость показания аттенюатора от значения //(или R, /.) является функцией эхо-сигнала от дна D(z)-

Графическое изображение измеренных функций С(г) для различных диаметров искусственного отражателя и D(z) является ЛРД-диаграммой.

На черт. 33 показан пример хода функций C(z) и D(z) ЛРД-днаграммы.

Если ПЭП предназначен для обнаружения дефектов с отражающей способностью, эквивалентной отражению от дна. то функция эхо-сигнала от дна D(z) равна функции эхо-сигнала от дефекта С(£).

2.10.2.5.    Измерения на установке по черт. 32 выполняют следующим образом. Устанавливают в иммерсионной ванне стандартный образец с искусственным дефектом так, чтобы рабочая плоскость стандартного образна была перпендикулярна оси Л',. Устанавливают проверяемый ПЭП над стандартным образцом на расстоянии, указанном в технических условиях на ПЭП конкретного типа, и, изменяя координаты X_r X, и ориентацию ПЭП относительно стандартного образца, добиваются повторения максимального значения эхо-сигнала от искусственного дефекта. Аттенюатором УПНК устанавливают уровень эхо-сигнала, равный стандартному, и записывают показания аттенюатора. диаметр искусственного дефекта и глубину его залегания. Сохраняя неизмененным расстояние между проверяемым ПЭП и верхней плоскостью стандартных образцов, измерения повторяют для других глубин залегания искусственных дефектов данного диаметра.

Полученная зависимость показаний аттенюатора от глубины залегания искусственного отражателя является функцией эхо-сигнала от дефекта C(z).

2.10.2.6.    Уровни эхо-сигналов С,. С₂, С\ определяют по измеренной функции эхо-сигналов от дефектов одного диаметра или непосредственно по п. 2.10.2.5 для дефектов с заданными диаметром и глубиной залегания.

2.10.2.7.    Устанавливают согласно п. 2.10.2.5 проверяемый ПЭП над стандартным образцом и, изменяя координаты Х^Х, и ориентацию ПЭП относительно стандартного образца, добиваются повторения максимального значения эхо-сигнала от дна. При этом необходимо обеспечить условия свободной поверхности дна стандартного образца созданием между ним и водой воздушного зазора. Аттенюатором Уц НК устанавливают уровень эхо-сигнала от дна. равный стандартному, и записывают показания аттенюатора и высоту стандартного образца.

Сохраняя неизменным расстояние между проверяемым ПЭП и верхней поверхностью стандартного образца, измерения повторяют для других значений Н стандартного образца. Полученная зависимость показания аттенюатора от высоты стандартного образна является функцией эхо-сигнала от дна D(z)-

2.10.2.8.    Для повышения точности измерения АРД-диаграммы. функции эхо-сигнала от дефекта, уровня эхо-сигнала от дефекта и функции эхо-сигнала от дна используют осциллограф, на вход которого подают видеосигнал с УПНК. В этом случае на экране осциллографа определяют уровень, равный стандартному, и на этом уровне измеряют значения перечисленных параметров.

В дефектоскопах с цифровым индикатором амплитуды ее отсчет проводят в пределах диапазона измерения отношения амплитуд входных сигналов по цифровому индикатору.

2.11. Метод измерения функции шума А (г) (A (t)|, длительности шумов \_л, уровня шумов

Л. ^И АЧ

2.11.1. Аппаратура

Измерения следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 31. Допускается

Ч-2770    ИЗ

С. 22 ГОСТ 23702-90

проводить измерения функции шума и ее параметров акустически неиагруженпых ПЭП, если это приводит к увеличению уровней и длительности шума.

Электронный блок УГ1НК. акустические нагрузки и стандартные образцы должны соответствовать пп. 1.7, 1.9 и табл. I. осциллограф — п. 2.1.

2.11.2. Подготовка и проведение измерений

2.11.2.1.    Выставляют стандартный уровень эхо-сигнала согласно п. 2.10.2.1 и. установив проверяемый ПЭП на стандартный образец по п. 2.11.1, добиваются устойчивого повторения максимального значения эхо-сигнала, как указано в п. 2.1.2. Используемые при измерениях стандартные образцы должны исключать наличие эхо-сигнала во временной области, для которой измеряют функцию шума.

2.11.2.2.    Устанавливают аттенюатором У11Н К на требуемом расстоянии от начала переднего фронта импульса возбуждения УПНК уровень шума, равный 1/2 стандартною, и записывают показания аттенюатора и расстояние (или длительность) от начала переднего фронта импульса возбуждения УПНК. на котором установлен измеряемый уровень шума. Измерения повторяют для других расстояний (длительностей). Полученная зависимость показаний аттенюатора от расстояния ’(длительности t) является функцией шума А (г) |или Л (t)j.

