ISO 18563-1:2022

Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array equipment — Part 1: Instruments

This document specifies the functional characteristics of multi-channel ultrasonic phased array instruments used for array probes and provides methods for their measurement and verification. This document is also applicable to ultrasonic phased array instruments in automated systems; but other tests can be needed to ensure satisfactory performance. When the phased array instrument is a part of an automated system, the acceptance criteria can be modified by agreement between the parties involved. This document also can partly be applicable to FMC instruments and TFM instruments. This document gives the extent of the verification and defines acceptance criteria within a frequency range of 0,5 MHz to 10 MHz.

Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par ultrasons en multiéléments — Partie 1: Appareils

Le présent document spécifie les caractéristiques fonctionnelles des appareils de contrôle par ultrasons multiéléments destinés à alimenter des traducteurs multiéléments et fournit des méthodes pour les mesurer et les vérifier. Le présent document est également applicable aux appareils de contrôle par ultrasons multiéléments présents dans les systèmes automatiques, mais, dans ce cas, d’autres essais peuvent être nécessaires pour garantir des performances satisfaisantes. Lorsque l’appareil multiélément est intégré dans un système automatique, les critères d’acceptation peuvent être modifiés dans le cadre d’un accord entre les parties concernées. Le présent document peut également s’appliquer en partie aux appareils FMC et aux appareils FTP. Le présent document donne l’étendue de la vérification et définit des critères d’acceptation dans une gamme de fréquences de 0,5 MHz à 10 MHz.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 29-Aug-2022
• ICS: 19.100 - Non-destructive testing
• Technical Committee: ISO/TC 135/SC 3 - Ultrasonic testing
• Drafting Committee: ISO/TC 135/SC 3/WG 5 - Ultrasonic test equipment
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 30-Aug-2022
• Due Date: 02-Feb-2023
• Completion Date: 30-Aug-2022

Relations

• Consolidates: ISO 3030:2022 - Rolling bearings — Radial needle roller and cage assemblies — Boundary dimensions, geometrical product specifications (GPS) and tolerance values
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revises: ISO 18563-1:2015 - Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array equipment — Part 1: Instruments
• Effective Date: 17-Jul-2021

Overview

ISO 18563-1:2022 - "Non-destructive testing - Characterization and verification of ultrasonic phased array equipment - Part 1: Instruments" - defines the functional characteristics, measurement methods and acceptance criteria for multi‑channel ultrasonic phased array instruments. The standard covers instruments used with array probes across a frequency range of 0.5 MHz to 10 MHz, and is applicable to stand‑alone units and instruments integrated into automated systems (with allowance for altered acceptance criteria by agreement). It is partly applicable to FMC and TFM instruments and incorporates test methods aligned with ISO 22232‑1.

Key topics and requirements

The standard specifies both general and detailed performance tests, organized into groups and clauses. Major technical topics include:

• Functional characteristics of multi‑channel phased array instruments (maximum active channels, parallel operation).
• Measurement and verification methods for instrument performance and conformity.
• Group 1 tests (stability, timing and basic performance), examples:
  • Battery operational time, warm‑up stability and stability vs temperature and voltage
  • Time base deviation and resolution of time delays
  • Transmitter characteristics (pulse frequency, effective output impedance)
  • Receiver performance (dead time, dynamic range, input impedance, time‑corrected gain)
  • Gates, summation, highest digitized frequency and response time
• Group 2 tests (detailed transmitter/receiver and physical checks), examples:
  • Physical condition and external aspects inspection
  • Transmitter pulse voltage, rise time and duration, linearity of time delays
  • Receiver frequency response, equivalent input noise, gain linearity and channel‑to‑channel variation
• Acceptance criteria defined for each test within the stated frequency range; criteria for automated systems can be modified by agreement between parties.

Applications and users

ISO 18563‑1:2022 provides a structured verification framework useful for:

• NDT engineers and inspection teams ensuring phased array instruments meet required performance before use.
• Manufacturers and suppliers validating instrument specifications, production QA and pre‑shipment checks.
• Calibration and testing laboratories performing standardized characterization and verification services.
• Asset owners and inspectors implementing acceptance testing for automated ultrasonic inspection systems.
• Integrators of FMC/TFM or automated inspection cells who need to demonstrate instrument conformity or agree modified acceptance criteria.

Related standards

• ISO 22232‑1 - Characterization and verification of ultrasonic test equipment - Part 1: Instruments (aligned test methods)
• ISO 23243 - Ultrasonic testing with arrays - Vocabulary
• ISO 5577 - Ultrasonic testing - Vocabulary

For implementation: consult the full ISO 18563‑1:2022 document for detailed procedures, test equipment lists and exact acceptance values; obtain the standard from ISO or your national standards body.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18563-1
Second edition
2022-08
Non-destructive testing —
Characterization and verification of
ultrasonic phased array equipment —
Part 1:
Instruments
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de
l'appareillage de contrôle par ultrasons en multiéléments —
Partie 1: Appareils
Reference number
© ISO 2022
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms.2
5 General requirements of conformity . 4
6 Manufacturer’s technical specification for ultrasonic phased array instruments .4
7 Performance requirements for ultrasonic phased array instruments .8
8 Group 1 tests .10
8.1 Equipment required for group 1 tests . 10
8.2 Battery operational time . 11
8.2.1 General . 11
8.2.2 Procedure . 11
8.2.3 Acceptance criterion .12
8.3 Stability after warm-up time . 12
8.3.1 Procedure . 12
8.3.2 Acceptance criteria . 14
8.4 Stability against temperature . 14
8.4.1 Procedure . 14
8.4.2 Acceptance criteria . 14
8.5 Stability against voltage variations . 15
8.5.1 Procedure .15
8.5.2 Acceptance criteria . 15
8.6 Deviation of time base .15
8.6.1 General .15
8.6.2 Procedure . 15
8.6.3 Acceptance criterion . 17
8.7 Transmitter . 17
8.7.1 General . 17
8.7.2 Pulse repetition frequency . 17
8.7.3 Effective output impedance . 17
8.7.4 Resolution of time delay . 18
8.8 Receiver . 19
8.8.1 General . 19
8.8.2 Cross-talk attenuation between receivers . 19
8.8.3 Dead time after the transmitter pulse . 20
8.8.4 Dynamic range and maximum input voltage .22
8.8.5 Receiver input impedance . 24
8.8.6 Time-corrected gain (TCG) . 24
8.8.7 Resolution of time delay .25
8.8.8 Linearity of vertical display against frequency . 26
8.8.9 Summation . 26
8.9 Gates. 27
8.9.1 General . 27
8.9.2 Linearity of gate amplitude .28
8.9.3 Linearity of time-of-flight in the gate .29
8.9.4 Monitor gates with analogue outputs .30
8.10 Highest digitized frequency. 32
8.10.1 Procedures . 32
8.10.2 Acceptance criterion .34
8.11 Response time of ultrasonic phased array instrument .34
8.11.1 General .34
iii
8.11.2 Procedure .34
8.11.3 Acceptance criterion . 36
9 Group 2 tests .36
9.1 Equipment required for group 2 tests . 36
9.2 Physical state and external aspects . 36
9.2.1 Procedure .36
9.2.2 Acceptance criteria . 36
9.3 Transmitter . 36
9.3.1 General .36
9.3.2 Transmitter pulse voltage, rise time and duration .36
9.3.3 Linearity of time delays .39
9.4 Receiver . 39
9.4.1 General .39
9.4.2 Frequency response .39
9.4.3 Equivalent input noise . 41
9.4.4 Linearity of gain . 42
9.4.5 Variation of channel gain . 43
9.4.6 Linearity of vertical display .44
9.4.7 Linearity of time delay . 45
Bibliography .47
iv
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/
iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 135, Non-destructive testing, Subcommittee
SC 3, Ultrasonic testing, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 138, Non-destructive testing, in accordance with the Agreement on
technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 18563-1:2015), which has been
technically revised.
The main changes are as follows:
— test methods introduced in ISO 22232-1 have been incorporated;
— the layout has been rearranged to follow the layout of ISO 22232-1;
— the sequence of tests has been modified to follow the sequence of tests in ISO 22232-1.
A list of all parts in the ISO 18563 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
INTERNATIONAL STANDARD ISO 18563-1:2022(E)
Non-destructive testing — Characterization and
verification of ultrasonic phased array equipment —
Part 1:
Instruments
1 Scope
This document specifies the functional characteristics of multi-channel ultrasonic phased array
instruments used for array probes and provides methods for their measurement and verification.
This document is also applicable to ultrasonic phased array instruments in automated systems; but
other tests can be needed to ensure satisfactory performance. When the phased array instrument is a
part of an automated system, the acceptance criteria can be modified by agreement between the parties
involved.
This document also can partly be applicable to FMC instruments and TFM instruments.
This document gives the extent of the verification and defines acceptance criteria within a frequency
range of 0,5 MHz to 10 MHz.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 5577, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Vocabulary
ISO 22232-1, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic test equipment —
Part 1: Instruments
ISO 23243, Non-destructive testing — Ultrasonic testing with arrays — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577, ISO 22232-1, ISO 23243
and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
maximum number of channels that can be simultaneously activated
maximum number of transmitting and/or receiving channels which can be used for one shot
Note 1 to entry: An ultrasonic phased array instrument featuring a maximum number of channels that can be
simultaneously activated (3.1) equal to the number of channels in the phased array instrument is indicated as
parallel ultrasonic phased array instrument.
3.2
multiplexed ultrasonic phased array instrument
ultrasonic phased array instrument featuring a maximum number of channels that can be simultaneously
activated (3.1) smaller than the number of channels in the ultrasonic phased array instrument and
which are controlled by an internal multiplexing device
EXAMPLE In a type 16/64 multiplexed ultrasonic phased array instrument, the maximum number of
channels that can be simultaneously activated is 16 and the total number of channels available is 64. See Figure 1.

