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GUA ESTNDAR PARA LA EVALUACIN DE CARACTERSTICAS DE DESEMPEO DE SISTEMASE INSTRUMENTOS DE PRUEBAS ULTRASNICAS DE CONJUNTO ENFASADO.

SE-2491

1. Alcance.

1.1 Esta gua describe procedimientos para evaluar algunas caractersticas de desempeo de sistemas einstrumentos de examinacin ultrasnica de conjunto enfasado (phased-arra!.

1." #a evaluacin de estas caractersticas est$ destinada a utili%arse para comprar instrumentos sistemas o& por repeticin peridica& para detectar cambios a largo pla%o en las caractersticas deun instrumento determinado o sistema& 'ue pueda ser indicativo de una falla inminente& en lacual& m$s all$ de ciertos lmites re'uerir$ mantenimiento correctivo. #as caractersticas delinstrumento medidas de acuerdo con esta gua& son expresadas en trminos 'ue se relacionancon su utilidad de potencial para examinaciones ultrasnicas. )tras caractersticas delinstrumento electrnico en unidades de conjunto enfasado& son similares a las unidades deconjunto no enfasado pueden medirse como se describe en E 1*+, o E 1".

1. #os sistemas de examinacin ultrasnica 'ue utili%an trenes de onda pulsados presentaciones A-

scan (rf o video! pueden evaluarse.

1. Esta gua no establece lmites de desempeo para sistemas de examinacin/ si dichos criterios deaceptacin son re'ueridos& esto debe especificarse por las partes 'ue lo utili%an. 0onde loscriterios de aceptacin sean implcitos en este documento& ser$n solo como ejemplo est$nsujetos a lmites restrictivos maores o menores impuestos por los documentos de control delcliente el usuario.

1., #os par$metros especficos a ser evaluados& condiciones frecuencia de la prueba& el informe dedatos re'uerido& tambin deben determinarse por el usuario.

1.+ Esta gua puede utili%arse para la evaluacin de un sistema de examinacin completo& incluendo la

unidad de bs'ueda& instrumento& interconexiones& accesorios de esc$ner& alarmas conectadas dispositivos auxiliares& principalmente en casos donde dicho sistema sea utili%adorepetitivamente sin cambio o sustitucin. Esta gua no est$ destinada para ser utili%ada comosustituto para la calibracin o estandari%acin de un instrumento o sistema para inspeccionarcual'uier material determinado.

1.2 Aparatos de prueba re'ueridos incluen blo'ues de prueba seleccionados codificadores deposicin& adicionalmente al instrumento o sistema a ser evaluado.

1.3 4e incluidas precauciones relacionadas con la aplicabilidad de los procedimientos e interpretacin delos resultados.

1.5 6rocedimientos alternativos& como los ejemplos descritos en este documento u otros& solo puedenutili%arse con la aprobacin del cliente.

1.1* #os valores indicados en unidades 47 ser$n consideradas como est$ndar. 8inguna otra unidad demedicin es incluida en este est$ndar.

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1.11 Este est$ndar no pretende dirigirse a todas las cuestiones de seguridad& si existiera alguna&asociada con su uso. Es responsabilidad del usuario establecer pr$cticas apropiadas deseguridad salud determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias& previo a su uso.

". 0ocumentos de referencia.

".1 Est$ndares A49:;

E 12 6r$ctica para la evaluacin de caractersticas de desempeo de sistemas e instrumentos

de pruebas ultrasnicas pulso-eco sin el uso de instrumentos de medicin electrnica.

E 5 6r$ctica para medir la velocidad ultrasnica en materiales.

E 1*+,

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."., #e focal > 9odo el conjunto de par$metros de softDare hardDare 'ue afectan la sensibilidadacstica del campo de la unidad de bs'ueda de conjunto enfasado. a sea una configuracinpulso-eco o emisin-recepcin. 0entro de las lees focales& se encuentran incluidas las lees deretardo en la recepcin& as como las lees de apodi%acin lees de activacin de elementos.

.".+ 4ondas de disposicin lineal > 4ondas hechas utili%ando un conjunto de elementos uxtapuestos alineados a lo largo del eje lineal. Ellas permiten 'ue un ha% se mueva& enfo'ue desve& a lolargo de un plano a%imutal nico.

.".2 4ondas de disposicin matri% > Estas sondas tiene un $rea activa dividida en dos dimensiones endiferentes elementos. Esta divisin& puede& por ejemplo& estar en la forma de un tablero dedamas& o anillos sectori%ados. Estas sondas permiten al ha% ultrasnico dirigirse en m$s de unplano.

.".3 Escaneo sectorial > tambin denominado 4-scan o escaneo a%imutal. Esto puede referirse almovimiento del ha% o a la informacin mostrada. ?omo visuali%ador de informacin es una vistaen "0 de todas los A-scans de un conjunto de elementos especficos corregidos por retardo $ngulo refractado. ?uando se utili%a para referirse al movimiento del ha% se refiere al conjunto delees focales 'ue barren un rango definido de $ngulos utili%ando el mismo conjunto de elementos.

.".5 4-scan (vase escaneo sectorial!.

. =esumen de la gua.

.1 #os sistemas e instrumentos de conjunto enfasado tiene componentes individuales similares& comose encuentran en los sistemas ultrasnicos tradicionales 'ue est$n basados en canales nicos ounidades multiplexadas pulso-eco. Esto inclue& pulsadores& receptores& sondas cablesinterconectados. #a diferencia m$s importante es& 'ue los sistemas de conjunto enfasado formanel pulso ultrasnico transmitido por la interferencia de fase constructiva de las ondculasformadas& fuera de los elementos pulsados individualmente de las sondad de conjunto enfasado.