На черт. 33 показан пример хода функции А (г).

Допускается и обратная последовательность измерения, при которой длительность шумов при различных положениях аттенюатора У11Н К отсчитывают на уровне 1/2 стандартного. Считывания длительности шумов проводят по экрану УПНК после его предварительной калибровки. Для повышения точности отсчета длительности шумов может быть использован осциллограф, на вход которого подают видеосигнал с УПНК. В этом случае на экране осциллографа определяют уровень, равный 1/2 стандартного, и на этом уровне определяют длительность шумов при различных положениях аттенюатора У Г1 НК.

2.11.2.3.    Длительность шумов х_л (черт. 33), соответствующую заданному уровню шумов, определяют по измеренной функции шума или непосредственно описанным в п. 2.11.2.2 методом для заданного уровня шумов.

2.11.2.4.    Уровень шумов Л_и и уровень шумов A_t (черт. 33) определяют по измеренной функции шума или непосредственно описанным в п. 2.11.2.2 методом для заданного временного интервала Ат и заданного момента времени т,.

2.11.3. Если из-за нелинейных явлений в УПНК во временной области, прилегающей к импульсу возбуждения, погрешность измеренной функции шума и ее параметров превышает допустимую, измерения прямых совмещенных ПЭП следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 34.

Генератор импульсов должен иметь следующие параметры: диапазон амплитуд выходного напряжения на нагрузке 500 0м не менее 1,0—20,0 В; диапазон длительностей импульсов не менее 0.4—100.0 мкс; диапазон задержки основного импульса относительно синхроимпульса не менее 0,1 —Ю.О⁵ мкс; диапазон частот следования импульсов не менее 10.0—20 • 10³ Гц.

Вспомогательный ПЭП — прямой совмещенный ПЭП с номинальной частотой f_uv, равной номинальной частоте f_vv проверяемого ПЭП.

tu>*«P0>*«Wuuu

КЗ— генераторы импульсов. 2 — осциллограф; 4. S — электронные блоки УПНК: 5 — проверяемый ПЭП: 6 — стандартный обрами:    7—    вспомогательный ПЭП

Электронный блок УПНК X — того же типа, что и основной электронный блок УПНК 4 проверяемого ПЭП. Допускается вместо электронного блока УПНК 8использовать только его генератор импульсов возбуждения ПЭП.

Электронный блок УПНК, акустические нагрузки и стандартные образцы должны соответствовать пп. 1.7, 1.9 и табл. 1, осциллограф — п. 2.1. Используемые при измерениях стандартные образцы должны исключать наличие эхо-сигнала во временной области, для которой измеряют функцию шума.

2.11.4. Подготовка и проведение измерений 2.11.4.1. Выставляют стандартный уровень эхо-сигнала проверяемого ПЭП согласно п. 2.10.2.1 и. установив проверяемый и вспомогательный ПЭП на стандартный образец согласно черт. 34. добиваются максимального значения амплитуды контрольного импульса

114

ГОСТ 23702-90 С. 23

(контрольный импульс — импульс, прошедший через акустическую нагрузку от вспомогательного НЭП), перемещая ПЭН относительно друг друга по поверхности стандартного образца.

2.11.4.2. Устанавливают электронным блоком УПНК <?амплитуду контрольного импульса, равную стандартному уровню. Устанавливают задержку генератора импульсов J, равную нулю, и, регулируя задержку генератора импульсов /. совмещают по экрану осциллографа начало контрольного импульса с началом переднего фронта импульса возбуждения УГ1Н К. Длительность задержки генератора импульсов /должна оставаться неизменной до окончания измерения. Перемешают с помощью генератора импульсов 3 контрольный импульс в положение, где его амплитуда изменяется на ±2 дБ по отношению к первоначальной (черт. 35). Если контрольный импульс, «сливаясь* с шумами, не изменяет амплитуду на ±2 дБ. его устанавливают в положение, где ‘■провал* между контрольным импульсом и импульсом шумов составляют 6 дБ (черт. 36).