Key
1 ultrasonic phased array instrument
2 multiplexer input channels (1 to 16)
3 multiplexer
4 multiplexer output channels (1 to 64)
5 array probe
NOTE 16 is the maximum number of channels that can be activated simultaneously.
64 is the number of channels in the ultrasonic phased array instrument.
Figure 1 — Diagram of a 16/64 multiplexed ultrasonic phased array instrument
3.3
time resolution of the ultrasonic phased array instrument
inverse of the maximum digitization frequency without processing
4 Symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the symbols and abbreviated terms given in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols and abbreviated terms and their units and meanings
Symbol/Abbrevi-
Unit Meaning
ated term
A % Minimum amplitudes measured on a screen
min
A % Maximum amplitudes measured on a screen
max
A , A dB Attenuator settings used during tests
0 n
CT dB Cross-talk attenuation
f Hz Centre frequency
f Hz Upper frequency limit at −3 dB
u
f Hz Lower frequency limit at −3 dB
l
f Hz Frequency with the maximum amplitude in the frequency spectrum
max
f Hz Highest digitized frequency
h
Δf Hz Frequency bandwidth
f Hz Pulse repetition frequency (PRF)
R
FMC - Full matrix capture
FSH - Full screen height
ΔG dB Channel gain variation
G dB Input signal dynamic range
D
G dB Instrument gain on channel i
i
H % Reference screen height
R
I A Amplitude of the maximum current that can be driven by the proportional gate
max
output
N Noise per root bandwidth for receiver input
V
in
Hz
R , R , R Ω Termination resistors
A B l
S dB Attenuator setting
Δt s Time increment
t s Time delay
t s Time to the start of distance-amplitude curve
t s Dead time
t s Pulse duration
d
t s Time to the end of distance-amplitude curve
final
t s Transmitter pulse rise time from an amplitude of 10 % to 90 % of peak
r
amplitude
t s Response time
RT
t , t , s Transmitter or receiver time delays
Target 0 Target i
t , t , t , t
Pi P 0 difi dif
TFM - Total focusing method
t s Time-of-flight
TOF
V , V V Pulse voltage amplitudes
A B
V V Equivalent input noise
ein
V V Input voltage when measuring the equivalent input noise
in
V V Output voltage modified when measuring the output impedance of the analogue
l
gate
V V Minimum input voltage of the receiver
min
V V Maximum input voltage of the receiver
max
TTabablele 1 1 ((ccoonnttiinnueuedd))
Symbol/Abbrevi-
Unit Meaning
ated term
V V Output voltage to get an indication at 80 % of FSH when measuring the output
O
impedance of the analogue gate
V V Voltage amplitude of the 50 Ω loaded transmitter pulse
Z Ω Output impedance of transmitter
Z Ω Output impedance of proportional output
A
5 General requirements of conformity
An ultrasonic phased array instrument conforms with this document if it fulfils all of the following
requirements:
a) the ultrasonic phased array instrument shall conform with Clause 7;
b) a declaration of conformity shall be available, issued by either the manufacturer operating a
quality management system (e.g. in accordance with ISO 9001) or by an organization operating a
laboratory (e.g. in accordance with ISO/IEC 17025);
c) the ultrasonic phased array instrument shall carry a unique serial number;
d) a manufacturer's technical specification corresponding to the phased array instrument, which
defines the performance criteria in accordance with Clause 6, shall be available.
6 Manufacturer’s technical specification for ultrasonic phased array
instruments
The manufacturer’s technical specification relative to a specific model of an ultrasonic phased array
instrument shall contain, as a minimum, the information listed in Table 2. Table 2 specifies the
information which shall be supplied by the manufacturer in the ultrasonic phased array instrument’s
technical specification.
The values obtained from the tests described in Clause 7 shall be established as nominal values, with
tolerances given as indicated.
Table 2 — Technical characteristics to be shown in the ultrasonic phased array instrument’s
technical specification
Information Type of Remarks
information
General features
Size OI Width (mm) × Height (mm) × Depth (mm)
Weight OI At an operational stage including all batteries
Type(s) of power supply OI
Type(s) of instrument sockets OI Including the wiring diagram
Battery operational time M At fully charged new batteries
Number and type of batteries OI
Stability against temperature M
Stability after warm-up time M
Stability against voltage variations M
Temperature and voltage (mains and/or OI When a warm-up time is necessary, its duration
batteries) ranges in which the ultrasonic shall be stated
phased array instrument operates in accord-
ance with the technical specification (opera-
tion and storage)
Form of indication given when a low OI
battery voltage takes the performance of the
ultrasonic phased array instrument outside
of specification
Pulse repetition frequencies M Minimum and maximum values
Maximum power consumption OI V·A (volt-amperes)
Protection grade OI
Environment OI For example: restriction of hazardous sub-
stances (RoHS), explosive atmosphere (ATEX),
vibration, humidity
Multi-channel configuration OI Number of channels controlled simultaneously
and number of available channels
Extension of the number of channels by OI
interconnection of the ultrasonic phased
array instruments
Available measurement units OI For example: mm, inches, %, dB, V
Display
Screen size and resolution OI
Range of sound velocities OI
Time base range OI
Time base delay range OI
List of available views OI
Response time for A-scan presentations M
Maximum digitization frequency without OI
processing
Digitization frequency with processing OI For example: interpolation
Vertical resolution of digitizer OI In bits
Highest digitized frequency M
Key
M  Measurement
OI  Other information
TTabablele 2 2 ((ccoonnttiinnueuedd))
Information Type of Remarks
information
Deviation of time base M
Inputs/outputs
Signal unrectified output (i.e. radio OI
frequency, RF) and/or rectified available
on the output socket
Number and characteristics of logic and OI Including the wiring diagram
analogue control outputs
Number and characteristics of encoder OI Including the wiring diagram
inputs
Power input OI AC, DC, voltage range, power (W)
Available power supply for external devices OI Voltage, power
Synchronization input/output OI
Beam forming
Maximum number of channels active OI
simultaneously
Maximum number of delay laws OI
Maximum number of groups of shots OI
Summation M
Transmitter
Number of transmitters available OI
simultaneously
Shape of transmitter pulse and where OI I.e. rectangular, unipolar, bipolar, arbitrary
applicable, polarity pulse
Transmitter voltage rise time M
Transmitter voltage fall time M
Transmitter voltage duration M
Output impedance M
Maximum time delay OI
Resolution of time delay M
Linearity of time delays M
Possibility to apply different voltages on each OI
channel
Maximum power available per transmitter OI
Receiver
Number of receivers available OI
simultaneously
Characteristics of the gain control, i.e. range OI
in decibels, value of increments
Characteristics of the logarithmic amplifier OI
Input voltage at FSH OI
Maximum input voltage M
Linearity of vertical display M
Key
M  Measurement
OI  Other information
TTabablele 2 2 ((ccoonnttiinnueuedd))
