Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array equipment — Part 3: Combined systems

ISO 18563-3:2015 addresses ultrasonic test systems implementing linear phased array probes, in contact (with or without wedge) or in immersion, with centre frequencies in the range of 0,5 MHz?10 MHz. It provides methods and acceptance criteria for verifying the performance of combined equipment (i.e. instrument, probe and cables connected). The methods described are suitable for users working under on-site or shop floor conditions. Its purpose is for the verification of the correct operation of the system prior to testing, and also the characterization of sound beams or verification of the absence of degradation of the system. The methods are not intended to prove the suitability of the system for particular applications, but are intended to prove the capability of the combined equipment to generate ultrasonic beams according to the settings used. The calibration of the system for a specific application is outside of the scope of part of ISO 18563 and it is intended that it be covered by the test procedure. ISO 18563-3:2015 does not address the following: - encircling arrays; - series of apertures having a different number of elements; - different settings for transmitting and receiving (e.g. active aperture, number of active elements, delays); - techniques using post-processing of the signals of individual elements in a more complex manner than a simple delay law (e.g. full matrix capture).

Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage ultrasonore multi-éléments — Partie 3: Système complet

ISO 18563-3:2015 concerne l'appareillage d'essais par ultrasons équipé de traducteurs linéaires multiéléments, en contact (avec ou sans sabot) ou en immersion, avec des fréquences centrales comprises entre 0,5 MHz et 10 MHz. Elle décrit les méthodes et les critères d'acceptation applicables à la vérification des performances de l'équipement complet (à savoir appareil, traducteur et câbles connectés). Les méthodes décrites conviennent aux utilisateurs travaillant sur site ou en usine. L'objectif de la présente partie est de vérifier le bon fonctionnement du système avant les essais, et également de caractériser les faisceaux acoustiques ou de vérifier l'absence de dégradation du système. Les méthodes ne sont pas destinées à démontrer l'adéquation du système avec des applications particulières mais à confirmer l'aptitude du système complet à générer des faisceaux acoustiques en fonction des réglages utilisés. L'étalonnage du système pour une application spécifique ne fait pas partie du domaine d'application de la présente partie de l'ISO 18563 et est censé être couvert par le mode opératoire d'essai. ISO 18563-3:2015 ne concerne pas les cas suivants : - réseaux encerclants ; - séries d'ouvertures ayant différents nombres d'éléments ; - différents réglages pour l'émission et la réception (par exemple, ouverture active, nombre d'éléments actifs, retards) ; - techniques utilisant le post-traitement des signaux d'éléments individuels de manière plus complexe qu'une simple loi de retards (par exemple, acquisition de la matrice intégrale).

General Information

Status
Published
Publication Date
07-Dec-2015
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Completion Date
08-Jun-2021
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Standard
ISO 18563-3:2015 - Non-destructive testing -- Characterization and verification of ultrasonic phased array equipment
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ISO 18563-3:2015 - Essais non destructifs -- Caractérisation et vérification de l'appareillage ultrasonore multi-éléments
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Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18563-3
First edition
2015-12-15
Non-destructive testing —
Characterization and verification of
ultrasonic phased array equipment —
Part 3:
Combined systems
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de
l’appareillage ultrasonore multi-éléments —
Partie 3: Système complet
Reference number
ISO 18563-3:2015(E)
©
ISO 2015

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ISO 18563-3:2015(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
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the requester.
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ii © ISO 2015 – All rights reserved

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ISO 18563-3:2015(E)

Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols . 2
5 General requirements for conformity . 3
6 Modes of operation . 4
7 Equipment required for tests . 8
8 Group 1 tests . 9
8.1 General . 9
8.2 Elements and channels . 9
8.2.1 General. 9
8.2.2 Channel assignment . 9
8.2.3 Relative sensitivity of elements .10
8.3 Beam characterization .12
8.3.1 General.12
8.3.2 Absence of saturation .13
8.3.3 Beam characterization for contact probes .14
8.3.4 Beam characterization for immersion probes .21
8.4 Imaging check .24
8.4.1 General.24
8.4.2 Reflector positioning .25
8.4.3 −6 dB spot size .25
8.4.4 Amplitude comparison .25
9 Group 2 tests .25
9.1 General .25
9.2 Visual inspection of equipment .26
9.2.1 Operating procedure .26
9.2.2 Acceptance criteria .26
9.3 Relative sensitivity of elements .26
9.3.1 General.26
9.3.2 Operating procedure .26
9.3.3 Identification of dead elements .27
9.3.4 Compensation of sensitivity variation .27
9.3.5 Acceptance criteria .27
9.4 Linearity of amplification system .27
9.4.1 Operating procedure .27
9.4.2 Acceptance criteria .27
9.5 Absolute sensitivity of virtual probes .28
9.5.1 General.28
9.5.2 Operating procedure .28
9.5.3 Acceptance criterion .28
9.6 Relative sensitivity of virtual probes .28
9.6.1 General.28
9.6.2 Operating procedure .28
9.6.3 Acceptance criterion .29
9.7 Probe index points .29
9.7.1 General.29
9.7.2 Operating procedure .29
9.7.3 Acceptance criteria .29
9.8 Angle(s) of refraction .29
© ISO 2015 – All rights reserved iii