." ?ada sonda de conjunto enfasado consiste de una serie de elementos al$mbricos individuales 'ueson activados separadamente utili%ando un patrn de retardo de tiempo programable. #avariacin del nmero de los elementos en el tiempo de retardo entre los pulsos de cada elemento&permite el control del ha%. 0ependiendo del diseo de la prueba& es posible viariaselectrnicamente el $ngulo (incidente o de inclinacin!& o la distancia focal& o las dimensiones delha%& o una combinacin de las tres. En el modo de recepcin& le energa acstica es recibida porlos elementos las seales se someten a un proceso de suma& utili%ando el mismo tipo deproceso de retardo de tiempo como fue utili%ado durante la transmisin.

. El grado de direccin del ha% disponible depende de diversos par$metros 'ue incluen; nmero deelementos& emisin de la separacin del elemento& dimensiones del elemento& forma de

disposicin del elemento& frecuencia de resonancia de los elementos& el material dentro del cuales dirigido el ha%& el retardo mnimo posible entre disparos de pulsadores recibidoresadacentes las caractersticas de voltaje del pulsador.

. 6ar$metros de pulsador receptor en sistemas de conjunto enfasado son generalmente controladospor computadora la seal recibida se muestra tpicamente en monitores de computadora vasistemas de ad'uisicin de informacin de informacin por computadora pueden almacenarseen archivos de computadora.

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., Aun'ue la maora de los sistemas utili%a materiales pie%oelctricos para los elementos& dispositivostransductores acsticos electromagnticos tambin ha sido diseados construidos utili%andoinstrumentacin de conjunto enfasado.

.+ #a maora de los sistemas de conjunto enfasado pueden utili%ar codificadores para escaneoautom$tico semi-autom$tico.

.2 #os agujeros perforados en los costados& utili%ados como objetivos en este documento deber$n tenerdi$metros menores 'ue la longitud de onda del pulso siendo evaluado lo suficientemente larga

para evitar 'ue efectos finales causen seales de interferencia. Esto se lograr$ tpicamentecuando el di$metro del agujero este entre aproximadamente 1.,mm ".,mm "*mm ",mm delongitud.

,. 4ignificado uso.

,.1 Esta gua est$ destinada a evaluar la examinacin del desempeo de combinaciones de sondas deconjunto enfasado e instrumentos. 8o intenta definir el desempeo criterios de aceptacin& sino'ue proporciona informacin de los 'ue puedan establecerse tales criterios.

,." #os procedimientos recomendados prescritos en esta gua est$n destinadas a proporcionar

mediciones relacionadas con el desempeo 'ue puedan reproducirse bajo condiciones de pruebaespecficas& utili%ando objetivos simples el mismo sistema de conjunto enfasado.

,. Est$ gua no est$ destinada a calibracin de servicio& o mantenimiento de los circuitos para loscuales las instrucciones del fabricante est$n disponibles.

,. #a implementacin de evaluaciones especficas puede re'uerir instrucciones procesales detalladasen un formato de la instalacin utili%ada.

,., #a informacin de medicin obtenida puede emplearse por los usuarios de esta gua para especificar&describir& o proporcionar un criterio de desempeo para la contratacin& garanta de calidad& oevaluacin de servicio de las caractersticas operativas de los sistemas de conjunto enfasado.

,.+ 8o todas las evaluaciones descritas en esta gua son aplicables a todos los sistemas. 9oda oporciones de la gua pueden utili%arse tal como segn lo determinado por el usuario.

+. 6rocedimiento.

+.1 #os procedimientos para la evaluacin de diversos par$metros en sistemas de conjuncin enfasadosse describen en los anexos del A1 al A2.

+.1.1 Estos incluen; la determinacin del perfil del ha%& capacidad de direccin del ha%& actividad delelemento& capacidad de enfo'ue& c$lculos de softDare (controles visuali%acin de sealesrecibidas!& compensacin por atenuacin de cua& linealidad de ganancia del receptor.

2. 6alabras clave.

2.1 ?aracteri%acin& punto focal& conjunto enfasado& sonda de conjunto enfasado& perfil del ha% desonido& ultrasonido.

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ANEXOS

I!"#$%&'()! !# #*+(,$(&

A.1 0E9E=:78A?7F8 0E# 6E=G7# 0E# HAI 0E ?)8J@89) E8GA4A0).

A.1.1 7ntroduccin.

A1.1.1 Este anexo describe los procedimientos para determinar los perfiles del ha% de sondas deconjunto enfasado. ?ual'uier aplicacin de la sonda& a sea por contacto o por inmersin puedeabordarse utili%ando estos procedimientos. 4in embargo& deber$ advertirse 'ue las evaluacionesde sondas de contacto pueden sufrir variabilidades maores 'ue las tolerancias impuestas si noson tomadas precauciones adecuadas para asegurar las condiciones de acoplamiento constante.

A1." ?onfiguracin de la prueba.

A1.".1 6ara lees focales simples& donde el ha% sea fijo (es decir& 'ue no haa sido utili%ado en el modode escaneo electrnico o sectorial!& 'ue la sonda sea utili%ada en una configuracin deinmersin. El objetivo u opciones hidrfonas descritas en E 1*+, pueden utili%arse. 6ara sondasde conjunto enfasado utili%adas en modelados din$micos donde diversas lees focales sonutili%adas para producir escaneo sectoriales o electrnicos& puede hacer posible reali%arevaluaciones de perfil del ha%& sin ningn otro movimiento mec$nico pe'ueo. 0onde se utilice elmovimiento mec$nico deber$ codificarse para relacionar seales de tiempo amplitud distanciarecorrida. #a exactitud del decodificador deber$ verificarse 'ue estn dentro de las toleranciasadecuadas para las mediciones hechas. #as descripciones reali%adas para las evaluaciones deperfil de ha% de escaneos electrnicos sectoriales se reali%ar$n por sondas de contacto& sinembargo cuando la evaluacin en agua sea re'uerida& los objetivos mecani%ados puedenreempla%arse por varillas o bolas& segn corresponda.

