ГОСТ 23702-90

Группа П19

                       М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й                                      С Т А Н Д А Р Т


                                                Контроль нератрушающнй

                                     ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ
                                                                                                         ГОСТ
                                                    Методы испытаний                                  2 3 7 0 2 -9 0
                                 Nondestructive testing. Ultrasonic transducers. Test methods

                       МКС 19.1(10
                       ОКП 42 7619

                                                                                                   Дата введения 01.01.92


                            Настоящий стандарт распространяется на ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи по
                       ГОСТ 26266 (далее — 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 —
                       УМ НК) 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 ПЭН приведен в ГОСТ 26266.

                                                               1. О БЩ И Е 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 дааление (96 ± 10) кПа;
                             - относительная влажность воздуха (60 ± 15) %.
                             1.2. Напряжение и частота переменного тока питания измерительной аппаратуры должны соответ­
                       ствовать требованиям стандартов и технических условий на приборы конкретного типа.
                             Вибрации, внешние электрические и магнитные поля должны находиться в пределах, установ­
                       ленных в стандартах и технических условиях на УПНК и измерительную аппаратуру.
                             1.3. Время прогрева приборов, используемых при проведении измерений, устанавливают в соот­
                       ветствии 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 ПЭП с УПНК предусматривает использование согласующих уст­
                       ройств (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 электри­
                       ческого сопротивления подключают ПЭП к измерительной установке кабелем, если его длина
                       не менее 500 мм, в противном случае — соединительным кабелем, имеющих» 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 совместное УПНК, следует проводить с элект­
                       ронным 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 прием­
                       ника.


                       Издание официальное                                                         Перепечатка воспрещена
                            *

                                                                              93




система сертификации

С. 2 ГОСТ 2 3 7 0 2 -9 0

     1.8. При проведении измерений временную регулировку чувствительности и отсечку электронных
блоков УГ1НК 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 снгнал/шум. функции шумов и функции влияния, а также требо­
вания к стандартным образцам, используемым при измерениях импульсного коэффициента преобра­
зования Куц и мгновенных значений эхо-импульса 0 '                      , должны быть указаны в технических
условиях на ПЭЛ 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 отра­
жателей согласно приложению 1.
     1.11. При выполнении измерений параметров контактных ПЭП перед их установкой на акусти­
ческие нагрузки или стандартные образцы рабочие поверхности акустических нагрузок и стандартных
образцов необходимо смазать контактной жидкостью, тип которой устанавливают в технических усло­
виях 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 при­
веден в приложении 2.

                            2. МЕТОДЫ И ЗМ ЕРЕН И Й И ИСПЫ ТАНИЙ


      2.1.        Метод измерения импульсного коэффициента преобразования К                        мгновенных значений эхо-

импульса           их отклонений от номинальных значений, временных интервалов эхо-импульса 7 ‘*~\

длительности эхо-импульса / и, x<jy>» эффективной частоты эхо-имнульса f t и ее отклонения от
номинального значения
     2.1.1. Аппаратура
     Измерения параметров совмещенных ПЭП следует проводить на установке, схема которой при­
ведена на черт. 1.



   т                        I — э л о л р о м и м й блок У П Н К : 2 — проверяем ы й П Э П . J — акустическая нагрузка или
                                                       стандартны й обр азен : 4 — осциллограф

                                                                        Черт. 1
    1 л         LL

     При измерении параметров раздельно-совмещенных ПЭП излучающий преобразователь подклю­
чают 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 2 3 7 0 2 -9 0 С. 3

                                                                                                  Таблица I
                                        Параметры акустических натру ток
                                       Параметр
                             Bucoia // шерохова­           Допуск                              Длина
Диапазон                     или       тости по Допуск ИИЛИМД* Затуха­          Скорость       {диа­    Шприма
 частот,     Материал        ралиус R. ГОСТ      плоскост­ ричмости Р ние щука   звука.        метр) L. S. мм.
  МГц                        им        27S9.     ности м   м допуск   иг дБ/мм.   м/с          мм. не не менее
                                       мкм. не             параллель  КС более                 менее
                                       бо.тес              пости К

0.16-1.0     Органичес­ 75 ± 1,        Rz 20.0     0,05         0,1    0,1     27101 100          250      200
           кое стекло по 125 ±1
           ГОСТ 17622

1.0-14.0     Алюминие­ 25 ± 0,5, Ra 2.5            0.02         0.04   0,05    64201 100          90        70
           вый сплавД16Т 50 ±0,75
           по ГОСТ 4784