Information Type of Remarks
information
Linearity of the vertical display over the fre- M
quency ranges of the ultrasonic phased array
instrument
Frequency response M
Dead time after transmitter pulse M
Equivalent input noise M
Dynamic range M
Input impedance M
Maximum time delay OI
Resolution of time delay M
Time-corrected gain (TCG) M
Possibility to apply different gain values on OI
each channel
Cross-talk attenuation between receivers M
Linearity of time delays M
Linearity of gain M
Variation of channel gain M
Data acquisition
Transfer rate and type of connection between OI Interface type;
the external storage unit and the ultrasonic Megabytes/s
phased array instrument
Maximum number of A-scans stored per OI A-scan characteristics shall be stated
second
Maximum number of C-scans stored per OI C-scan characteristics shall be stated
second
Maximum number of samples per A-scan OI
Storage capacity OI Mbytes
Gates
Number of gates OI
Threshold operation OI For example: coincidence or anticoincidence
Measurement mode OI For example: threshold, max, zero crossing
Synchronisation of gates OI For example: transmission pulse, first echo
Characteristics of gates OI Threshold, position, duration
Resolution of measurements OI
Trigger of alarms OI For example: number of sequences before an
alarm is triggered
Linearity of monitor gate amplitude M
Linearity of time-of-flight in the gate M
Impedance of analogue output M
Linearity of analogue output M
Influence of the measurement signal position M
in the gate on the analogue gate output
Key
M  Measurement
OI  Other information
TTabablele 2 2 ((ccoonnttiinnueuedd))
Information Type of Remarks
information
Rise time of analogue gate output M
Fall time of analogue gate output M
Hold time of analogue gate output M
Signal processing
Processing features OI For example: averaging, fast Fourier transform
(FFT), rectification, envelope, compression,
dimensional measurements
Key
M  Measurement
OI  Other information
7 Performance requirements for ultrasonic phased array instruments
In order to fulfil the requirements of this document, ultrasonic phased array instruments shall be
verified with the following tests depending on the situation.
— Group 1 tests: to be performed by the manufacturer (or his or her agent) on a representative sample
of the ultrasonic phased array instruments.
High-level measuring instruments are required for these tests.
— Group 2 tests: to be performed on every ultrasonic phased array instrument:
a) by the manufacturer (or his or her agent) prior to the supply of the ultrasonic phased array
instrument (zero point tests);
b) by the manufacturer, the owner, or a laboratory, at 12-month intervals, to verify the
performance of the ultrasonic phased array instrument during its lifetime;
c) following the repair of the ultrasonic phased array instrument.
Only basic electronic measuring instruments are needed for group 2 tests.
By agreement between the parties involved, these tests may be supplemented with additional tests
from group 1.
A third group of tests for the combined system (ultrasonic phased array instrument and connected
probes) is given in ISO 18563-3, these tests shall be performed at regular intervals on site.
For ultrasonic phased array instruments marketed before the introduction of this document, continuing
fitness for purpose shall be demonstrated by performing the periodic group 2 tests every 12 months.
Following the repair, all parameters which can have been influenced by the repair shall be checked
using the appropriate group 1 or group 2 tests.
Table 3 contains all tests to be performed on ultrasonic phased array instruments.
Table 3 — List of tests for ultrasonic phased array instruments
Group 1 Group 2
Manufacturing test Periodic and repair test
Title of the test
Subclause Subclause
Physical state and external aspects 9.2 9.2
Portable or battery operated ultrasonic phased array instruments
Battery operational time 8.2
Stability
Stability after warm-up time 8.3
Stability against temperature 8.4
Stability against voltage variations 8.5
Display
Deviation of time base 8.6
Highest digitized frequency 8.10
Response time of ultrasonic phased array 8.11
instrument
Beam forming
Summation 8.8.9
Transmitter
Pulse repetition frequency 8.7.2
Effective output impedance 8.7.3
Resolution of time delay 8.7.4
Transmitter pulse voltage, rise time and 9.3.2 9.3.2
duration
Linearity of time delays 9.3.3 9.3.3
Receiver
Resolution of time delay 8.7.4
Cross-talk attenuation between receivers 8.8.2
Dead time after the transmitter pulse 8.8.3
Dynamic range and maximum input voltage 8.8.4
Receiver input impedance 8.8.5
Time-corrected gain (TCG) 8.8.6
Linearity of vertical display against frequen- 8.8.8
cy
Frequency response 9.4.2 9.4.2
Linearity of gain 9.4.4 9.4.4
Equivalent input noise 9.4.3 9.4.3
Variation of channel gain 9.4.5 9.4.5
Linearity of vertical display 9.4.6 9.4.6
Linearity of time delays 9.4.7 9.4.7
Monitor gate
Linearity of gate amplitude 8.9.2
Linearity of time-of-flight in the gate 8.9.3
Impedance of analogue output 8.9.4.1
Linearity of the analogue output 8.9.4.2
Influence of signal position within gate 8.9.4.3
TTabablele 3 3 ((ccoonnttiinnueuedd))
Group 1 Group 2
Manufacturing test Periodic and repair test
Title of the test
Subclause Subclause
Rise, fall, delay and hold time of analogue 8.9.4.4
output
8 Group 1 tests
8.1 Equipment required for group 1 tests
The equipment utilized to obtain the required information shall not affect the characteristics of the
ultrasonic phased array instrument under consideration.
The equipment required for the group 1 tests on ultrasonic phased array instruments includes the
following items or functions:
a) oscilloscope with a minimum bandwidth of 100 MHz;
b) (50 ± 0,5) Ω non-reactive resistors;
c) non-reactive resistors with values R and R
A B;
d) standard 50 Ω attenuator with 1 dB steps and a total range of 100 dB. The attenuator shall have
a cumulative error of less than 0,3 dB in any 10 dB span for signals with a frequency less than or
equal to 15 MHz;
e) switching means;
f) pulse generator, capable of producing a trigger pulse with or without a defined delay;
g) signal generator, capable of producing a defined sinusoidal signal or a sinusoidal burst signal;
NOTE An arbitrary waveform generator can be used to replace one or both of the above listed generators
due to its multifunctional design.
h) protection circuit (see Figure 2);
i) impedance analyser;
j) environmental test chamber;
k) regulated DC power supply (for testing the performances of battery operated ultrasonic phased
array instruments);
l) array probe (2 MHz to 6 MHz);
m) reference block to generate a back-wall echo (e.g. calibration block no. 1 according to ISO 2400).
All of the tests in group 1, except the test for stability against temperature (see 8.4), require electronic
means to produce the necessary signals.
The characteristics and stability of the equipment used shall be adapted to the tests.
Before the oscilloscope is connected to the transmitter of the ultrasonic phased array instrument, as
specified in some of the test procedures in this document, it shall be verified that the oscilloscope will
not be damaged by the high transmitter voltage.
Key
1 from ultrasonic phased array instrument
