ISO 15548-2:2008
(Main)Non-destructive testing — Equipment for eddy current examination — Part 2: Probe characteristics and verification
Non-destructive testing — Equipment for eddy current examination — Part 2: Probe characteristics and verification
ISO 15548-2:2008 identifies the functional characteristics of a probe and its interconnecting elements and provides methods for their measurement and verification. The evaluation of these characteristics permits a well-defined description and comparability of eddy current equipment. By careful choice of the characteristics, a consistent and effective eddy current examination system can be designed for a specific application. Where accessories are used, these should be characterised using the principles of ISO 15548-2:2008. ISO 15548-2:2008 does not give the extent of verification nor acceptance criteria for the characteristics. These are given in the application documents.
Essais non destructifs — Appareillage pour examen par courants de Foucault — Partie 2: Caractéristiques des capteurs et vérifications
L'ISO 15548-2:2008 identifie les caractéristiques fonctionnelles d'un capteur à courants de Foucault et de ses éléments d'interconnexion et fournit des méthodes pour les mesurer et les vérifier. L'évaluation de ces caractéristiques permet de donner une description bien définie de l'appareillage à courants de Foucault et d'assurer la comparabilité entre appareillages. Un système d'examen par courants de Foucault, cohérent et efficace, peut être conçu en procédant à un choix scrupuleux des caractéristiques pour une application spécifique. Lorsque des accessoires sont mis en œuvre, il convient de les caractériser en appliquant les principes de l'ISO 15548-2:2008. L'ISO 15548-2:2008 ne fournit pas l'étendue des vérifications ni des critères d'acceptation pour les caractéristiques. Ceux-ci sont définis dans les documents d'application.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15548-2
First edition
2008-09-15
Non-destructive testing — Equipment for
eddy current examination —
Part 2:
Probe characteristics and verification
Essais non destructifs — Appareillage pour examen par courants de
Foucault —
Partie 2: Caractéristiques des capteurs et vérifications
Reference number
ISO 15548-2:2008(E)
©
ISO 2008
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ISO 15548-2:2008(E)
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ISO 15548-2:2008(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .1
4 Characteristics of probe and interconnecting elements .1
4.1 General characteristics .1
4.1.1 Application .1
4.1.2 Probe types .2
4.1.3 Interconnecting elements .2
4.1.4 Physical characteristics.2
4.1.5 Safety .3
4.1.6 Environmental conditions.3
4.2 Electrical characteristics .3
4.3 Functional characteristics .3
5 Verification .4
5.1 General.4
5.2 Levels of verification .4
5.3 Verification procedure.5
5.4 Corrective actions.5
6 Measurement of electrical and functional characteristics of a probe.5
6.1 Electrical characteristics .5
6.1.1 General.5
6.1.2 Measurement conditions .5
6.1.3 Resonant frequency of the excitation element.6
6.1.4 Impedance of the excitation element.6
6.1.5 Impedance of the receiving element(s) .6
6.2 Functional characteristics .6
6.2.1 General.6
6.2.2 Measurement conditions .7
6.2.3 Surface probes.8
6.2.4 Coaxial probes .19
6.3 Normalized impedance plane diagram .25
7 Influence of interconnecting elements.25
Annex A (informative) Reference block A6.26
Bibliography .28
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ISO 15548-2:2008(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 15548-2 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 138, Non-destructive Testing, in collaboration with ISO Technical Committee TC 135, Non-
destructive Testing, Subcommittee SC 4, Eddy current methods, in accordance with the Agreement on
technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
ISO 15548 consists of the following parts, under the general title Non-destructive testing — Equipment for
eddy current examination:
⎯ Part 1: Instrument characteristics and verification
⎯ Part 2: Probe characteristics and verification
⎯ Part 3: System characteristics and verification
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15548-2:2008(E)
Non-destructive testing — Equipment for eddy current
examination —
Part 2:
Probe characteristics and verification
1 Scope
This part of ISO 15548 identifies the functional characteristics of a probe and its interconnecting elements and
provides methods for their measurement and verification.
The evaluation of these characteristics permits a well-defined description and comparability of eddy current
equipment.
By careful choice of the characteristics, a consistent and effective eddy current examination system can be
designed for a specific application.
Where accessories are used, these should be characterised using the principles of this part of ISO 15548.
This part of ISO 15548 does not give the extent of verification nor acceptance criteria for the characteristics.
These are given in the application documents.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 12718, Non-destructive testing — Eddy current testing — Terminology
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12718 apply.
4 Characteristics of probe and interconnecting elements
4.1 General characteristics
4.1.1 Application
Probes and interconnecting elements are selected to satisfy the requirements of the intended application.
The design is influenced by the instrument with which they are used.