0,6—7,5 Сталь 45 но          25 ± 0.5, Ra 0.63     0.02         0.04   0,05    5915 1 100         90        70
        ГОСТ 1050            50 ± 0,75,
                             75 ± 1

5.0-30,0 Стекло квар­ 25 ± 0,5, Ra 0.32            0.01         0,02   0,05    59701 100          50
         цевое по ГОСТ 50 ± 0,75
         15130

    П р и м е ч а н и е — Вместо алюминиевого сплава Д16Т допускается испилыонагь сплав Д16ТПП по
ГОСТ 21488, если значения скорости и затухании звука в нем такие, как приведенные в габл. I.

      Акустические нагрузки должны быть аттестованы по коэффициенту затухания в рабочем диапа­
зоне частот с погрешностью Да, £ 1 / (2г), дБ / мм (г — высота // или радиус R нагрузки, мм).
      Акустической нагрузкой иммерсионных НЭП служит питьевая вода по ГОСТ 2874\ в которой
на расстоянии z от НЭП находится плоский отражатель.
      Плоский отражатель должен представлять собой прямой цилиндр (параллелепипед) из нержавею­
щей стали, удовлетворяющий условиям: высота И 2: /Л ■ v / 2 (fv — длительность эхо-импульса по
ГОСТ 26266, V — скорость звука встали); диаметр основания (сторона прямоугольника) не менее
60 мм; параметр шероховатости рабочей поверхности основания Ra 5 0,63 мкм; допуск плоскостности
0,02 мм.
      Электронный блок УПНК должен соответствовать п. 1.7.
      2.1.2. Подготовка и проведение измерений
      Выбирают акустическую нагрузку для контактных П ЭМ в зависимости от частотного диапазона
(см. табл. 1) и типа ПЭГ1. 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.



                                                                              £ 41=        3
                   Чсрг. 4                       Черт. 5                        Черт. 6

     При измерении по схеме черт. 6 значения z выбирают из ряда z = 5п 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 устойчиво­
го повторения максимального значения эхо-сигнала. При измерении по схеме черт. 6 следует, изменяя
ориентацию ПЭП относительно отражающей поверхности, добиваться максимального значения эхо-
сигнала.

     * На "территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51232—98.
                                                           95

С. 4 ГОСТ 2 3 7 0 2 -9 0


      Измеряют с помощью осциллографа значения параметров эхо-импульса (/*
максимальное значение амплитуды (размаха) эхо-импульса, максимальное значение амплитуды (раз­
маха) электрического напряжения возбуждения НЭП и длительность полупериодов. Отклонением
       от его номинального значения является разность между измеренным и номинальным
значениями.
     При малых значениях эхо-сигнала допускается выключать между НЭП и осциллографом широ­
кополосный усилитель и ограничитель амплитуд импульсов возбуждения.
      2.1.3. Импульсный коэффициент преобразования                     , дБ. вычисляют по формуле


                                                                                                    ( 1)


где Un, Uk — максимальные значения амплитуд (размаха) электрического напряжения возбуждения
              НЭП и эхо и импульса, соответственно, В; Ку — коэффициент усиления широкополос­
              ного усилителя, включаемого между ПЭП и осциллографом.
      2.1.4. Для повышения точности измерения x}Jt . контактных ПЭП 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           ПЭП, дБ/мм, z —путь, пройденный
звуком, мм.
     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 И'= -2 0 lg V, где V — коэффициент отражения плоской
волны при нормальном падении на границу раздела вода — плоский отражатель.
     2.1.5. Эффективную частоту эхо-импульса f , МГц, вычисляют по формуле
                                                                                                    ( 2)


где п — число полупериодов эхо-импульса, устанавливаемое в технических условиях на ПЭП конкрет­
ного 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.
      Дзя увеличения точности измерения допускается определять / 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 U *J'\ длительности им­

пульсной характеристики /пих (Л), временных интервалов импульсной характеристики f']~' и импульсного

коэффициента преобразования К
      2.2.1. Аппаратура
      Измерения следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 7.




 / — генератор видеоим пульсов; 2 — ш ирокопол осны й усилитель: 3 — осци ллограф .
 4 — проверяем ы й П Э П ; 5 — акустическая магрулка: R — резистор сопротивлением
                                      (5 0 ± П Ом


                                      Черт. 7
                                                        %