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ISO 18563-3:2015(E)

9.8.1 General.29
9.8.2 Operating procedure .30
9.8.3 Acceptance criterion .30
9.9 Squint angle for contact probes .30
9.9.1 General.30
9.9.2 Operating procedure .30
9.9.3 Reporting .30
10 System record sheet .30
Annex A (informative) Tests to be performed and their acceptance criteria .32
Bibliography .34
iv © ISO 2015 – All rights reserved

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ISO 18563-3:2015(E)

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 on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
This document was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical
Committee CEN/TC 138, Non-destructive testing, in collaboration with ISO Technical Committee
ISO/TC 135, Non-destructive testing, Subcommittee SC 3, Ultrasonic Testing, in accordance with the
Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
ISO 18563 consists of the following parts, under the general title Non-destructive testing —
Characterization and verification of ultrasonic phased array systems:
— Part 1: Instruments
— Part 3: Combined systems
© ISO 2015 – All rights reserved v

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18563-3:2015(E)
Non-destructive testing — Characterization and
verification of ultrasonic phased array equipment —
Part 3:
Combined systems
1 Scope
This part of ISO 18563 addresses ultrasonic test systems implementing linear phased array probes, in
contact (with or without wedge) or in immersion, with centre frequencies in the range of 0,5 MHz–10 MHz.
It provides methods and acceptance criteria for verifying the performance of combined equipment
(i.e. instrument, probe and cables connected). The methods described are suitable for users working
under on-site or shop floor conditions. Its purpose is for the verification of the correct operation of the
system prior to testing, and also the characterization of sound beams or verification of the absence of
degradation of the system.
The methods are not intended to prove the suitability of the system for particular applications, but are
intended to prove the capability of the combined equipment to generate ultrasonic beams according to
the settings used.
The calibration of the system for a specific application is outside of the scope of part of ISO 18563 and it
is intended that it be covered by the test procedure.
This part of ISO 18563 does not address the following:
— encircling arrays;
— series of apertures having a different number of elements;
— different settings for transmitting and receiving (e.g. active aperture, number of active elements,
delays);
— techniques using post-processing of the signals of individual elements in a more complex manner
than a simple delay law (e.g. full matrix capture).
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. 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 inspection — Vocabulary
ISO 18563-1, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array
equipment — Part 1: Instruments
EN 1330-4, Non-destructive testing — Terminology — Part 4: Terms used in ultrasonic testing
EN 16018, Non-destructive testing — Terminology — Terms used in ultrasonic testing with phased arrays
EN 16392-2, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array test
equipment — Part 2: Probes
© ISO 2015 – All rights reserved 1

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ISO 18563-3:2015(E)

3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577, EN 1330-4, EN 16018
and the following apply.
3.1
combined equipment
connected set including the instrument, the probe and connecting cables including adapters
3.2
system
combined equipment including the settings for a given mode of operation
Note 1 to entry: Settings are specific values or ranges of values.
3.3
reference system
system including an instrument according to ISO 18563-1 and a probe according to EN 16392-2, on
which all of the Group 1 tests defined in Clause 8 and all Group 2 tests defined in Clause 9 of this part of
ISO 18563-3 have been performed successfully
3.4
identical system
system in which instruments, probes and connecting cables are each from the same manufacturer and
of the same product name, and the mode of operation and the settings are the same
3.5
mode of operation
specification of shots and active apertures for each position of the probe as reported in Clause 6
3.6
natural refracted beam
beam in the direction of the natural refracted beam angle
3.7
system record sheet
document for reporting the test results for a system and for comparing with the values obtained from
the reference system
4 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols
Symbol Unit Definitions
λ mm Wavelength
ΔS dB Relative sensitivity of an element
el
a mm Contact probe: distance between the orthogonal projection
i
of the axis of the hole and the front surface of the probe, see
Figure 4
Immersion probe: distance between the orthogonal projection
of the axis of the hole and the centre of the probe surface
A V or %-FSH Amplitude of one elementary signal
el
A V or %-FSH Mean value of the amplitudes of all elementary signals
mean
A V or %-FSH Mean value of the amplitudes of all elementary signals, ex-
ref
cluding the dead elements,
2 © ISO 2015 – All rights reserved