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ISO 15548-2:2008(E)
4.1.2 Probe types
The probe is described by the following:
⎯ type of material to be examined, i.e. ferromagnetic, non-ferromagnetic with high or low conductivity;
⎯ function, e.g. separate or combined transmit/receive probe;
⎯ family, e.g. coaxial probe, surface probe;
⎯ measurement mode, e.g. absolute, differential;
⎯ purpose of the examination, e.g. detection of discontinuities, sorting or thickness measurement, etc.;
⎯ specific features, e.g. focused, shielded, etc.
4.1.3 Interconnecting elements
They may include the following:
⎯ cables and/or extensions;
⎯ connectors;
⎯ slip rings;
⎯ rotating heads;
⎯ transformers;
⎯ active devices, e.g. multiplexer, amplifier, etc.
4.1.4 Physical characteristics
The following shall be stated among others:
⎯ external size and shape;
⎯ weight;
⎯ information about mechanical mounting;
⎯ model number and serial number;
⎯ material of manufacture of probe housing;
⎯ composition and thickness of facing material;
⎯ presence and purpose of core or shield;
⎯ type of interconnecting elements (see 4.1.3);
⎯ orientation mark (direction for maximum sensitivity, see 6.2.3.3);
⎯ position mark (electrical centre, see 6.2.3.4).
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ISO 15548-2:2008(E)
4.1.5 Safety
The probe and its interconnecting elements shall meet the applicable safety regulations regarding electrical
hazard, surface temperature, or explosion.
Normal use of the probe should not create a hazard.
4.1.6 Environmental conditions
The temperature and humidity for normal use, storage and transport should be specified for the probe and its
interconnecting elements.
The tolerance of the probe and its interconnecting elements to the effects of interference noise and
electromagnetic radiation shall conform to electromagnetic compatibility (EMC) regulations.
Materials used in the manufacture of the probe should be resistant to contaminants.
4.2 Electrical characteristics
The external electrical connections to the probe shall be clearly identified or declared in writing.
The electrical characteristics of a probe connected to a specified length and type of cable are as follows:
⎯ recommended range of excitation current and voltage for safe operation;
⎯ recommended range of excitation frequencies;
⎯ impedance of the excitation element in air;
⎯ resonant frequency of the excitation element in air;
⎯ impedance of the receiving element(s) in air.
The electrical characteristics of an extension cable shall also be clearly identified.
4.3 Functional characteristics
The functional characteristics of a probe shall be determined for a defined system.
The measurement of the functional characteristics of a probe requires the use of calibration blocks. The
material used for the reference block is determined by the application.
The functional characteristics of a probe are as follows:
⎯ directionality;
⎯ response to elementary discontinuities (hole, slot);
⎯ length and width of coverage;
⎯ area of coverage;
⎯ minimum dimensions of discontinuities for constant response;
⎯ penetration characteristics;
⎯ geometric effects;
⎯ normalised impedance locus (when the frequency is varied) of the exciting element with minimum probe
clearance from a homogeneous block of a specified material.
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ISO 15548-2:2008(E)
These characteristics cannot be used alone to establish the performance (e.g. resolution, smallest detectable
discontinuity, etc.) of the probe in a given test system, for a given application.
When relevant, the influence of interconnecting elements on the functional characteristics of the probe shall
be measured.
5 Verification
5.1 General
For a consistent and effective eddy current examination, it is necessary to verify that the performance of the
component parts of the eddy current test system is maintained within acceptable limits.
The physical condition of the reference blocks shall be verified to be within acceptable limits, before being
used to verify the system or probes.
The measuring equipment used for verification shall be in a known state of calibration.
For a better understanding, the verification procedure is described identically in all three parts of ISO 15548.
5.2 Levels of verification
There are three levels of verification. Each level defines the time intervals between verification and the
complexity of the verification.
It is understood that initial type testing has already been carried out by the manufacturer or under his control.
a) Level 1: Global functional check
A verification is performed at regular intervals of time on the eddy current test system, using reference blocks
to verify that the performance is within specified limits.
The verification is usually performed at the examination location.
The time interval and the reference blocks are defined in the verification procedure.
b) Level 2: Detailed functional check and calibration
A verification on an extended time scale is performed to ensure the stability of selected characteristics of the
eddy current instrument, probe, accessories and reference blocks.
c) Level 3: Characterisation
A verification is performed on the eddy current instrument, probe accessories and reference blocks to ensure
conformity with the characteristics supplied by the manufacturer.
The organization requiring the verification shall specify the characteristics to be verified.
The main features of verification are shown in Table 1.