A1."." 4ondad de disposicin lineal > #as sondas de disposicin lineal tiene un plano activo un planoinactivo o pasivo. #a evaluacin del ha% en el plano activo deber$ reali%arse mediante unasecuencia de escaneo electrnico para sondas con suficiente nmero de elementos para avan%arelectrnicamente el ha% m$s all$ de los objetivos de inters. 6ara sondas de conjunto enfasado'ue utili%an una porcin grande de los elementos disponibles para formar el ha% del nmero deelementos restantes para la trama electrnica& puede ser pe'uea para permitir 'ue pase el ha%sobre el objetivo& En este caso ser$ necesario tener codificado el movimiento mec$nico evaluarcada le focal a lo largo del plano activo separadamente.

A1.". Agujeros perforados en el costado deber$n estas dispuestos a varias profundidades en unamuestra libre de fallas del mismo material en el cual las lees focales han sido programadas.@tili%ando el accesorio de escaneo lineal del sistema de conjunto enfasado el ha% es pasadosobre los objetivos a diversas profundidades de inters. El escaneo electrnico se ilustra en la

Gig. A1.1.A1.". #a recoleccin de datos de toda la forma de la onda sobre el rango de inters deber$ reali%arse.

#a visuali%acin deber$ representar amplitudes a color o en escala de grises. El tiempo o ladistancia e'uivalente en el material de prueba& deber$ presentarse a lo largo de un eje ladistancia despla%ada a lo largo del otro eje. Este es un K-4can tpico ilustrado en la Gig. A.".

A1."., #a informacin mostrada para un escaneo electrnico utili%ando una sonda de conjunto enfasadomontada en una cua. 6uede hacerse similarmente& utili%ando simples representaciones

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ortogonales de tiempo& contra despla%amiento& o puede ser un $ngulo corregido como se ilustraen la Gig. A1..

A1.".+ #a resolucin a lo largo del eje de despla%amiento ser$ una funcin del tamao de paso delescaneo electrnico o si el esc$ner utili%a un accesorio mec$nico codificado& la resolucindepender$ del codificador de tamao de paso utili%ado para el muestreo.

A1.".2 #a resolucin a lo largo del eje del ha% ser$ una funcin de los intervalos entre la traectoria delobjetivo. 6ara haces enfocados altamente& es deseable tener diferencias pe'ueas entre la

traectoria del sonido la traectoria del objetivo (por ejemplo 1mm * "mm!.

A1.".3 @n perfilado del ha% en el plano pasivo tambin puede reali%arse. El plano pasivo en las sondasde disposicin lineal es perpendicular al plano activo se refiere al plano en el cual no es posibledirigir el ha% por efectos de fase. El perfil del ha% en direccin pasiva re'uerir$ escaneosmec$nicos.

A1.".5 #a recoleccin de forma de ondas de seales& utili%ando una combinacin de escaneo electrnicoen el plano activo movimiento mec$nico codificado en el plano pasivo& proporciona informacin'ue puede ser proeccin-corregida& para proporcionar mediciones del ha% en el plano pasivo. #aGig. A1. ilustra un mtodo para la evaluacin del ha% en el plano pasivo. Esta tcnica utili%a una

reflexin de es'uina de un agujero perforado en el extremo a profundidades establecidas por unaserie de pasos.

A1.".1* #a Gig. A1., muestra una alternativa a los intervalos intensificados sealados en la Gig. A1.. @nagujero de paso puede disponerse de manera perpendicular al $ngulo refractado re'uerido paraproporcionar una transicin continua de la longitud de la traectoria del objetivo.

A1.".11 @n ?-scan proectado puede utili%arse para medir del ha% basado en escalas de color o escalade grises& indicando la cada de amplitud o una visuali%acin por computadora 'ue seale laamplitud con respecto al despla%amiento. #a opcin de ?-scan se encuentra es'uem$ticamenterepresentada en la Gig. A1.+.

FIG A1.1 ESCANEO ELECTRNICO DE AGUJEROS PERFORADOS EN EL COSTADO.

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FIG. A1.2 VISUALI/ACIN B-SCAN DE UN ESCANEO ELECTRNICO REPRESENTADO EN LA FIG.A1.1 LA PROFUNDIDAD SE ENCUENTRA EN EL EJE VERTICAL 0 LA DISTANCIA DEL ESCANEO

ELECTRNICO ES REPRESENTADA A LO LARGO DEL EJE ORI/ONTAL

A". 0E9E=:78A?7F8 0E #)4 #L:79E4 0E 07=E??7F8 0E# HAI 0E ?)8J@89) E8GA4A0).

A".1 7ntroduccin.

A".1.1 Este anexo describe procedimientos para determinar los lmites pr$cticos para las capacidadesde direccin del ha% de una sonda de conjunto enfasado tal como se aplica slo en los planosactivos. ?ual'uiera de las aplicaciones de sondas de inmersin o de contacto& pueden abordarse

utili%ando estos procedimientos. 4in embargo& debe advertirse 'ue las evaluaciones de sondasde contacto pueden sufrir variabilidades maores 'ue las tolerancias impuestas si no se tomanlas precauciones adecuadas para asegurar condiciones de acoplamiento constante.

A".1." #os lmites recomendados para establecer el rango de trabajo del barrido angular de una sondade conjunto enfasado se relacionan con la divergencia del ha% de cada elemento en ladisposicin de la sonda. ?uando se utili%an en el modo pulso-eco el lmite de direccin seconsidera 'ue est$ dentro de +dK de cobertura de divergencia de los elementos individuales. 6orlo tanto& es posible calcular un lmite terico basado en la frecuencia nominal la informacinproporcionada por el fabricante en las dimensiones del elemento. 4in embargo& diversospar$metros pueden afectar los c$lculos tericos. Estos est$n relacionados principalmente con la

frecuencia nominal. Algunos par$metros 'ue afectan la frecuencia real incluen; la longitud delpulso& amortiguacin& uso de lnea de retardo& cua de refraccin variaciones en el proceso defabricacin en el lapeado del espesor la igualacin de las capas.