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ISO 18563-3:2015(E)

Table 1 (continued)
D mm Diagonal of the active aperture
d mm Depth of the holes
i
G dB Calibrated gain
0
G dB Reference gain for the amplitude – distance measurements
ref
N mm Near field length associated with the active aperture
Θ ° Angle of refraction
p mm Pitch
X mm Distance between the probe front surface and the probe
index point
5 General requirements for conformity
The tests to be performed prior to the first use of the system for a given application (mode of operation
and settings) are described in Clause 8 (Group 1 tests) and in Clause 9 (Group 2 tests), except the tests
described in 9.3, 9.8 and 9.9 which are already performed for Group 1.
When all tests are successful, the system is considered to conform to this part of ISO 18563 and becomes
a reference system. If no component and/or setting of the system is modified or replaced, it remains a
reference system. Using the system with other settings does not void the reference system, if the original
settings can be restored. The results of the tests shall be reported on the system record sheet.
On a system identical to a reference system, only the Group 2 tests have to be performed. When all
tests are successful, the system is considered to conform to this part of ISO 18563. During the first
performance of the tests, the system record sheet is initialized with the values obtained on the reference
system and is completed with the values obtained after the tests.
The Group 2 tests have then to be performed periodically, on any system, on workshop or on site. After
each performance of the Group 2 tests, the system record sheet shall be updated.
Table 2 presents the different tests to be performed on a system, featuring an immersion or contact probe.
A summary of all tests to be carried out, including their acceptance criteria, is given in Table A.1.
Table 2 — Tests to be performed
Contact probe Immersion probe
Group 1 tests
Elements and channels
Channel assignment 8.2.2 8.2.2
Relative sensitivity of elements 8.2.3 8.2.3
Beam characterization
Absence of saturation 8.3.2 8.3.2
Angle of refraction — Probe index point 8.3.3.2
Angle of refraction — Point of incidence on the test object 8.3.4.2
Sensitivity along the beam axis 8.3.3.3 8.3.4.3
Beam dimensions 8.3.3.4 8.3.4.4
Squint angle 8.3.3.5
Grating lobes (recommended) 8.3.3.6
a
For the reference system, the test need not to be repeated because it was performed in Group 1.
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ISO 18563-3:2015(E)

Table 2 (continued)
Contact probe Immersion probe
Imaging check
Reflector positioning 8.4.2 8.4.2
−6 dB spot size 8.4.3 8.4.3
Amplitude comparison 8.4.4 8.4.4
Group 2 tests
Visual inspection of the equipment 9.2 9.2
a
Relative sensitivity of elements 9.3 9.3
Linearity of the amplification system 9.4 9.4
Absolute sensitivity of virtual probes 9.5 9.5
Relative sensitivity of virtual probes 9.6 9.6
a
Probe index points 9.7
a
Angle(s) of refraction 9.8 9.8
a
Squint angle 9.9
a
For the reference system, the test need not to be repeated because it was performed in Group 1.
6 Modes of operation
During ultrasonic testing with phased arrays, a set of beams is generally produced from each position
of the probe.
Each beam corresponds to one shot, each being defined by the active aperture and by the delay laws
applied. The modes of operation are characterized by the number of apertures (one or multiple) and the
number of shots per aperture (one or multiple).
The tests described only address applications in which the transmitting elements are also receiving.
In the scope of this standard, only one received signal is considered for each shot.
Depending on the application the following variants of phased array technique (modes of operation)
can be used/combined:
— number of active apertures (one or multiple);
— number of shots or delay laws (one or multiple) per active aperture;
— type of delay law (beam steering, beam focusing or combined).
If multiple active apertures are used, then the same set of delay laws may be used for all active
apertures, or a different set of delay laws may be used for each active apertures. The latter may be
required to compensate for the orientation of the array relative to the object surface (wedge angle for
contact technique, array tilt for immersion technique).
The verification tests for the different modes shall be performed as follows:
Mode 1
— Only one beam is created.
— Tests are performed with this beam.
Mode 2
— Multiple beams are created with the same active aperture.
4 © ISO 2015 – All rights reserved