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ISO 15548-2:2008(E)
Table 1 — Verification levels
Level Object Typical time period Instruments Responsible entity
1
Stability of system Frequently,
Global functional Reference blocks. User
performance. e.g. hourly, daily.
check
Stability of selected
2 Less frequently but at Calibrated measuring
characteristics of the
Detailed functional least annually and instruments, reference User
instrument, probes
check and calibration after repair. blocks.
and accessories.
All characteristics of Once Calibrated laboratory
3
the instrument, probes (on release) measuring instruments Manufacturer, user
Characterisation
and accessories. and when required. and reference blocks.
5.3 Verification procedure
The characteristics to be verified are dependent on the application. The essential characteristics and the level
of verification shall be specified in a verification procedure.
The examination procedure for the application shall refer to the verification procedure. This can restrict the
number of characteristics of a general-purpose instrument to be verified for a defined application.
Sufficient data on the characteristics featured in an instrument, probe and reference block shall be provided, in
order that verification may be performed within the scope of this part of ISO 15548.
5.4 Corrective actions
Level 1: When the performance is not within the specified limits, a decision shall be made concerning the
product examined since the previous successful verification. Corrective actions shall be made to bring the
performance within acceptable limits.
Level 2: When the deviation of the characteristic is greater than the acceptable limits specified by the
manufacturer or in the application document, a decision shall be made concerning the instrument, the probe
or the accessory being verified.
Level 3: When the characteristic is out of the acceptable range specified by the manufacturer or by the
application document, a decision shall be made concerning the instrument, the probe or the accessory being
verified.
6 Measurement of electrical and functional characteristics of a probe
6.1 Electrical characteristics
6.1.1 General
The electrical characteristics alone do not define the characteristics of the probe in its application.
The methods and measuring instruments given in 6.1.2 to 6.1.5 are for guidance; other equivalent methods
and instrumentation can be used.
6.1.2 Measurement conditions
The measurements are made at the probe connector without the use of interconnecting elements of the
inspection system. The probe is placed in air and away from any conductive or magnetic material.
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ISO 15548-2:2008(E)
The measurements are made for each element of the probe accessible at the probe connector. The other
elements are left in open circuit.
When the probe is designed for use under particular conditions, for example, temperature or pressure, any
additional measurements that are required shall be specified in the application document.
6.1.3 Resonant frequency of the excitation element
6.1.3.1 Excitation element with a single coil
Using an impedance meter, measure the resonant frequency f of the excitation element.
res
6.1.3.2 Excitation elements with multiple coils
An excitation element containing multiple coils will give multiple resonance frequencies. The lowest frequency
shall be reported/measured.
6.1.4 Impedance of the excitation element
Measure the resistance R using a multimeter, and the inductance L using an impedance meter. The
0 0
inductance is measured at the lowest frequency of the recommended operating range for the probe.
If the capacitance C is too small to be measured directly, calculation should provide a more accurate result:
0
1
C =
0
22
4π f L
res 0
The model of the excitation-element impedance is given in Figure 1.
Figure 1 — Excitation-element impedance
6.1.5 Impedance of the receiving element(s)
Measure the resistance using a multimeter, and the inductance and the capacitance using an impedance
meter. The measured values of impedance can be given as a curve against frequency.
6.2 Functional characteristics
6.2.1 General
This part of ISO 15548 characterises commonly used probe types. Probes which are designed for special
(unusual) applications shall be characterised in accordance with an application document which follows the
methodology of this part of ISO 15548. The characteristics described in this part of ISO 15548 can give useful
information about such probes.
The functional characteristics are defined for two classes of probes: surface probes and co-axial probes.
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ISO 15548-2:2008(E)
6.2.2 Measurement conditions
6.2.2.1 General
A general-purpose eddy current instrument, characterised in accordance with ISO 15548-1, can be used,
provided that it has the required accuracy.
Alternatively, sufficient instrumentation comprising a voltage/current generator, synchronous detection
amplifier and a voltmeter or oscilloscope can be used.
When the probe does not feature a connecting cable, the characteristics of the cable used for the
measurements shall be documented.
The probe characteristics are measured within the frequency range specified by the probe manufacturer using
reference blocks containing known features, such as slots and holes.
The reference blocks shall be made using the specifications in the application document for the material,
metallurgical properties and surface finish. Its geometry shall comply with the requirements included in the
following subclauses. Blocks made from ferromagnetic material shall be demagnetized before use. The
reference block can be replaced by any other device, the equivalence of which shall be demonstrated for the
measured characteristic (alternative blocks, electric circuit, coil, ball, etc.).
The functional characteristics can be affected by the presence of any perturbing electromagnetic field or
ferromagnetic material in the zone of influence of the probe. Care shall be taken to avoid these effects when
making the measurements described in 6.2.2.2 and 6.2.2.3.