/ — импульс шума: 2 — нерпоначальное положение контрольного импульса. 3 — положение коит-рольного им!1>;|ьса и режиме отсчета; 4 — ионный j.vo-сигнал

/ — импульс шума: 2 — периона-чальное положение контрольного импульса; J — положение контрольного импульса а режиме от* счета; •/ - ионный эхо-сигнал

Черт. 36

Длительность задержки генератора импульсов 3, определяющая положение контрольного импульса согласно черт. 35 и 36, яатяется длительностью шумов для данного уровня шума, который в исходном положении аттенюатора электронного блока УПНК 4 принимают за нуль. Измерения повторяют для других положений аттенюатора электронного блока УПНК 4, поддерживая амплитуду контрольного импульса равной стандартному уровню. Полученная зависимость показаний аттенюатора от расстояния (длительности), измеренного от начала переднего фронта импульса возбуждения УП Н К. является функцией Л (г) или А (т).

2.11.4.3.    Длительность шумов \_л, соответствующую заданному уровню шумов, определяют по измеренной функции шума или непосредственно описанным методом для заданного уровня шумов.

2.11.4.4.    Уровень шумов А_и и уровень шумов А₍ определяют по измеренной функции шума.

2.11.4.5.    Последовательность действий и используемые органы управления при измерении параметров ПЭП, приведенные в пп. 2.10. 2.11, соответствуют случаю, когда индикатором в УПНК яапяется электронно-лучевая трубка. При других индикаторах в УПНК последовательность действий и используемые органы управления при измерениях параметров ПЭП по пп. 2.10, 2.11 должны быть указаны в технических условиях на НЭП конкретного типа. При этом допускается использовать осциллограф в качестве индикатора и измерителя параметров. Измерение параметров А_г Л_дт и х_л для НЭП, предназначенных для работы в непрерывном режиме, выполняют с генератором, тип которого устанавливают в технических условиях на ПЭП или УПНК. в состав которого входит ПЭП.

2.12. Метод измерения отношения сигнал/шум А₍

2.12.1. Измерения контактных ПЭП следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 1, иммерсионных — на черт. 32.

Раздельно-совмещенные ПЭП допускается подключать к осциллографу через пассивный четырехполюсник с полосой пропускания не уже полосы пропускания приемника УПНК и значением модуля входного электрического сопротивления не менее 10 2^, ₃, где у' , — максимальное значение Z_a а (ы) в рабочей области частот.

Электронный блок УПНК. стандартные образцы должны соответствовать пп. 1.7, 1.9 и табл. 1, осциллограф — п. 2.1. Если уровень эхо-сигнала недостаточен для непосредственного измерения осциллографом, то его необходимо предварительно усилить полосовым усилителем-ограничителем.

115

С. 24 ГОСТ 23702-90

2.12.2.    Подготовка к проведению измерений

Устанавливают контактный ПЭГ1 на акустическую нагрузку или стандартный образец. Добиваются устойчивого повторения максимального значения эхо-сигнала для контактного НЭП, как указано в п. 2.1.2, для иммерсионного — в п. 2.10.2.5. В качестве эхо-сигнала для ПЭП, работающих с толщиномерами и структурос копа ми, используют отражение от дна, для ПЭП, работающих с дефектоскопами, — отражение от определенного отражателя.

2.12.3.    Измеряют амплитуды (или размах) или мгновенное значение U* эхо-сигнала и шума в

точках, указанных в технических условиях на ПЭП конкретного типа. Для измерения амплитуды (или размаха) шума в точке измерения амплитуды (или размаха) эхо-сигнала ПЭП устанавливают на акутнческую нагрузку или стандартный образец, не дающие отражения в точке измерения шума. Допускается проводить измерения амплитуды (или размаха) шума акустически ненагруженных ПЭП.

Если в диапазоне контроля или измерения толщин функция шума является немонотонно убывающей, то обязательным является измерение амплитуды (или размаха) шума в экстремальных точках и амплитуды (или размаха) эхо-сигнала в области, прилегающей к этим экстремальным точкам.

2.12.4.    Обработка результатов измерений

Отношение сигнал/шум А_е, дБ. являющееся наименьшим в диапазоне контроля или измерения толщин, вычисляют по формуле

А_с - 20lg^-,

где U— амплитуда (или размах) напряжения эхо-сигнала на ПЭП или мгновенное значение эхо-

импульса    В;    0'_ш    —    амплитуда    (или    размах)    напряжения    шума    на    ПЭП    в    точке    изме-

рения эхо-сигнала на ПЭП. В.

2.13.    Метод измерения функций влияния шероховатости Ф_и и кривизны Ф^

2.13.    (.Аппаратура

Измерение функций влияния для контактных ПЭП следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 1, для иммерсионных — на черт. 32.

Электронный блок УЛИК и стандартные образцы должны соответствовать пп. 1.7, 1.9. акустический бассейн и координатный механизм — п. 2.10.1.