A".1. 6ara los propsitos de este procedimiento& la evaluacin de la capacidad de direccin del ha%deber$ basarse en una comparacin de proporcin seal a ruido a despla%amientos angularesvariados. #a capacidad de direccin del ha% tambin ser$ afectada por los re'uerimientos del

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proecto del ha%. Aplicaciones donde sea necesario un enfo'ue& pueden no lograr los mismoslmites 'ue en aplicaciones donde el ha% no est$ enfocado ni tampoco dirigido.

A".1. #a capacidad de direccin puede ser especfica a una distancia de traectoria de sonido& abertura material.

A"." 6rueba de la configuracin.

A".".1 ?onfigure las lees focales de la sonda para la condiciones de la prueba. Esto incluir$ la

inmersin o contacto& cua de refraccin o lnea de retardo& desenfocado o una distancia focaldefinida el material de prueba a ser utili%ado.

G7

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un solo plano se utilicen sin lnea de retraso o cua de refraccin el punto medio de disposicindel elemento deber$ alinearse con la lnea central. ?uando las lneas de retraso& cuas derefraccin o mtodos de inmersin sean utili%ados/ se re'uerir$n correcciones para compensar elmovimiento del aparente punto de salida a lo largo de la superficie de entrada del blo'ue. ?uandouna sonda es utili%ada en contacto directo con un blo'ue de verificacin como se ilustra en la Gig.

A"."& la falta de simetra en ambos lados de lnea central previene 'ue los $ngulos de barridopositivo negativo sean evaluados simult$neamente. 6ara evaluar el lmite de barrido en las dosdirecciones& cuando se utilice este estilo de blo'ue& re'uiere 'ue la sonda sea evaluada primero

en una direccin despus rotarse 13* grados evaluar el barrido contrario.

A".". #os pasos angulares entre muestras de A-scan tendr$n un efecto en los lmites de barridopercibidos. @n m$ximo de 1 grado entre muestras ?-scan es recomendado para la evaluacin dedireccin. #os pasos angulares por las capacidades de retraso de tiempo del sistema entre pulsos caractersticas de elemento de emisin. #a maora de los objetivos ilustrados en la Gig. A"."est$n separados por , grados& sin embargo& intervalos maores o menores pueden utili%arsedependiendo de la resolucin re'uerida.

A"."., #as evaluaciones de los lmites de direccin deber$ hacerse utili%ando diferencia de dK entreamplitudes de seal m$xima mnima entre dos agujeros perforados en el costado adacentes.

6or ejemplo& cuando una sonda de conjunto enfasado es configurada para barrer P, grados enun blo'ue como se muestra en la Gig. A".1& el par m$s alto de 40Hs 'ue logre una separacin de+dK deber$ considerarse como la capacidad de direccin m$xima de la configuracin de lasonda.

A".".+ #os lmites aceptables de direccin pueden indicarse por los $ngulos m$ximos mnimos 'uepueden lograr una separacin pre-especificada entre agujeros adacentes. 0ependiendo de laaplicacin una de +dK o "* dK (o algn otro valor! puede especificarse como la separacinre'uerida.

A".".2 #as capacidades de direccin pueden utili%arse como prerre'uisito& por ejemplo& un sistema deconjunto enfasado se re'uiere 'ue logre una capacidad de direccin mnima de resolucin de ,grados de agujeros perforados en el costado de " mm de di$metro de m$s menos "* grados deun $ngulo medio nominal. ?ontrariamente un sistema puede limitarse puede estar limitado a 4-scans 'ue no excedan los $ngulos evaluados para lograr una separacin de la sealespecificada& por ejemplo& -"*dK entre "mm de 40Hs separados por , grados.

FIG. A2.1 BLOUE DE EVALUACIN DE DIRECCIN DEL A/ 3 TRA0ECTORIA DE SONIDO CONSTANTE

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A". @na evaluacin alternativa puede utili%ar un nico 40H a una profundidad especfica o distancia detraectoria de sonido. Nisuali%ar el A-scan para los $ngulos m$ximos mnimos utili%adosevaluar$ la capacidad de direccin al observar la proporcin 4Q8 en la respuesta m$s elevada. Ellmite de direccin sera una proporcin predefinida 4Q8 siendo lograda. 0eben tomarseprecauciones cuando se utilice este mtodo& para no encumbrar seales de lbulo de rejilla. Estemtodo igualmente re'uerir$ confirmacin de 'ue el 40H est$ posicionado en el $ngulo derefraccin calculado.

A. 0E9E=:78A?7F8 0E #A A?97N70A0 0E# E#E:E89) 0E ?)8J@89) E8GA4A0)0E?)8J@89) E8GA4A0).

A.1 7ntroduccin.

A.1.1 Esta evaluacin es utili%ada para determinar 'ue todos los elementos de una sonda de conjuntoenfasado estn activos con un energa acstica uniforme. a 'ue durante la operacin normalen una secuencia sincroni%ada cada uno de los elementos es dirigido por un pulsador receptorseparado& debe utili%arse un mtodo 'ue asegure el desempeo electrnico de los instrumentosde conjunto enfasado sea idntico de elemento a elemento cual'uier diferencia sea atribuible ala sonda misma. 6ara asegurar 'ue cual'uier variacin del desempeo del instrumento se debaslo a la construccin de la prueba un canal pulsador-receptor nico es seleccionado para

dirigirse a cada elemento.

A." ?onfiguracin de la prueba.

A.".1 ?onecte la sonda de conjunto enfasado a ser probada al instrumento de conjunto enfasado remueva cual'uier lnea de retardo o cua de refraccin de la sonda.