2 to the input of the pulse generator, signal generator or oscilloscope
3 silicon switching diodes
R1, R2, R3 resistors
Figure 2 — Circuit to protect the instrument(s) from the transmitter pulse
8.2 Battery operational time
8.2.1 General
This test only applies to ultrasonic phased array instruments featuring a battery operation mode.
8.2.2 Procedure
The battery operational time of the unloaded (without any probe connected) ultrasonic phased array
instrument using batteries only shall be measured with the following conditions (i.e. the ultrasonic
phased array instrument shall be disconnected from the main power supply):
a) fully charged new battery(ies);
b) ambient temperature between 20 °C and 30 °C;
c) gain set to mid-gain position;
If the ultrasonic phased array instrument features a screen:
d) display A–scan and S-scan presentations;
e) brightness is set at mid-range.
When made possible by the characteristics of the ultrasonic phased array instrument:
f) pulse repetition frequency set to 1 kHz;
g) 16 channels active simultaneously;
h) 10 delay laws;
i) pulse voltage set to 50 V;
j) pulse width set to 100 ns;
k) time base set to 50 µs.
In all other cases, set those parameters to their typical values.
Parameters that have been modified shall be specified by the manufacturer.
8.2.3 Acceptance criterion
The duration measured shall be higher than or equal to the duration stated in the manufacturer’s
technical specification.
8.3 Stability after warm-up time
8.3.1 Procedure
The procedure for the stability check after warm-up time shall be performed as follows:
a) Program the ultrasonic phased array instrument with one active transmitter channel and one
different active receiver channel.
b) Use the signal from the active transmitter channel as the trigger for the pulse generator.
c) Connect the output from the pulse generator to the trigger input of the signal generator.
d) Connect the signal generator output via the variable attenuator to the active receiver channel, see
Figure 3.
Key
1 ultrasonic phased array instrument 9 pulse generator
2 protection circuit (see Figure 2) 10 signal generator
3 input 11 RF output
4 output 12 transmitter output
5 variable attenuator 13 receiver input
6 100 MHz oscilloscope 14 representation of voltage-limited transmitter pulse
7 input channel A 15 representation of test signal
8 input channel B
Figure 3 — Setup for measuring stability after warm-up time and against temperature
e) Set the ultrasonic phased array instrument range to 50 mm for a velocity of 5 920 m/s, full
rectification.
f) Set the delay of the pulse generator to 10 µs.
g) Set the signal generator to generate a burst of three cycles at 2 MHz to 6 MHz.
h) Set the burst amplitude to 100 mV peak-to-peak.
i) Adjust the ultrasonic phased array instrument gain to set the displayed signal to 80 % of the FSH.
j) Observe the amplitude and the position on the time base at 10 min intervals over a period of 30 min.
k) Carry out the test in an environment whose temperature is maintained within ±5 °C of the range
specified in the manufacturer’s technical specification of the ultrasonic phased array instrument.
l) Ensure that the mains or battery voltage is within the ranges required by the manufacturer’s
specification.
8.3.2 Acceptance criteria
During a 30 min period following an allowance for warm-up time, in accordance with the manufacturer’s
specification:
a) the signal amplitude shall not drift by more than ±2 % of the FSH;
b) the maximum shift along the time base shall be less than ±1 % of the full screen width.
8.4 Stability against temperature
8.4.1 Procedure
The procedure for the stability check against temperature shall be performed as follows:
a) Program the ultrasonic phased array instrument with one active transmitter channel and one
different active receiver channel.
b) Use the signal from the active transmitter channel to trigger the pulse generator.
c) Connect the output from the pulse generator to the trigger input of the signal generator.
d) Connect the signal generator output via the variable attenuator to the active receiver channel. See
Figure 3.
e) Set the ultrasonic phased array instrument range to 50 mm for a velocity of 5 920 m/s, full
rectification.
f) Set the delay of the pulse generator to 10 µs.
g) Set the signal generator to generate a burst of three cycles at 2 MHz to 6 MHz.
h) Set the burst amplitude to 100 mV peak-to-peak.
i) Adjust the ultrasonic phased array instrument gain to set the displayed signal to 80 % of the FSH.
j) Place the ultrasonic phased array instrument in a climatic chamber and subjected it to varying
ambient temperatures.
k) The height and position of the reference echoes shall be read out and recorded at maximum
intervals of 10 °C over the temperature range specified by the manufacturer.
8.4.2 Acceptance criteria
For each 10 °C variation of the temperature, the amplitude and the position of the reference echo shall
not drift by more than ±5 % of the FSH and ±1 % of the full screen width respectively.
8.5 Stability against voltage variations
8.5.1 Procedure
The procedure for the stability check against voltage variations shall be performed as follows:
a) Connect the ultrasonic phased array instrument to a regulated power supply.
The applied voltage shall be in the centre of the range specified for the use of the ultrasonic phased
array instrument.
b) Apply a nil-delay law simultaneously to all available channels.
c) Display the summed A-scan presentation, e. g. by using an array probe with a centre frequency
between 2 MHz and 6 MHz and a test block to generate a back-wall echo.
d) The echo amplitude shall be set to 80 % of the FSH; and the time base shall be set so that the
displayed signal is at 50 % of the full screen width, with a distance equal to or greater than 50 mm
of steel for longitudinal waves.
During the test, precautions shall be taken to avoid coupling variations.
e) Observe the consistency of amplitude and position on the time base of the reference signal over the
range of operation voltage.
f) If an automatic cut-off system or a warning device is fitted, decrease the mains and/or battery
voltage and note the signal amplitude at which the cut-off system or warning device operates.
8.5.2 Acceptance criteria
a) The amplitude and position of the reference signal shall remain constant within the limits stated in
the manufacturer’s technical specification.
b) Operation of the cut-off system or warning light (if fitted) shall occur before the reference signal
amplitude varies by more than ±2 % of the FSH or the position on the time base changes by more
than ±1 % of the full screen width from the initial setting.
8.6 Deviation of time base
8.6.1 General
The tests described in 8.6.2 and 8.6.3 shall be performed on at least one channel.
8.6.2 Procedure
This test compares the linearity of time base of the ultrasonic phased array instrument with that of a
calibrated signal generator.
a) Connect the ultrasonic phased array instrument as shown in Figure 4.
b) Set the signal generator to produce a single-cycle sine wave, with a frequency at the centre
frequency f , of the widest frequency range.
Key
1 ultrasonic phased array instrument 9 pulse generator
2 protection circuit (see Figure 2) 10 100 MHz oscilloscope