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ISO 18563-3:2015(E)

— Tests are performed with a minimum of three beams corresponding to the extremes and median
delay laws.
Mode 3
— Only applicable for an array parallel to the test surface.
— Multiple active apertures are used, all using the same delay law.
— Tests are performed with a minimum of one aperture.
Mode 4:
— Multiple active apertures are used, all using the same set of delay laws.
— Tests are performed with a minimum of one aperture and with a minimum of three beams
corresponding to the extremes and median delay laws.
Mode 5
— Multiple active apertures are used, all using a single delay law but different for each active aperture.
— Alternatively, multiple active apertures are used, all using the same delay law, if the array is not
parallel to the test surface.
— Tests are performed with a minimum of three apertures corresponding to the extreme and
median positions.
Mode 6
— Multiple active apertures are used, each using a different set of delay laws.
— Tests are performed with a minimum of three apertures corresponding to the median and extreme
positions and, for each of these apertures, on three beams corresponding to the extremes and
median delay laws.
The modes are described and illustrated in Table 3.
© ISO 2015 – All rights reserved 5

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ISO 18563-3:2015(E)

Table 3 — Modes of operation
Number of
Number of Identical or different
delay laws
Modes active delay laws for each Examples
per active
apertures aperture
aperture
Not applicable
Beam steering
Mode 1 One One
Not applicable
Focusing on one point
Not applicable
Sectorial electronic scanning
Mode 2 One Multiple
Not applicable
Focusing on several points
NOTE 1 For simplicity only the beam centre lines are indicated. An arrow indicates the beam direction, dots indicate focal
points.
NOTE 2 The medium between array and test object can be a fluid (immersion) or a solid (e.g. wedge).
6 © ISO 2015 – All rights reserved

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ISO 18563-3:2015(E)

Table 3 (continued)
Number of
Number of Identical or different
delay laws
Modes active delay laws for each Examples
per active
apertures aperture
aperture
Identical beams for each
aperture
Beam steering
Mode 3 Multiple One
Identical beams for each
aperture
Focusing on one depth
Set of beams identical
for each aperture
Sectorial electronic scanning
Mode 4 Multiple Multiple
Set of beams identical
for each aperture
Focusing on several points
NOTE 1 For simplicity only the beam centre lines are indicated. An arrow indicates the beam direction, dots indicate focal
points.
NOTE 2 The medium between array and test object can be a fluid (immersion) or a solid (e.g. wedge).
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ISO 18563-3:2015(E)

Table 3 (continued)
Number of
Number of Identical or different
delay laws
Modes active delay laws for each Examples
per active
apertures aperture
aperture
Different for each
aperture
Beam steering
Mode 5 Multiple One
Different for each
aperture
Focusing on one depth
Set of beams different
for each aperture
Sectorial electronic scanning
Mode 6 Multiple Multiple
Set of beams different
for each aperture
Focusing on several points
NOTE 1 For simplicity only the beam centre lines are indicated. An arrow indicates the beam direction, dots indicate focal
points.
NOTE 2 The medium between array and test object can be a fluid (immersion) or a solid (e.g. wedge).
7 Equipment required for tests
The equipment required for the tests of the phased array system includes the following:
— suitable reference block(s);
EXAMPLE Size, curvature, material grade and/or sound velocity, dimensions of the block(s) and type, size
and position of reflectors.
8 © ISO 2015 – All rights reserved

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ISO 18563-3:2015(E)

— means for measuring length and angle.
8 Group 1 tests
8.1 General
Group 1 tests are to be performed upon the system, initially, after a maintenance operation or after
replacement of one of the system components.
For applications in which not all the elements of the probe are used, the tests can be limited to the
elements of the used apertures only. In that case the results of the tested elements shall be recorded on
the system record sheet.
Before performing the tests the equipment settings shall be made according to the array, wedge etc.
that are in use.
8.2 Elements and channels
8.2.1 General
These tests are to ensure proper connection of the probe to the instrument and correct operation of the
probe once connected.
The tests address
— the verification of channel/element assignment for transmission and reception, and the capability
of the instrument to perform the electronic switching operations necessary to activate different
apertures successively,
— the measurement of the relative sensitivity of the probe elements, and
— the identification of any failing component (e.g. dead elements).
If necessary, and if the instrument has the capability, these tests are followed by a compensation in
amplitude of the elements.
8.2.2 Channel assignment
8.2.2.1 Operating procedure
For this test, it is necessary to use a planar reflecting surface that is tilted by a few degrees to the na
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 18563-3
Première édition
2015-12-15
Essais non destructifs —
Caractérisation et vérification de
l’appareillage ultrasonore multi-
éléments —
Partie 3:
Système complet
Non-destructive testing — Characterization and verification of
ultrasonic phased array equipment —
Part 3: Combined systems
Numéro de référence
ISO 18563-3:2015(F)
©
ISO 2015