A."." Acople la sonda acsticamente a ",mm de espesor de un blo'ue 77C (7nternational 7nstitute ofCelding! con una capa uniforme de acoplante. Esto puede lograrse por la tcnica de contacto-brecha de tal manera 'ue la interferencia de sonda-a-blo'ue est bajo el agua (para asegurar unacoplamiento uniforme!. Alternativamente un mtodo de inmersin utili%ando una traectoria de

agua fija puede utili%arse la seal de interfase de agua-acero en lugar del espesor de la pareddel acero.

A.". ?onfigure un escaneo electrnico consistente de un elemento 'ue est escalonado a lo largo deun elemento a la ve%& para el nmero total de elementos en la disposicin. (Esto deber$ asegurar'ue el pulsador-receptor nmero 1 sea utili%ado en cada le focal& o si el canal es seleccionabledeber$ ser el mismo canal utili%ado para cada elemento!. ?onfigure el los par$metros delpulsador para optimi%ar la respuesta de la frecuencia nominal de la disposicin de la sonda& establecer la respuesta pulso-eco de la pared posterior del blo'ue o traectoria del agua al 3*Rde altura visuali%ada para cada elemento en la sonda.

A.". )bserve la visuali%acin del A-scan para cada elemento en la disposicin registre la gananciadel receptor re'uerida para lograr el 3*R de la amplitud de la seal para cada elemento. #osresultados pueden registrarse en una 9abla similar a la A.1

A."., 4eale registre cual'uier elemento 'ue no proporcione una seal de pared posterior otraectoria de agua (elementos inactivos!. #os resultados pueden registrarse en una 9abla similara la A.1

G7

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6lano vertical de ,*mm desde un punto de salida

9AK#A A.1

9AK#A 0E A?97N70A0 0E# E#E:E89) 0E #A 4)80A; E89=A0A 0E #A

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puede encontrarse 'ue tengan elementos inactivos& como resultado de dificultades de fabricacin'ue aseguren las conexiones elctricas a los elementos con dimensiones en el orden de unafraccin de un milmetro.

A.".5 El nmero de elementos inactivos permitidos deber$ basarse en el desempeo deber$ basarseen el desempeo de otras capacidades tales como enfo'ue lmites de direccin de las leesfocales siendo utili%adas. 8o puede establecerse una regla simple para el nmero de elementosinactivos para todas las sondas de conjunto enfasado. 8ormalmente si m$s del ",R de loselementos de una sonda son inactivos& sensibilidad capacidad de direccin pueden estarcomprometidas. 7gualmente el nmero de elementos adacente permitidos para estar inactivosdeber$ determinarse por la direccin la resolucin de trama electrnica re'uerida por laaplicacin.

A.".1* #a estabilidad del acoplamiento es esencial para la evaluacin de comparacin. 4i se utili%a unmtodo de contacto la evaluacin de la seal producida por los elementos& est$ fuera del rangode P-" dK debe verificarse el acoplamiento ejecutar la prueba otra ve%. 4i se encuentra an&fuera del rango aceptable& la sonda deber$ ser removida del servicio corregida previo a su usoposterior. #a prueba utili%ando una traectoria de agua fija o una interfase aguaQacero reducir$variaciones de acoplamiento.

A.".11 6revio a la remocin de la sonda del servicio& el cable utili%ado para la prueba deber$ sercambiado por otro cable& cuando sea posible& para verificar 'ue los elementos inactivos no sedeban a un mal cable.

A.".1" #os adaptadores de continuidad de cable puede hacerse para permitir conectores de cordnmltiple para ser probados independientemente. Estos adaptadores pueden estar conectados alinstrumento de conjunto enfasado directamente& para verificar 'ue todos los canales de salidaestn activos o puedan ser conectados al extremo del cable de la sonda para indicar lacontinuidad de los conectores co-axiales individuales en el cable de interconexin. #a Gig. A.1muestra un ejemplo de una visuali%acin utili%ada para identificar canales inactivos en uninstrumento de conjunto enfasado o cable.

A. ENA#@A?7F8 0E #A HAK7#70A0 0E E8G)O@E 0E# ?)J@89) E8GA4A0).

A.1 7ntroduccin.

A.1.1 El enfo'ue de los haces ultrasnicos est$ basado en principios mu conocidos. 4in embargo& adiferencia de las sondas de elementos nicos& los sistemas de conjunto enfasado puedenconfigurarse para enfocarse sobre un rango de traectoria de sonido el ambos modos& detransmisin de recepcin. #a efectividad de los algoritmos de enfo'ue puede evaluarse aldeterminar las dimensiones de respuesta del ha%. Esto es similar al perfil del ha% descrito en elanexo A.1.

A." ?onfiguracin de la prueba.

A.".1 ?onfigure el sistema de conjunto enfasado para el enfo'ue de las lees focales a ser evaluadas acople acsticamente la sonda de conjunto enfasado al blo'ue con agujeros perforados en elcostado inclinados como se muestra en la Gig. A1.1. #os modos de compresin con o sin lnea deretardo o modo de ci%allamiento utili%ando una cua de refraccin& pueden evaluarse por estemtodo.

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A."." El enfo'ue en un $ngulo de refraccin nico& o escaneo mec$nico codificado es evaluado poreste mtodo. 0onde diversos $ngulos sean utili%ados& ser$ necesario evaluar la habilidad deenfo'ue para cada $ngulo separadamente.

A.". @tili%ando a sea un escaneo electrnico o un escaneo mec$nico codificado en el plano deinters las formas de las ondas completas son recolectadas visuali%adas en una profundidadcorregida por la proeccin K-scan& como lo muestra la imagen A.1.

A.". #a efectividad del algoritmo de enfo'ue es evaluada al dimensionar el di$metro de la imagen

proectada basada en una cada de dK de una amplitud m$xima comparando la dimensin conel di$metro mecani%ado real del agujero perforado en el costado.