3 input 11 input channel A
4 output 12 trigger input
5 variable RF attenuator 13 ×10 scope probe (100 MHz)
6 termination pad 14 transmitter output
7 signal generator 15 receiver input
8 RF output
a
Termination pad is only required to match the impedance of the ultrasonic phased array instrument to the test
setup.
Figure 4 — Setup of equipment for multiple tests
c) Set the time base to minimum, maximum, and mid-range position in turn.
d) At each setting, adjust the trigger delay, the gain of the ultrasonic phased array instrument, and the
calibrated attenuator to obtain a signal which is at least 80 % of the FSH at the centre of the ti
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 18563-1
Deuxième édition
2022-08
Essais non destructifs —
Caractérisation et vérification
de l'appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments —
Partie 1:
Appareils
Non-destructive testing — Characterization and verification of
ultrasonic phased array equipment —
Part 1: Instruments
Numéro de référence
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© ISO 2022
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations .3
5 Exigences générales de conformité . 4
6 Spécification technique du fabricant concernant les appareils de contrôle
par ultrasons multiéléments .4
7 Exigences de performance applicables aux appareils de contrôle par ultrasons
multiéléments . 8
8 Essais du groupe 1 .10
8.1 Appareillage exigé pour les essais du groupe 1 . 10
8.2 Autonomie de la batterie . 11
8.2.1 Généralités . 11
8.2.2 Mode opératoire . . 11
8.2.3 Critère d’acceptation .12
8.3 Stabilité après le temps de mise en température .12
8.3.1 Mode opératoire . .12
8.3.2 Critères d’acceptation . 14
8.4 Stabilité en fonction de la température . 14
8.4.1 Mode opératoire . . 14
8.4.2 Critères d’acceptation .15
8.5 Stabilité par rapport aux variations de tension . 15
8.5.1 Mode opératoire . .15
8.5.2 Critères d’acceptation .15
8.6 Écart de la base de temps .15
8.6.1 Généralités .15
8.6.2 Mode opératoire . . 16
8.6.3 Critère d’acceptation . 18
8.7 Émetteur . 18
8.7.1 Généralités . 18
8.7.2 Fréquence de récurrence des impulsions . 18
8.7.3 Impédance de sortie efficace . 18
8.7.4 Résolution du retard . 19
8.8 Récepteur . 20
8.8.1 Généralités .20
8.8.2 Atténuation de la diaphonie entre les récepteurs . 20
8.8.3 Temps de récupération après l’impulsion d’émission . 21
8.8.4 Étendue dynamique et tension d’entrée maximale .23
8.8.5 Impédance d’entrée du récepteur . 25
8.8.6 Gain corrigé en fonction du temps (TCG) . 25
8.8.7 Résolution du retard . 26
8.8.8 Linéarité verticale de l’affichage par rapport à la fréquence . 27
8.8.9 Sommation .28
8.9 Portes . 28
8.9.1 Généralités .28
8.9.2 Linéarité d’amplitude de la porte de sélection .29
8.9.3 Linéarité du temps de vol de la porte .30
8.9.4 Portes de sélection à sortie analogique . 31
8.10 Fréquence maximale numérisée.34
8.10.1 Modes opératoires .34
8.10.2 Critère d’acceptation . 35
iii
8.11 Temps de réponse de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément .36
8.11.1 Généralités .36
8.11.2 Mode opératoire . .36
8.11.3 Critère d’acceptation . 37
9 Essais du groupe 2 .37
9.1 Appareillage exigé pour les essais du groupe 2 . 37
9.2 État physique et aspects externes .38
9.2.1 Mode opératoire . .38
9.2.2 Critères d’acceptation .38
9.3 Émetteur .38
9.3.1 Généralités .38
9.3.2 Tension, temps de montée et durée de l’impulsion d’émission .38
9.3.3 Linéarité des retards .40
9.4 Récepteur . 41
9.4.1 Généralités . 41
9.4.2 Réponse en fréquence . 41
9.4.3 Bruit d’entrée équivalent . 43
9.4.4 Linéarité du gain .44
9.4.5 Variation du gain des voies . 45
9.4.6 Linéarité verticale de l’affichage .46
9.4.7 Linéarité des retards . 47
Bibliographie .49
iv
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 135, Essais non destructifs, sous-
comité SC 3, Contrôle par ultrasons, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 138, Essais non
destructifs, du Comité européen de normalisation (CEN), conformément à l’Accord de coopération
technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 18563-1:2015) qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— intégration des méthodes d’essai introduites dans l’ISO 22232-1;
— modification de la présentation pour correspondre à la présentation de l’ISO 22232-1;
— modification de la séquence d’essais pour correspondre à la séquence d’essais de l’ISO 22232-1.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 18563 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
NORME INTERNATIONALE ISO 18563-1:2022(F)
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification
de l'appareillage de contrôle par ultrasons en
multiéléments —
Partie 1:
Appareils
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les caractéristiques fonctionnelles des appareils de contrôle par ultrasons
multiéléments destinés à alimenter des traducteurs multiéléments et fournit des méthodes pour les
mesurer et les vérifier.
Le présent document est également applicable aux appareils de contrôle par ultrasons multiéléments
présents dans les systèmes automatiques, mais, dans ce cas, d’autres essais peuvent être nécessaires
pour garantir des performances satisfaisantes. Lorsque l’appareil multiélément est intégré dans un
système automatique, les critères d’acceptation peuvent être modifiés dans le cadre d’un accord entre
les parties concernées.
Le présent document peut également s’appliquer en partie aux appareils FMC et aux appareils FTP.
Le présent document donne l’étendue de la vérification et définit des critères d’acceptation dans une
gamme de fréquences de 0,5 MHz à 10 MHz.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 5577, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Vocabulaire
ISO 22232-1, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons — Partie 1: Appareils
ISO 23243, Essais non destructifs — Contrôle à l’aide de réseaux ultrasonores — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 5577, l’ISO 22232-1, l’ISO 23243
ainsi que les suivants, s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
nombre maximal de voies pouvant être activées simultanément
nombre maximal de voies émettrices et/ou réceptrices utilisables pour un tir
Note 1 à l'article: Un appareil de contrôle par ultrasons multiélément comportant un nombre maximal de voies
pouvant être activées simultanément (3.1) égal au nombre de voies de l’appareil multiélément est indiqué comme
appareil de contrôle par ultrasons multiélément parallèle.
3.2
appareil de contrôle par ultrasons multiélément multiplexé
appareil de contrôle par ultrasons multiélément comportant un nombre maximal de voies pouvant
être activées simultanément (3.1) inférieur au nombre de voies de l’appareil de contrôle par ultrasons
multiélément et dont le pilotage est assuré par un dispositif de multiplexage interne
EXEMPLE Pour un appareil de contrôle par ultrasons multiélément multiplexé de type 16/64, le nombre
maximal de voies pouvant être activées simultanément est de 16 et le nombre de voies disponibles est de 64. Voir
la Figure 1.
Légende
1 appareil de contrôle par ultrasons multiélément
2 voies d’entrée du multiplexeur (1 à 16)
3 multiplexeur
4 voies de sortie du multiplexeur (1 à 64)
5 traducteur multiélément
NOTE 16 est le nombre maximal de voies pouvant être activées simultanément.