2.13.2.    Подготовка и проведение измерений

Измерение функций влияния шероховатости и кривизны на параметры ПЭП проводят следующим образом:

определяют отношение сигнал/шум Л по п. 2.12, а мгновенные значения эхо-импульса U —

по п. 2.1 на стандартном образце без влияющих факторов и на стандартном образце с влияющим фактором (шероховатости или кривизны).

2.13.3.    Фу нкцию влияния на отношение сигнал/шум Ф_ш(к|, дБ, определяют по формуле

(25)

где Л. (/). А_е — отношение сигнал/шум на образцах с влияющим фактором и без него, дБ.

Функцию влияния на мгновенное значение эхо-импульса Ф_ш|к|. дБ. определяют по формуле

(26)

где О'},'' {i),U у,'* — мгновенные значения эхо-импульса на образце с влияющим фактором и без него, дБ.

2.14. Метод измерения функции влияиия акустического контакта Ф_я

2.14.1. Аппаратура

Измерения следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 37.

116

ГОСТ 23702-90 С.

Содержание

1.    Общие требования.........................................

2.    Методы измерений и испытаний..................................

2.1.    Метод измерений импульсного коэффициента преобразования K*_v, мгновенных значений эхо-

импульса U _/х. , их отклонений от номинальных значений, временных интервалов эхо-импульса /*''\ длительности эхо-импульса ^_т«(А')» эффективной частоты эхо-импульса и ее отклонения от номинатыкио значения.............................

2.2.    Метод измерения мгновенных значений импульсной характеристики U '■"¹, длительности импуль

сной характеристики /_{пшж ( V|}. временных интервалов импульсной характеристики /*⁽ ’ и импульсного коэффициента преобразования К _ut...........................

2.3.    Метод измерения амплитудно-частотной характеристики K_vc,_<vtl (со), частоты максимума преоб

разования /(,</((./> и се отклонения от номинального значения, полосы пропускания Af_l%, _tU/l. граничных частот полосы пропускания /_и./_л. неравномерности амплитудно-частотной характеристики B_0L, _(W) и коэффициента преобразования K_LV<VII и его отклонения от номинального значится.................*..........................

2.4.    Метод измерения электрического сопротивления ПЭП 2“^ (со),    ,    Z* "₃..........

2.5.    Метод измерения коэффициента преобразования K_eV(tfav частоты максимума преобразования fai'u-ar полосы пропускания $f_au Wo)' неравномерности амплитудно-частотной характеристики

Вооа *з>...........................................

2.6.    Мстоа измерения времени распространения звука в призме т_1Ч>..................

2.7.    Метод измерения угла ввода а(а') и его отклонения от номинального значения, ширины диаграммы направленности 0, _(2| уровня боковых лепестков А’_е иммерсионных ПЭП..........

2.8.    Метод измерения утла ввода «(«') и его отклонения от номинального значения, ширины диаграм

мы направленности 0, ₍₂₎. отклонения точки ввода Л/, стрелы ПЭП /, уровня боковых лепестков >\_в контактных и контактно-иммерсионных ПЭП.......................

2.9.    Метод измерения фокусного расстояния F и протяженности фокальной области к,,, ₃₎.....

2.10.    Метод измерения АРД-диаграммы, функции эхо-сигнала от дефекта С (г), уровня эхо-сигнала от

дефекта С, _(13> и функции эхо-сигнала от дна D(z).......................

2.11.    Метод измерения функции шума А (г) [А (т)|, длительности шумов . уровня шумов А_м и А,. .

112. Метод измерения отношения сигнал/шум Д...........................

2.13. Метод измерения функций влияния шероховатости Ф_ш и кривизны Ф,.............

214. Метод измерения функции влияния акустического контакта Ф_л..................

2.15.    Метод измерения функции влияния температуры 0,.......................

2.16.    Методы испытаний ПЭП тта устойчивость и прочность к воздействию климатических и механических (|х1кторов при эксттлуитшши................................

2.17.    Методы котроля показателей надежности ПЭП.......................

2.18.    Метод измерения среднею уровня звукового давления или колебательной скорости, или интенсивности ультразвука в зоне контакта П ЭП с телом оператора.................

2.19.    Метод испытания ПЭП на устойчивость к индустриальным радиопомехам............

2.20.    Проверка требований к конструкции ПЭП...........................

3.    Нормы точности измерений...................................

4.    Оформление результатов измерений и испытаний.........................

5.    Требошння безопасности....................................

Приложение 1...........................................

Приложение 2...........................................

Приложение 3...........................................

Приложение 4...........................................

Приложение 5...........................................

127