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6or ejemplo& si 40Hs de "mm de di$metro son utili%ados& la cada de + dK es utili%ada paramedir el di$metro del K-scan/ el rango de trabajo puede definirse como la profundidad o distanciade sonido-traectoria 'ue el K-scan puede mantener a una dimensin de +dK o menor 'ue dosveces el di$metro actual.

A.".+ #os lmites pr$cticos para los di$metros de los agujeros los tamaos del punto focal sonre'ueridos. 6untos focales pr$cticos para haces enfocados no pueden hacerse m$s pe'ueos'ue aproximadamente 1., veces la longitud de onda utili%ada. 6ara una comprensin de onda de, :H% en el acero es de aproximadamente 1.2 mm. El tamao del punto focal tambin es unafuncin de la traectoria del sonido/ entre m$s profundo es el agujero& m$s dbil es el enfo'ue.

A.".2 A fin de 'ue la evaluacin del di$metro sea significativa& el intervalo de muestra debe ser pe'ueocomparado con el objetivo evaluado. 4e recomienda 'ue por lo menos cuatro muestras pordi$metro de agujero sean utili%adas. 6or ejemplo para un objetivo 40Hs de "mm de di$metro& elintervalo de muestra de un escaneo mecani%ado codificado deber$ ser de *., mm o para unescaneo electrnico& el paso entre cada le focal no deber$ exceder *., mm (esto ser$ limitadopor el paso del elemento de la sonda!.

A,. ENA#@A?7F8 0E ?)89=)#E4 0E ?):6@9A0)=A 6A=A ?)8J@89)4 E8GA4A0)4 0E6A=M:E9=)4 N74@A#7IA?7F8 0E 78G)=:A?7F8.

A,.1 7ntroduccin.

A,.1.1 El control del ha% del conjunto enfasado est$ basado en los principios Germat los cu$les implican'ue el sonido sigue la traectoria de menos tiempo. Este principio es utili%ado en el tra%ado deraos de traectorias de sonido de ondas frontales transmitidas de los elementos de la sonda deconjunto enfasado para calcular los retardos re'ueridos en la electrnica de tempori%acin paradirigir a un ha% a una ubicacin especificada. @tili%ando el principio de Germat& los $ngulosrefractados las posiciones locales son calculadas& mediante la introduccin de velocidadesacsticas de los materiales a travs de los cuales se propaga el sonido. 4i las velocidades delmaterial acstico son exactas& entonces la posicin calculada del ha% tambin ser$ exacta. #a

exactitud de los c$lculos es& por lo tanto& una funcin de variables diversas incluendo; velocidadacstica del material utili%ado& dimensin de los componentes de la sonda (tamao del elemento&frecuencia dominante& divergencia& distancia de viaje en la lnea de retardo o cua! exactitud dela sincroni%acin del pulsador para afectar los patrones de interferencia de la fase deinterferencia. 4i todas las variables son introducidas exactamente en las ecuaciones apropiadasel ha% deber$ estar exactamente posicionado. En un sistema controlado por computadora& lanica evidencia disponible para el operador& es la informacin visuali%ada. Esto proporciona unsistema coordinado 'ue posiciona la respuesta de un objetivo en dos o tres dimensiones. Alrelacionar la posicin tra%ada terica en el visuali%ador a posiciones reales conocidas deobjetivos especficos es el nico mtodo efectivo para evaluar la valide% de la combinacin de

variables en los algoritmos de la computadora para su visuali%acin.A,." ?onfiguracin de la prueba.

A,.".1 @tili%ando una sonda de contacto de conjunto enfasado lineal& nominalmente de ,:H% teniendopor lo menos 1+ elementos con una referencia no maor a 1mm& configure el softDare para dos4-scans separados& uno a P- * grados con una distancia focal de ",mm en acero (es decir&enfocado en una traectoria de sonido de ",mm en acero!& el otro a P- * grados con unadistancia focal ,*mm en acero (es decir& enfocado a una traectoria de sonido de ,*mm en

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acero!. 6ara ambas conjuntos de programas de lees focales un paso angular de *., grados laslees focales deber$n utili%ar 1+ elemento adacentes.

A,."." Asegrese 'ue la frecuencia de visuali%acin para la recoleccin de informacin sea menor a 3*:H%.

A,.". 6repare una serie de agujeros perforados en el costado en un blo'ue de acero 'ue tenga unavelocidad acstica determinada de acuerdo con E5. Este valor de velocidad ser$ utili%ado enlas lees focales.

A,.". Acople alinee acsticamente la sonda sobre el blo'ue ilustrado en la Gig. A".1 de tal forma 'ueel centro del elemento de disposicin se alinee con la lnea central del patrn del agujero.

A,."., Escanee guarde el 4-sacan para los ",mm de distancia focal.

A,.".+ Escanee guarde el 4-scan para los ,*mm de distancia focal.

A,.".2 @tilice el visuali%ador de la computadora& coordine la evaluacin del cursor& registre lasprofundidades& desconfiguracin de la lnea central $ngulos de los agujeros perforados en elcostado. 6ara los agujeros perforados en el costado de un radio de ,*mm& utilice los resultadosde las lees focales configuradas para el enfo'ue de ,*mm para los agujeros a un radio de",mm utilice la le focal configurada para ",mm.

A,.".3 ?ompare los valores evaluados utili%ando el softDare en las posiciones fsicas de los agujeros enel blo'ue. #as distancias de traectorias de sonido indicadas en la visuali%acin por computadoradeben indicar la posicin de los agujeros dentro de P-*.,mm. #a profundidad las posicionesfuera de la configuracin de los agujeros deber$ estar dentro de P- *.,mm todos los $ngulos delos agujeros deber$n estar dentro de P- 1.*mm.