64 est le nombre de voies dans l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément.
Figure 1 — Diagramme d’un appareil de contrôle par ultrasons multiélément multiplexé
de type 16/64
3.3
résolution temporelle de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément
inverse de la fréquence maximale de numérisation sans traitement
4 Symboles et abréviations
Pour les besoins du présent document, les symboles et abréviations donnés dans le Tableau 1
s’appliquent.
Tableau 1 — Symboles et abréviations, et leurs unités et significations
Symbole/
Unité Signification
abréviation
A % Amplitudes minimales relevées à l’écran
min
A % Amplitudes maximales relevées à l’écran
max
A , A dB Réglages de l’atténuateur utilisés pendant les essais
0 n
CT dB Atténuation du taux de diaphonie
f Hz Fréquence centrale
f Hz Limite supérieure de fréquence à −3 dB
u
f Hz Limite inférieure de fréquence à −3 dB
l
f Hz Fréquence d’amplitude maximale dans le spectre de fréquences
max
f Hz Fréquence maximale numérisée
h
Δf Hz Bande passante
f Hz Fréquence de récurrence des impulsions (FRI)
R
FMC - Acquisition de la matrice intégrale (FMC, de l’anglais «full matrix capture»)
HTE - Hauteur totale de l’écran
ΔG dB Variation de gain des voies
G dB Étendue dynamique de signal d’entrée
D
G dB Gain de l’appareil sur la voie i
i
H % Hauteur de référence de l’écran
R
I A Amplitude du courant maximal pouvant être transmis par la sortie de porte
max
analogique
N Bruit par racine carrée de la bande passante à l’entrée du récepteur
V
in
Hz
R , R , R Ω Résistances de charge
A B l
S dB Réglages de l’atténuateur
Δt s Incrément de temps
t s Retard
t s Temps au début de la courbe amplitude-distance
t s Temps de récupération
t s Durée d’impulsion
d
t s Temps à la fin de la courbe amplitude-distance
final
t s Temps de montée de l’impulsion d’émission pour passer d’une amplitude
r
de 10 % à 90 % de l’amplitude maximale
t s Temps de réponse
RT
t , t , t , s Retard en émission ou en réception
Cible 0 Cible i Pi
t , t , t
P 0 difi dif
FTP - Technique de focalisation en tous points
t s Temps de vol
TOF
V , V V Amplitudes de tension de l’impulsion
A B
V V Bruit d’entrée équivalent
ein
V V Tension d’entrée lors du mesurage du bruit d’entrée équivalent
in
TTabableleaauu 1 1 ((ssuuiitte)e)
Symbole/
Unité Signification
abréviation
V V Tension de sortie modifiée lors du mesurage de l’impédance d’une sortie
l
de porte analogique
V V Tension d’entrée minimale du récepteur
min
V V Tension d’entrée maximale du récepteur
max
V V Tension de sortie pour obtenir une indication à 80 % de la hauteur totale
O
de l’écran lors du mesurage de l’impédance d’une sortie de porte analogique
V V Amplitude de tension de l’impulsion d’émission avec une charge d’émetteur
de 50 Ω
Z Ω Impédance de sortie de l’émetteur
Z Ω Impédance de sortie de la sortie analogique
A
5 Exigences générales de conformité
Un appareil de contrôle par ultrasons multiélément est conforme au présent document s’il satisfait à
toutes les exigences suivantes:
a) l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément doit être conforme à l’Article 7;
b) une déclaration de conformité doit être disponible, fournie par le fabricant ayant recours à
un système de management de la qualité (par exemple, conformément à l’ISO 9001) ou par un
organisme ayant recours à un laboratoire (par exemple, conformément à l’ISO/IEC 17025);
c) l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément doit comporter un numéro de série unique;
d) une spécification technique du fabricant correspondant à l’appareil multiélément, qui donne les
critères de performance conformément à l’Article 6, doit être disponible.
6 Spécification technique du fabricant concernant les appareils de contrôle
par ultrasons multiéléments
La spécification technique du fabricant relative à un modèle particulier d’appareil de contrôle
par ultrasons multiélément doit au moins contenir les informations énumérées dans le Tableau 2.
Le Tableau 2 spécifie les informations qui doivent être fournies par le fabricant dans la spécification
technique de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément.
Les valeurs obtenues par les essais décrits à l’Article 7 doivent être établies en tant que valeurs
nominales, avec les tolérances spécifiées comme indiqué.
Tableau 2 — Caractéristiques techniques à indiquer dans la spécification technique
de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément
Type
Informations Remarques
d’information
Attributs généraux
Dimensions AI Largeur (mm) × Hauteur (mm) × Profondeur
(mm)
Poids AI À un stade opérationnel incluant toutes les
batteries
Légende
M mesurage
AI autre information
TTabableleaauu 2 2 ((ssuuiitte)e)
Type
Informations Remarques
d’information
Type(s) d’alimentation AI
Type(s) de connecteur de l’appareil AI Incluant le schéma de câblage
Autonomie de la batterie M Avec des batteries neuves à pleine charge
Nombre et type de batteries AI
Stabilité en fonction de la température M
Stabilité après le temps de mise en tempéra- M
ture
Stabilité par rapport aux variations de ten- M
sion
Plages de température et de tension (secteur AI Si une période de mise en température est
et/ou batteries) pour lesquelles le fonc- nécessaire, sa durée doit être spécifiée
tionnement de l’appareil de contrôle par
ultrasons multiélément est conforme à la
spécification technique (fonctionnement et
stockage)
Type d’indication donnée lorsque l’affaiblis- AI
sement de la tension de la batterie conduit à
des performances de l’appareil de contrôle
par ultrasons multiélément situées en
dehors de la spécification
Fréquences de récurrence des impulsions M Valeurs minimale et maximale
Puissance maximale consommée AI V·A (volt-ampères)
Indice de protection AI
Environnement AI Par exemple: restriction des substances
dangereuses (RoHS), atmosphères explosives
(ATEX), vibration, humidité
Configuration multiélément AI Nombre de voies gérées simultanément et
nombre de voies disponibles
Extension du nombre de voies par chaînage AI
d’appareils de contrôle par ultrasons multié-
léments
Unités de mesure disponibles AI Par exemple: mm, pouces, %, dB, V
Affichage
Dimensions et résolution de l’écran AI
Plage de vitesses de l’onde ultrasonore AI
Plage de la base de temps AI
Plage de retards de la base de temps AI
Liste des vues disponibles AI
Temps de réponse pour les représentations M
de type A
Fréquence maximale de numérisation sans AI
traitement
Fréquence de numérisation avec traitement AI Par exemple: interpolation
Résolution verticale du numériseur AI En bits
Fréquence maximale numérisée M
Légende
M mesurage
AI autre information
TTabableleaauu 2 2 ((ssuuiitte)e)
Type
Informations Remarques
d’information
Écart de la base de temps M
Entrées/sorties
Sortie non redressée (c’est-à-dire, fréquence AI
radioélectrique, FR) et/ou redressée du
signal disponible sur le connecteur de sortie
Nombre et caractéristiques des sorties de AI Incluant le schéma de câblage
contrôle logiques et analogiques
Nombre et caractéristiques des entrées des AI Incluant le schéma de câblage
codeurs
Puissance absorbée AI CA, CC, plage de tension, puissance (W)
Alimentation disponible pour les dispositifs AI Tension, puissance
externes
Entrée/sortie de synchronisation AI
Formation de faisceaux
Nombre maximal de voies actives simultané- AI