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ISO 18563-3:2015(F)

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© ISO 2015, Publié en Suisse
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2015 – Tous droits réservés

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ISO 18563-3:2015(F)

Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 2
5 Exigences générales de conformité . 3
6 Modes de fonctionnement . 4
7 Matériel requis pour les essais . 9
8 Essais de groupe 1 . 9
8.1 Généralités . 9
8.2 Éléments et voies .10
8.2.1 Généralités .10
8.2.2 Attribution des voies .10
8.2.3 Sensibilité relative des éléments .11
8.3 Caractérisation des faisceaux .13
8.3.1 Généralités .13
8.3.2 Absence de saturation .14
8.3.3 Caractérisation des faisceaux pour les traducteurs en contact .15
8.3.4 Caractérisation des faisceaux pour les traducteurs en immersion .23
8.4 Contrôle d’imagerie .26
8.4.1 Généralités .26
8.4.2 Positionnement du réflecteur .27
8.4.3 Taille du faisceau à -6 dB.27
8.4.4 Comparaison des amplitudes .27
9 Essais de groupe 2 .28
9.1 Généralités .28
9.2 Inspection visuelle du système .28
9.2.1 Mode opératoire .28
9.2.2 Critères d’acceptation . .28
9.3 Sensibilité relative des éléments .28
9.3.1 Généralités .28
9.3.2 Mode opératoire .29
9.3.3 Identification des éléments morts .29
9.3.4 Compensation de la variation de sensibilité .29
9.3.5 Critères d’acceptation . .29
9.4 Linéarité du système d’amplification .29
9.4.1 Mode opératoire .29
9.4.2 Critères d’acceptation . .30
9.5 Sensibilité absolue des traducteurs virtuels .30
9.5.1 Généralités .30
9.5.2 Mode opératoire .30
9.5.3 Critères d’acceptation . .30
9.6 Sensibilité relative des traducteurs virtuels .30
9.6.1 Généralités .30
9.6.2 Mode opératoire .30
9.6.3 Critères d’acceptation . .31
9.7 Points d’émergence du traducteur .31
9.7.1 Généralités .31
9.7.2 Mode opératoire .31
9.7.3 Critères d’acceptation . .31
9.8 Angle(s) de réfraction .32
© ISO 2015 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 18563-3:2015(F)

9.8.1 Généralités .32
9.8.2 Mode opératoire .32
9.8.3 Critères d’acceptation . .32
9.9 Angle de bigle pour les traducteurs en contact.32
9.9.1 Généralités .32
9.9.2 Mode opératoire .32
9.9.3 Consignation .33
10 Fiche d’enregistrement du système .33
Annexe A (informative) Annexe AEssais à effectuer et leurs critères d’acceptation .34
Bibliographie .37
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés

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ISO 18563-3:2015(F)