A+. ENA#@A?7F8 0E #A A9E8@A?7F8 0E #A ?@TA ?):6E84A47)8E4 0E =E9A=0) 0E?)8J@89)4 E8GA4A0)4.

A+.1 7ntroduccin.

A+.1.1 ?uando un escaneo electrnico o sectorial es utili%ado& las variaciones entre los electrnicos decada pulsador receptor variaciones entre los elementos de la sonda& pueden resultar enpe'ueas variaciones en la ganancia de una le focal a la siguiente. 9ambin la eficiencia degeneracin vara con el $ngulo declina lejos del $ngulo natural de la cua. ?uando una lnea deretardo o cua de refraccin es utili%ada& variaciones en la traectoria de las distancias dentro dela cua& resultar$n en algunas lees focales 'ue re'uieran m$s o menos ganancia delamplificador. @n mtodo para compensar las variaciones de ganancia& como normali%ar laconfiguracin de las lees focales en un 4-scan electrnico& es re'uerido.

A+.1." ?uando una sonda de conjunto enfasado sea utili%ada en una lnea de retardo o cua derefraccin& los c$lculos para la direccin del ha% la proeccin de la visuali%acin se basan en elprincipio de Germat. Esto re'uiere 'ue el operador identifi'ue la posicin en el espacio de loselementos de la sonda. Esto asegura 'ue las longitudes de traectoria de la interfase de la cuade acero& sea exactamente conocida. Es necesario verificar 'ue las coordinadas utili%adas por eloperador proporcionen los c$lculos correctos de profundidad. Esto asegura 'ue la visuali%acindel softDare posicione correctamente las indicaciones detectadas.

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A+.1. #a compensacin por variaciones de atenuacin tiempos de retardo pueden hacerse& una lefocal a la ve% puede o softDare puede configurarse para reali%ar compensacionesdin$micamente.

A+." ?ompensacin de atenuacin de cua.

A+.".1 Esta gua aplica la evaluacin de compensaciones de atenuacin de cua para E-scan oescaneos de trama electrnicos donde una sonda de disposicin lineal 10 es utili%ada.

A+."." ?onfigure el sistema de conjunto enfasado para 'ue las lees focales sean utili%adas en laaplicacin de escaneo de trama electrnico.

A+.". Acople acsticamente la sonda de conjunto enfasado al blo'ue con el agujero perforado en elcostado a una profundidad conocida. El di$metro de 1.,mm del 40H en el blo'ue 77C es unobjetico conveniente para este propsito.

A+.". 4eleccione el visuali%ador A-scan para la primera le local configurada& mueva la sonda haciaadelante hacia atr$s para locali%ar la seal de amplitud m$xima del 40H.

A+."., Ajuste la respuesta del 40H al 3*R de la altura total de la pantalla (G4H! guarde los par$metrosen el archivo de la le focal.

A+.".+ =epita el proceso de maximi%ar la seal del 40H configrelo al 3*R de la G4H por cada lefocal guarde el archivo de configuracin despus de 'ue ha sido completada cada le focal.

A+.".2 Alternativamente& este proceso puede ser computari%ado para 'ue una evaluacin din$mica delajuste de sensibilidad& sea calculado por la computadora. @na evaluacin din$mica re'uerirasimplemente 'ue el operador mueva la sonda adelante atr$s sobre el 40H asegurando 'uetodas las lees focales utili%adas tengan el movimiento del objeto 40H a travs del ha%.

A+.".3 #a evaluacin de la compensacin de atenuacin de cua re'uiere una traectoria de aceroconstante& para asegurar 'ue slo el efecto de las variaciones de la cua sea evaluado. 6ara los

4-scan donde una sonda de disposicin lineal 10 es utili%ada& un solo 40H resulta en un cambiode la traectoria del acero para cada $ngulo& hacindolo inadecuado para esta tarea. @n objetivorecomendado es un radio similar a un radio de 1**mm de un blo'ue 77C. 6ara escaneos 4-4canlos pasos A+."." al A+.".+ son utili%ando reempla%ando el 40H con un radio adecuado. El uso delradio para la configuracin 4-scan tambin proporciona una correccin para efectos de eco-transmisin intrnsecos en la variacin de los $ngulos.

8ota A+.1 4i no puede ser lograda una compensacin adecuada& por ejemplo& si el rango angular es tangrande 'ue la amplitud de la seal no puede ser efectivamente compensada& entonces el rangodebe ser reducido hasta 'ue sea posible la compensacin.

A+.".5 El movimiento de la sonda para las diversas cuas configuraciones del tipo de escaneo& semuestran en la Gig. A+.1.

A+. ?ompensacin de cua de retardo.

A+..1 ?uando una cua de refraccin angular es utili%ada para E-scans o 4-scans& o cuando una lneade retardo de espesor fijo es utili%ada para 4-scan& la traectoria de sonido en el material de lacua& vara de una le focal a la siguiente. #a compensacin para esta diferencia de tiempo deretardo se re'uiere tambin para asegurar 'ue las indicaciones detectadas est$n correctamente

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posicionadas en la proeccin de la visuali%acin del escaneo& es decir& profundidad $ngulodentro de la pie%a de la prueba son correctamente tra%ados.

A+.." ?onfigure el sistema de conjunto enfasado para las lees focales a ser utili%adas en el 4-scan oaplicacin de escaneo de trama electrnico.

A+.. Acople acsticamente la sonda de conjunto enfasado a un blo'ue con un curvatura de radioconocido. #os ,*mm o ",mm de radio del blo'ue 77C es un objetivo conveniente para estepropsito.

A+.. 4eleccione el visuali%ador A-scan para la primera le focal configurada mueva la sonda haciaadelante hacia atr$s& para locali%ar la seal de amplitud m$xima del radio seleccionado.