ment
Nombre maximal de lois de retard AI
Nombre maximal de groupes de tirs AI
Sommation M
Émetteur
Nombre d’émetteurs disponibles simultané- AI
ment
Forme de l’impulsion d’émission et, le cas AI C’est-à-dire une impulsion rectangulaire, uni-
échéant, polarité polaire, bipolaire ou arbitraire
Temps de montée de tension de l’émission M
Temps de descente de tension de l’émission M
Durée de tension de l’émission M
Impédance de sortie M
Retard maximal AI
Résolution du retard M
Linéarité des retards M
Possibilité d’appliquer des tensions diffé- AI
rentes sur chaque voie
Puissance maximale disponible par émet- AI
teur
Récepteur
Nombre de récepteurs disponibles simulta- AI
nément
Caractéristiques de réglage du gain, c’est-à- AI
dire plage en décibels, valeur des incréments
Caractéristiques de l’amplificateur logarith- AI
mique
Tension d’entrée relevée à la hauteur totale AI
de l’écran
Légende
M mesurage
AI autre information
TTabableleaauu 2 2 ((ssuuiitte)e)
Type
Informations Remarques
d’information
Tension d’entrée maximale M
Linéarité verticale de l’affichage M
Linéarité verticale de l’affichage sur les M
gammes de fréquences extrêmes de l’appa-
reil de contrôle par ultrasons multiélément
Réponse en fréquence M
Temps de récupération après l’impulsion M
d’émission
Bruit d’entrée équivalent M
Étendue dynamique M
Impédance d’entrée M
Retard maximal AI
Résolution du retard M
Gain corrigé en fonction du temps (TCG) M
Possibilité d’appliquer des gains différents AI
sur chaque voie
Atténuation de la diaphonie entre les récep- M
teurs
Linéarité des retards M
Linéarité du gain M
Variation du gain des voies M
Acquisition des données
Débit de transfert et type de connexion entre AI Type d'interface;
l’unité de stockage externe et l’appareil de Mega-octets/s
contrôle par ultrasons multiélément
Nombre maximal de représentations de type AI Les caractéristiques des représentations de
A mémorisées par seconde type A doivent être indiquées
Nombre maximal de représentations de type AI Les caractéristiques des représentations de
C mémorisées par seconde type C doivent être indiquées
Nombre maximal d’échantillons par repré- AI
sentation de type A
Capacité de stockage AI Mo (méga-octets)
Portes
Nombre de portes AI
Type de détection AI Par exemple: apparition ou disparition
Mode de mesure AI Par exemple: seuil, amplitude max., passage
par zéro
Synchronisation des portes AI Par exemple: impulsion d’émission, écho
d’entrée
Caractéristiques des portes AI Seuil, position, durée
Résolution des mesurages AI
Déclenchement des alarmes AI Par exemple: nombre de séquences avant le
déclenchement d’une alarme
Légende
M mesurage
AI autre information
TTabableleaauu 2 2 ((ssuuiitte)e)
Type
Informations Remarques
d’information
Linéarité d’amplitude de la porte de sélec- M
tion
Linéarité du temps de vol de la porte M
Impédance d’une sortie analogique M
Linéarité d’une sortie analogique M
Influence de la position du signal de mesure M
dans la porte de la sortie de porte analo-
gique
Temps de montée de la sortie de porte ana- M
logique
Temps de descente de la sortie de porte M
analogique
Temps de maintien de la sortie de porte M
analogique
Traitement des signaux
Caractéristiques de traitement AI Par exemple: moyennage, transformée de Fou-
rier rapide (FFT), redressement, enveloppe,
compression, mesurages dimensionnels
Légende
M mesurage
AI autre information
7 Exigences de performance applicables aux appareils de contrôle par ultrasons
multiéléments
Pour satisfaire aux exigences du présent document, un appareil de contrôle par ultrasons multiélément
doit être vérifié en utilisant les essais suivants selon la situation:
— essais du groupe 1: essais devant être effectués par le fabricant (ou son représentant) sur un
échantillon représentatif des appareils de contrôle par ultrasons multiéléments;
Des appareils de mesure de haut niveau sont nécessaires pour ces essais.
— essais du groupe 2: essais devant être effectués sur chaque appareil de contrôle par ultrasons
multiélément:
a) par le fabricant (ou son représentant) avant la livraison de l’appareil de contrôle par ultrasons
multiélément (mesures initiales);
b) par le fabricant, le propriétaire ou un laboratoire, tous les 12 mois durant toute sa durée de vie,
afin de vérifier les performances de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément;
c) après chaque réparation de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément.
Seuls des appareils de mesure électroniques de base sont nécessaires pour les essais du groupe 2.
Sous réserve d’un accord entre les parties concernées, ces essais peuvent être complétés par d’autres
essais du groupe 1.
Un troisième groupe d’essais pour l’équipement complet (appareil de contrôle par ultrasons
multiélément et traducteurs connectés) est spécifié dans l’ISO 18563-3, ces essais doivent être effectués
à intervalles réguliers, sur site.
Pour les appareils de contrôle par ultrasons multiéléments commercialisés avant l’introduction du
présent document, la pérennité de l’aptitude à l’emploi doit être démontrée en effectuant les essais
périodiques du groupe 2 tous les 12 mois.
Après la réparation, tous les paramètres qui ont pu être influencés par la réparation doivent être
contrôlés en utilisant les essais appropriés du groupe 1 ou du groupe 2.
Le Tableau 3 contient tous les essais devant être effectués sur les appareils de contrôle par ultrasons
multiéléments.
Tableau 3 — Liste des essais relatifs aux appareils de contrôle par ultrasons multiéléments
Groupe 2
Groupe 1
Essais périodiques et
Essais de fabrication
Titre de l’essai
après réparation
Paragraphe Paragraphe
État physique et aspects externes 9.2 9.2
Appareils de contrôle par ultrasons multiéléments portables fonctionnant sur batterie
Autonomie de la batterie 8.2
Stabilité
Stabilité après le temps de mise en température 8.3
Stabilité en fonction de la température 8.4
Stabilité par rapport aux variations de tension 8.5
Affichage
Écart de la base de temps 8.6
Fréquence maximale numérisée 8.10
Temps de réponse de l’appareil de contrôle par ultrasons 8.11
multiélément
Formation de faisceaux
Sommation 8.8.9
Émetteur
Fréquence de récurrence des impulsions 8.7.2
Impédance de sortie efficace 8.7.3
Résolution du retard 8.7.4
Tension, temps de montée et durée de l’impulsion d’émis- 9.3.2 9.3.2
sion
Linéarité des retards 9.3.3 9.3.3
Récepteur
Résolution du retard 8.7.4
Atténuation de la diaphonie entre les récepteurs 8.8.2
Temps de récupération après l’impulsion d’émission 8.8.3
Étendue dynamique et tension d’entrée maximale 8.8.4
Impédance d’entrée du récepteur 8.8.5
Gain corrigé en fonction du temps (TCG) 8.8.6
Linéarité verticale de l’affichage par rapport à la fré- 8.8.8
quence
Réponse en fréquence 9.4.2 9.4.2
Linéarité du gain 9.4.4 9.4.4
Bruit d’entrée équivalent 9.4.3 9.4.3
Variation du gain des voies 9.4.5 9.4.5
TTabableleaauu 3 3 ((ssuuiitte)e)
Groupe 2
Groupe 1
Essais périodiques et
Essais de fabrication
Titre de l’essai
après réparation
Paragraphe Paragraphe
Linéarité verticale de l’affichage 9.4.6 9.4.6
Linéarité des retards 9.4.7 9.4.7
Porte de sélection
Linéarité d’amplitude de la porte de sélection 8.9.2
Linéarité du temps de vol de la porte 8.9.3
Impédance d’une sortie analogique 8.9.4.1
Linéarité d’une sortie analogique 8.9.4.2