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 appelée 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/patents).
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 signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, et pour toute autre information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de
l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : Avant-propos –
Informations supplémentaires.
Le présent document a été élaboré par le comité technique du Comité Européen de Normalisation (CEN),
CEN/TC 138, Essais non destructifs, en collaboration avec le comité technique de l’ISO, ISO/TC 135,
Essais non destructifs, sous-comité SC 3, Essais aux ultrasons, conformément à l’Accord de coopération
technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
L’ISO 18563 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Essais non destructifs —
Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par ultrasons en multiéléments :
— Partie 1 : Appareils
— Partie 3 : Système complet
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NORME INTERNATIONALE ISO 18563-3:2015(F)
Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de
l’appareillage ultrasonore multi-éléments —
Partie 3:
Système complet
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 18563 concerne l’appareillage d’essais par ultrasons équipé de traducteurs
linéaires multiéléments, en contact (avec ou sans sabot) ou en immersion, avec des fréquences centrales
comprises entre 0,5 MHz et 10 MHz.
Elle décrit les méthodes et les critères d’acceptation applicables à la vérification des performances
de l’équipement complet (à savoir appareil, traducteur et câbles connectés). Les méthodes décrites
conviennent aux utilisateurs travaillant sur site ou en usine. L’objectif de la présente partie est de
vérifier le bon fonctionnement du système avant les essais, et également de caractériser les faisceaux
acoustiques ou de vérifier l’absence de dégradation du système.
Les méthodes ne sont pas destinées à démontrer l’adéquation du système avec des applications
particulières mais à confirmer l’aptitude du système complet à générer des faisceaux acoustiques en
fonction des réglages utilisés.
L’étalonnage du système pour une application spécifique ne fait pas partie du domaine d’application de
la présente partie de l’ISO 18563 et est censé être couvert par le mode opératoire d’essai.
La présente partie de l’ISO 18563 ne concerne pas les cas suivants :
— réseaux encerclants ;
— séries d’ouvertures ayant différents nombres d’éléments ;
— différents réglages pour l’émission et la réception (par exemple, ouverture active, nombre d’éléments
actifs, retards) ;
— techniques utilisant le post-traitement des signaux d’éléments individuels de manière plus complexe
qu’une simple loi de retards (par exemple, acquisition de la matrice intégrale).
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application 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 18563-1, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 1 :Appareils
EN 1330-4, Essais non destructifs — Terminologie — Partie 4 :Termes utilisés pour les essais par ultrasons
EN 16018, Essais non destructifs — Terminologie — Termes utilisés pour le contrôle par ultrasons en
multiéléments
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ISO 18563-3:2015(F)

EN 16392-2, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 2 :Traducteurs
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 5577, l’EN 1330-4 et
l’EN 16018 ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
équipement complet
ensemble connecté comprenant l’appareil, le traducteur et les câbles de raccordement, adaptateurs
compris
3.2
système
équipement complet incluant les réglages pour un mode de fonctionnement particulier
Note 1 à l’article: à l’article Les réglages sont des valeurs spécifiques ou une gamme de valeurs.
3.3
système de référence
système comprenant un appareil conforme à l’ISO 18563-1 et un traducteur conforme à l’EN 16392-2,
sur lequel tous les essais de groupe 1 définis dans l’Article 8 et tous les essais de groupe 2 définis dans
l’Article 9 de la présente partie de l’ISO 18563-3 ont été réalisés avec succès
3.4
système identique
système dans lequel les appareils, les traducteurs et les câbles de raccordement proviennent tous du même
fabricant et ont le même nom de produit, et dont le mode de fonctionnement et les réglages sont identiques
3.5
mode de fonctionnement
spécification de tirs et d’ouvertures actives pour chaque position du traducteur, telle qu’indiquée
dans l’Article 6
3.6
faisceau réfracté naturel
faisceau dans la direction de l’angle de réfraction naturelle du faisceau
3.7
fiche d’enregistrement du système
document permettant d’enregistrer les résultats d’essai d’un système et de les comparer avec les
valeurs obtenues à partir du système de référence
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles indiqués dans le Tableau 1 s’appliquent.
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ISO 18563-3:2015(F)