A+.., Ajuste las configuraciones de retardo para indicar la traectoria del sonido en el metal para indicarcorrectamente el radio utili%ado guarde los par$ metros de la le focal.

A+..+ =epita la respuesta de maximi%acin del radio para cada le focal en el ajuste del escaneo guarde el par$metro de configuracin despus de 'ue ha sido ajustado cada retardo.

A+..2 Alternativamente& este proceso puede ser computari%ado para 'ue una evaluacin din$mica delajuste de retardo sea calculada por la computadora. @na evaluacin din$mica simplementere'uerira 'ue el operador moviera la sonda de adelante a atr$s sobre el centro del radio&asegurando 'ue todas las lees focales tengan el mismo centro de la punta del rao del ha% en elradio apropiado para su $ngulo.

A+..3 #ees focales de onda de compresin con $ngulo pe'ueo& pueden re'uerir un blo'uepersonali%ado para llevar a cabo esta compensacin.

A+..5 El movimiento de la sonda para diversos tipos de cua configuraciones de tipo de escaneo semuestran en la Gig. A+.".

A2. ENA#@A?7F8 0E #A4 #78EA#70A0E4 0E# 7849=@:E89) 0E ?)8J@89) E8GA4A0).

A2.1 7ntroduccin.

A2.1.1 #os componentes individuales pulsadores receptores de los instrumentos de conjunto enfasado&operan esencialmente igual 'ue cual'uier instrumento ultrasnico de canal nico. #a conformidadcon los re'uerimientos de linealidad como se describen en E 12 pueden llevarse a cabo. 4inembargo& debido a la naturale%a del control digital de todos los instrumentos de conjuntoenfasado al hecho de 'ue son utili%ados pulsadores receptores mltiples& se re'uiere 'ue losinstrumentos de conjunto enfasado sean evaluados en linealidad& de manera diferente de lasunidades tradicionales de un nico canal.

A2." ?onfiguracin de la prueba.

A2.".1 El instrumento de conjunto enfasado es configurado para visuali%ar una presentacin A-scan.

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A2.". #a ganancia del receptor es configurada para mostrar seales no saturadas de inters paravisuali%ar la altura evaluacin de linealidad del control de la amplitud.

A2. Nisuali%acin de la altura de la linealidad.

A2..1 ?on el instrumento de conjunto enfasado conectado a una sonda (de corte o longitudinal! acoplada a cual'uier blo'ue 'ue produ%ca dos seales como se muestra en la Gig. A2.". Ajuste lasonda de manera 'ue la amplitud de las dos seales sea del 3* al *R de la visuali%acin de laaltura de la pantalla. 4i el instrumento de conjunto enfasado tiene provisiones para dirigirse a una

sonda de elemento nico en el modo pulso-eco/ entonces los dos agujeros de fondo plano conimpedancia acstica ajustable& insertos en los blo'ues de linealidad personali%ados& mostradosen la Gig. A2.1& proporcionan dichas seales.

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A2..1 @n instrumento de conjunto enfasado de 1+Q+ tiene 1+ pulsadores receptores 'ue sonutili%ados para abordar + elementos. ?ada uno de los componentes pulsador-receptor esverificado para obtener la linealidad de las capacidades de amplificacin del instrumento.

A2.." 4eleccione una sonda de conjunto enfasado con disposicin lineal plana (incidencia normal! 'uetenga por los menos tantos elementos como pulsadores tenga el instrumento ultrasnico deconjunto pulsado.

A2.. @tili%ando esta sonda& configure el instrumento ultrasnico de conjunto enfasado para 'ue tenga

un escaneo de trama electrnico. ?ada le focal consistir$ de un elemento el escaneocomen%ar$ en el elemento nmero 1 terminar$ en el nmero de elemento 'ue corresponda alnmero de pulsadores en el instrumento de conjunto enfasado.

A2.. Acople la sonda a una superficie adecuada para obtener una respuesta de pulso-eco de cada lefocal. El eco de la pared posterior del espesor de ",mm del blo'ue 77C o la pared posterior de"*mm de espesor del blo'ue de linealidad personali%ado& mostrado en la Gig. A2.1& proporcionauna opcin de objetivo adecuada. Alternativamente una prueba de inmersin puede utili%arse.

A2.., 4eleccione el canal 1 de los pulsadores-receptores del instrumento de conjunto enfasado.@tili%ando la visuali%acin A-scan monitoree la respuesta del objetivo seleccionado. Ajuste la

ganancia para provocar una seal al *R de la altura de la pantalla. Esto se muestra en la Gig.A2..

A2..+ Agregue ganancias en el receptor en incrementos de 1dK& despus "dK& luego dK despus+dK. =emueva la ganancia agregada despus de cada incremento para asegurar 'ue la sealhaa regresado al *R de la altura del visuali%ador. =egistre la altura real de la seal como unporcentaje de la altura del visuali%ador.

A2..2 Ajuste la seal al 1**R de la altura del visuali%ador& remueva la ganancia de +dK registre laaltura real de la seal como un porcentaje de la altura del visuali%ador.

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A2..5 =epita la secuencia de A2.., a A2..2 para todos los canales pulsadores-receptores.

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A2.,.+ @tili%ando los cursores de referencia medicin determine el intervalo entre cada mltiplo registre el intervalo de los primeros 1* mltiplos.

A2.,.2 #a linealidad aceptable puede ser establecida por una tolerancia de error basada en la velocidadde conversin de an$logo a digital a una distancia e'uivalente. 6or ejemplo& a 1** :H% cadamuestra de tiempo base es de 1* ns. 6ara el acero& cada muestra a ,5**mQs a lo largo del

tiempo base (1*ns!& en el modo pulso-eco representa *m. @na tolerancia de P-R de muestras

sincroni%adas debe ser lograda por la maora de los sistemas an$logo a digital. Algunas

concesiones deben reali%arse para el error de determinacin de velocidad (-1R!.