Influence de la position du signal dans la porte 8.9.4.3
Temps de montée, temps de descente, retard, temps 8.9.4.4
de maintien de la sortie de porte analogique
8 Essais du groupe 1
8.1 Appareillage exigé pour les essais du groupe 1
L’appareillage utilisé pour obtenir les informations requises ne doit pas affecter les caractéristiques de
l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément étudié.
L’appareillage exigé pour les essais du groupe 1 portant sur les appareils de contrôle par ultrasons
multiéléments inclut les éléments ou fonctions suivants:
a) un oscilloscope ayant une bande passante minimale de 100 MHz;
b) des résistances non réactives de (50 ± 0,5) Ω;
c) des résistances non réactives de valeurs R et R ;
A B
d) un atténuateur standard de 50 Ω, avec des incréments de 1 dB et une plage totale de 100 dB. L’erreur
cumulée de l’atténuateur doit être inférieure à 0,3 dB pour chaque intervalle de mesure de 10 dB
pour des signaux présentant une fréquence inférieure ou égale à 15 MHz;
e) un moyen de commutation;
f) un générateur d’impulsions, capable de produire une impulsion de déclenchement avec ou sans
retard défini;
g) un générateur de signaux, capable de produire un signal sinusoïdal défini ou une salve de signaux
sinusoïdaux définis;
NOTE Un générateur d’ondes arbitraires peut être utilisé pour remplacer l’un et/ou l’autre des
générateurs susmentionnés du fait de sa conception multifonctionnelle.
h) un circuit de protection (voir la Figure 2);
i) un analyseur d’impédance;
j) une chambre d’essai d’ambiance;
k) une alimentation continue stabilisée (pour les essais de performances des appareils de contrôle
par ultrasons multiéléments fonctionnant sur batterie);
l) un traducteur multiélément (2 MHz à 6 MHz);
m) un bloc de référence permettant de produire un écho de fond (par exemple, bloc d’étalonnage n° 1
conformément à l’ISO 2400).
Tous les essais du groupe 1, hormis l’essai de stabilité en fonction de la température (voir 8.4), requièrent
un moyen électronique pour produire les signaux nécessaires.
Les caractéristiques et la stabilité du matériel utilisé doivent être adaptées aux essais.
Avant de connecter l’oscilloscope à l’émetteur de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément,
comme cela est nécessaire dans certains des modes opératoires spécifiés dans le présent document,
il faut vérifier qu’il ne sera pas endommagé par la haute tension d’émission.
Légende
1 depuis l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément
2 vers l’entrée du générateur d’impulsions, du générateur de signaux ou de l’oscilloscope
3 diodes de commutation au silicium
R1 R2, R3 résistances
Figure 2 — Circuit de protection de l’appareil/des appareils contre l’impulsion d’émission
8.2 Autonomie de la batterie
8.2.1 Généralités
Cet essai s’applique uniquement aux appareils de contrôle par ultrasons multiéléments possédant un
mode de fonctionnement sur batterie.
8.2.2 Mode opératoire
L’autonomie de la batterie de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément non chargé (sans aucun
traducteur connecté) utilisant uniquement des batteries doit être mesurée en respectant les conditions
suivantes (c’est-à-dire que l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément doit être déconnecté de
l’alimentation):
a) batterie(s) neuve(s) à pleine charge;
b) température ambiante comprise entre 20 °C et 30 °C;
c) gain réglé à sa valeur moyenne de l’étendue.
Si l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément intègre un écran:
d) affichage de représentations de types A et S;
e) luminosité réglée à sa valeur moyenne de l’étendue.
Si les caractéristiques de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément le permettent:
f) fréquence de récurrence fixée à 1 kHz;
g) 16 voies simultanément actives;
h) 10 lois de retard;
i) tension des impulsions fixée à 50 V;
j) largeur d’impulsion fixée à 100 ns;
k) base de temps fixée à 50 µs.
Dans tous les autres cas, régler ces paramètres à leurs valeurs typiques.
Les paramètres modifiés doivent être indiqués par le fabricant.
8.2.3 Critère d’acceptation
La durée mesurée doit être supérieure ou égale à la durée indiquée par la spécification technique du
fabricant.
8.3 Stabilité après le temps de mise en température
8.3.1 Mode opératoire
Le mode opératoire de vérification de la stabilité après le temps de mise en température doit être le
suivant:
a) programmer l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément avec une voie d’émission active et
une autre voie de réception active;
b) utiliser le signal de la voie d’émission active comme déclenchement du générateur d’impulsions;
c) connecter la sortie du générateur d’impulsions au circuit de protection du générateur de signaux;
d) connecter la sortie du générateur de signaux via l’atténuateur variable à la voie de réception active,
voir la Figure 3;
Légende
1 appareil de contrôle par ultrasons multiélément 9 générateur d’impulsions
2 circuit de protection (voir la Figure 2) 10 générateur de signaux
3 entrée 11 sortie RF
4 sortie 12 sortie de l’émetteur
5 atténuateur variable 13 entrée du récepteur
6 oscilloscope 100 MHz 14 représentation d’une impulsion d’émission limitée
en tension
7 voie d’entrée A
8 voie d’entrée B 15 représentation d’un signal d’essai
Figure 3 — Montage utilisé pour mesurer la stabilité après le temps de mise en température et
en fonction de la température
e) régler la gamme de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément sur 50 mm pour une vitesse
de 5 920 m/s, en mode redressement total;
f) régler le retard du générateur d’impulsions sur 10 µs;
g) régler le générateur de signaux de façon qu’il produise une salve de trois cycles entre 2 MHz
et 6 MHz;
h) régler l’amplitude des salves sur 100 mV crête à crête;
i) ajuster le gain de l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément de façon à régler le signal affiché
sur 80 % de la hauteur totale de l’écran;
j) observer l’amplitude et la position sur la base de temps, à intervalles de 10 min sur une période de
30 min;
k) effectuer l’essai dans un environnement dans lequel la température est maintenue, à ± 5 °C près,
dans la plage indiquée dans la spécification technique du fabricant de l’appareil de contrôle par
ultrasons multiélément;
l) s’assurer que la tension du secteur ou de la batterie est comprise dans les limites requises par la
spécification technique du fabricant.
8.3.2 Critères d’acceptation
Durant la période de 30 min suivant le temps de mise en température, conformément à la spécification
technique du fabricant:
a) l’amplitude du signal ne doit pas varier de plus de ± 2 % de la hauteur totale de l’écran;
b) le décalage maximal le long de la base de temps doit être inférieur à ± 1 % de la largeur d’écran
totale.
8.4 Stabilité en fonction de la température
8.4.1 Mode opératoire
Le mode opératoire de vérification de la stabilité en fonction de la température doit être le suivant:
a) programmer l’appareil de contrôle par ultrasons multiélément avec une voie d’émission active et
une autre voie de réception active;
b) utiliser le signal de la voie d’émission active comme déclenchement du générateur d’impulsions;
c) connecter la sortie du générateur d’impulsions au circuit de protection du générateur de signaux;
d) connecter la sortie du généra
...