Tableau 1 — Symboles
Symbole Unité Définitions
λ mm Longueur d’onde
ΔS dB Sensibilité relative d’un élément
el
a mm Traducteur en contact : distance entre la projection orthogo-
i
nale de l’axe du trou et la surface avant du traducteur, voir
la Figure 4
Traducteur en immersion : distance entre la projection ortho-
gonale de l’axe du trou et le centre de la surface du traducteur
A V ou %-FSH Amplitude d’un signal élémentaire
el
A V ou %-FSH Valeur moyenne des amplitudes de tous les signaux élémentaires
mean
A V ou %-FSH Valeur moyenne des amplitudes de tous les signaux élémen-
ref
taires, à l’exception des éléments morts
D mm Diagonale de l’ouverture active
d mm Profondeur des trous
i
G dB Gain étalonné
0
G dB Gain de référence pour les mesures d’amplitude-distance
ref
N mm Longueur du champ proche associée à l’ouverture active
Θ ° Angle de réfraction
p mm Pas inter-éléments
X mm Distance entre la surface avant du traducteur et le point
d’émergence du traducteur
5 Exigences générales de conformité
Les essais à effectuer avant la première utilisation de l’appareillage pour une application particulière
(mode de fonctionnement et réglages) sont décrits dans l’Article 8 (essais de groupe 1) et dans l’Article 9
(essais de groupe 2), excepté les essais décrits en 9.3, 9.8 et 9.9, qui sont déjà effectués pour le groupe 1.
Lorsque tous les essais ont conduit à un succès, l’appareillage est considéré conforme à la présente
partie de l’ISO 18563 et devient un système de référence. Tant qu’aucun composant et/ou aucun réglage
du système n’est modifié ou remplacé, il reste un système de référence. Si les réglages d’origine sont
restaurés, l’utilisation d’autres réglages n’invalide pas le système de référence. Les résultats des essais
doivent être consignés dans la fiche d’enregistrement du système.
Sur un système identique à un système de référence, seuls les essais de groupe 2 doivent être réalisés.
Lorsque tous les essais ont conduit à un succès, le système est considéré conforme à la présente partie
de l’ISO 18563. Pendant la première série d’essais, la fiche d’enregistrement du système est initialisée
avec les valeurs obtenues sur le système de référence et est complétée à l’aide des valeurs obtenues
après les essais.
Les essais de groupe 2 doivent ensuite être réalisés périodiquement, sur n’importe quel système, en
usine ou sur site. Après chaque série d’essais de groupe 2, la fiche d’enregistrement du système doit
être mise à jour.
Le Tableau 2 illustre les différents essais à effectuer sur un système équipé d’un traducteur en
immersion ou en contact.
Le Tableau A.1 contient un résumé de tous les essais à effectuer ainsi que leurs critères d’acception.
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Tableau 2 — Essais à effectuer
Traducteur en contact Traducteur en immersion
Essais de groupe 1
Éléments et voies
Attribution des voies 8.2.2 8.2.2
Sensibilité relative des éléments 8.2.3 8.2.3
Caractérisation des faisceaux
Absence de saturation 8.3.2 8.3.2
Angle de réfraction – Point d’émergence du traducteur 8.3.3.2
Angle de réfraction – Point d’incidence sur la pièce à contrôler 8.3.4.2
Sensibilité le long de l’axe du faisceau 8.3.3.3 8.3.4.3
Dimensions du faisceau 8.3.3.4 8.3.4.4
Angle de bigle 8.3.3.5
Lobes de réseau (recommendé) 8.3.3.6
Contrôle d’imagerie
Positionnement du réflecteur 8.4.2 8.4.2
Taille du faisceau à -6 dB 8.4.3 8.4.3
Comparaison des amplitudes 8.4.4 8.4.4
Essais de groupe 2
Inspection visuelle du système 9.2 9.2
Sensibilité relative des éléments 9.3 9.3
Linéarité du système d’amplification 9.4 9.4
Sensibilité absolue des traducteurs virtuels 9.5 9.5
Sensibilité relative des traducteurs virtuels 9.6 9.6
a
Points d’émergence du traducteur 9.7
a
Angle(s) de réfraction 9.8 9.8
a
Angle de bigle pour les traducteurs en contact 9.9
a
Pour le système de référence, l’essai n’a pas besoin d’être répété car il a été effectué dans le groupe 1.
6 Modes de fonctionnement
Pendant les essais par ultrasons en multiéléments, un groupe de faisceaux est généralement produit à
partir de chaque position du traducteur.
À un faisceau correspond un tir, chaque faisceau étant défini par l’ouverture active et par les lois de
retards appliquées. Les modes de fonctionnement sont caractérisés par le nombre d’ouvertures (une ou
plusieurs) et par le nombre de tirs par ouverture (un ou plusieurs).
Les essais décrits ne concernent que les applications dans lesquelles les éléments émetteurs sont
également récepteurs.
Dans le cadre de la présente norme, seul un signal reçu est pris en compte pour chaque tir.
Selon l’application, les variantes de technique en multiéléments (modes de fonctionnement) suivantes
peuvent être utilisées/combinées :
— nombre d’ouvertures actives (une ou plusieurs) ;
— nombre de tirs ou de lois de retards (un(e) ou plusieurs) par ouverture active ;
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ISO 18563-3:2015(F)

— type de loi de retards (déflexion du faisceau, focalisation du faisceau ou les deux).
Si plusieurs ouvertures actives sont utilisées, alors le même groupe de lois de retards peut être utilisé
pour toutes les ouvertures actives, ou un autre groupe de lois de retards peut être appliqué pour chaque
ouverture active. Ce dernier peut être requis pour compenser l’orientation du réseau par rapport à la
surface de la pièce (angle du sabot pour la technique par contact, inclinaison du réseau pour la technique
par immersion).
Les essais de vérification pour les différents modes doivent être effectués comme suit :
Mode 1
— Un seul faisceau est créé.
— Les essais sont effectués avec ce faisceau.
Mode 2
— Plusieurs faisceaux sont créés avec la même ouverture active.
— Les essais sont effectués avec au moins trois faisceaux correspondant aux lois de retards
extrêmes et médiane.
Mode 3
— Uniquement applicable pour un réseau parallèle à la surface d’essai.
— Plusieurs ouvertures sont activées, chacune utilisant la même loi de retards.
— Les essais sont effectués avec au moins une ouverture.
Mode 4 :
— Plusieurs ouvertures sont activées, toutes utilisant plusieurs lois de retards. Ces lois de retards sont
les mêmes pour chaque ouverture active.
— Les essais sont effectués avec au moins une ouverture et au moins trois faisceaux correspondant
aux lois de retards extrêmes et médiane.
Mode 5
— Plusieurs ouvertures sont activées, chacune utilisant une seule loi de retards différente d’une
ouverture active à l’autre.
— En variante, plusieurs ouvertures sont activées, toutes utilisant la même loi de retards, si le réseau
n’est pas parallèle à la surface d’essai.
— Les essais sont effectués avec au moins trois ouvertures correspondant aux positions extrêmes et
médiane.
Mode 6
— Plusieurs ouvertures sont activées, chacune utilisant un groupe différent de lois de retards.
— Les essais sont effectués avec au moins trois ouvertures correspondant aux positions médiane
et extrêmes et, pour chacune de ces ouvertures, sur les trois faisceaux correspondant aux lois de
retards extrêmes et médiane.
Les modes sont décrits et illustrés dans le Tableau 3.
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Tableau 3 — Modes de fonctionnement (1 sur 4)
Nombre
Nombre de lois de Faisceaux identiques
Modes d’ouvertures retards par ou différents pour Exemples
actives ouverture chaque ouverture
active
Non applicable
Déflexion du faisceau
Mode 1 Une Une
Non applicable
Focalisation sur un point
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Tableau 3 — Modes de fonctionnement (2 sur 4)
Nombre Exemples
Nombre de lois de Faisceaux identiques
Modes d’ouvertures retards par ou différents pour
actives ouverture chaque ouverture
active
Non applicable
Balayage électronique sectoriel
Mode 2 Une Plusieurs
Non applicable
Focalisation sur plusieurs points
Faisceaux identiques
pour chaque ouverture
Déflexion du faisceau
Mode 3 Plusieurs Une
Faisceaux identiques
pour chaque ouverture
Focalisation sur une profondeur
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Tableau 3 — Modes de fonctionnement (3 sur 4)
Nombre Exemples
Nombre de lois de Faisceaux identiques
Modes d’ouvertures retards par ou différents pour
actives ouverture chaque ouverture
active
Groupe de faisceaux
identique pour chaque
ouverture
Balayage électronique sectoriel
Mode 4 Plusieurs Plusieurs
Groupe de faisceaux
identique pour chaque
ouverture
Focalisation sur plusieurs points
Faisceaux différents
pour chaque ouverture
Déflexion du faisceau
Mode 5 Plusieurs Une
Faisceaux différents pour
chaque ouverture
Focalisation sur une profondeur
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Tableau 3 — Modes de fonctionnement (4 sur 4)
Nombre Exemples
Nombre de lois de Faisceaux identiques
Modes d’ouvertures retards par ou différents pour
actives ouverture chaque ouverture
active
Groupe de faisceaux
différent pour chaque
ouverture
Balayage électronique sectoriel
Mode 6 Plusieurs Plusieurs
Groupe de faisceaux
différent pour chaque
ouverture
Focalisation sur plusieurs points
NOTE 1 Pour des raisons de simplicité, seules les lignes centrales du faisceau sont indiquées. Une flèche indique la direction
du faisceau, des points indiquent les points focaux.
NOTE 2 Le milieu entre le réseau et la pièce à contrôler peut être un liquide (immersion) ou un solide (par exemple, sabot).
7 Matériel requis pour les essais
Le matériel requis pour les essais du système en multiéléments comprend :
— un ou des bloc(s) de référence approprié(s) ;
EXEMPLE La taille, la
...

Questions, Comments and Discussion

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