The measurement conditions for each characteristic shall be recorded, for example, excitation frequency and
voltage/current, details of the reference block, etc.
The measured values are the amplitude of the signal and, when applicable, the phase of the signal.
6.2.2.2 Measurement of the amplitude of the signal
a) Absolute measurements
The amplitude of the signal is the length of the vector joining the balance point to the point corresponding
to the maximum excursion of the signal from the balance point, unless otherwise specified in an
application document, see Figure 2 a).
b) Differential measurements
The amplitude of the signal is the length of the line joining the two extreme points of the signature i.e.
peak to peak value, unless otherwise specified in an application document, see Figure 2 b).
c) Other measurements
The method shall be specified in an application document.
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ISO 15548-2:2008(E)
a) Amplitude measurement for an absolute signal
b) Amplitude measurement for a differential signal
Figure 2 — Amplitude measurements for signals
6.2.2.3 Measurement of the phase angle of the signal
The reference for the measurement of phase angle shall be the positive X axis.
The span shall be 360°, either as 0° to 360° or 0° to ± 180°.
The polarity of measurement shall be specified as follows:
⎯ P360: 0° to 360°, positive is counterclockwise (mathematical convention);
⎯ N360: 0° to 360°, positive is clockwise;
⎯ P180: 0 to ± 180°, positive is counterclockwise;
⎯ N180: 0 to ± 180°, positive is clockwise.
The phase angle is the angle between the reference line and the line representing the signal amplitude
determined in 6.2.2.2.
6.2.3 Surface probes
Unless otherwise specified, the measurements shall be conducted with constant probe clearance, which will
be specified in the application document.
8 © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 15548-2:2008(E)
6.2.3.1 Reference blocks
Reference blocks (A1 to A5) are described in general terms in Figure 3.
The detailed requirements of each block shall be given in a procedure.
For each of these reference blocks, the length and width shall be at least 10 times the length of coverage of
the probe as defined in the probe specifications. When this feature is not known, it shall be replaced by the
largest (active) dimension of the probe in the scanning plane. A verification can be made after having
measured the length of coverage as described in 6.2.3.8.
The thickness of the reference block shall be at least twice the standard depth of penetration for the lowest
frequency nominated in the probe specification.
Block A1
It contains a slot in its centre.
As a minimum:
⎯ the slot shall be longer than the “minimum slot length for constant probe response”, determined according
to the methodology described in 6.2.3.10;
⎯ the slot shall be deeper than the “minimum depth of surface-breaking slot for constant probe response”,
determined according to the methodology described in 6.2.3.11;
⎯ the slot width shall be defined in the application document.
Block A2
It contains a hole in its centre.
The diameter of the hole is defined in the application document. It is recommended that the depth of the hole
be the same as that of the slot in block A1.
Blocks A3
It is the same as block A1, without a slot, and with varying thicknesses up to 3 times the standard depth of
penetration, or twice the active dimension of the probe.
Block A4
It is the same as block A1, with n parallel slots.
⎯ all the slots have the same length and width as the slot of block A1;
⎯ the slot depth increases from slot 1 to n by a constant step specified in the application document;
⎯ the spacing between two consecutive slots shall be at least 5 times the length of coverage (6.2.3.8);
⎯ the distance from the first and the last slot to the adjacent edge shall be at least 2,5 times the edge-effect
length.
The number of slots and their depths are defined in the application document.
© ISO 2008 – All rights reserved 9
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ISO 15548-2:2008(E)
Block A5
It is the same as block A1, with n parallel slots.
⎯ all the slots have the same depth and width as the slot of block A1;
⎯ the slot length increases from slot 1 to n by a constant step specified in the application document; the
ends of the longest slot shall be further than 2,5 times the edge-effect length away from the edge;
⎯ the spacing between two consecutive slots shall be at least 5 times the length of coverage (6.2.3.8);
⎯ the distance from the first and the last slot to the adjacent edge shall be at least 2,5 times the edge-effect
length;
⎯ all the slots are centred with respect to the block;
⎯ the number of slots and their lengths are defined in the application document.
Figure 3 — Reference blocks for surface probes
Block A6
This block is defined to obtain a transfer signal. See 6.2.3.16
6.2.3.2 Reference signal
Reference block: block A1 shall be used for this measurement.
10 © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 15548-2:2008(E)
Probe motion
Balance the probe on the block with the probe mid-way between the slot and the adjacent edge of the block.
Verify that no significant change occurs when moving the probe in the vicinity of this position, in the direction
of the slot and that of the edge.
A linear scan is performed over the middle of the slot, with the preferred orientation of the probe perpendicular
to the slot (see Figure 4). For this measurement, the preferred orientation shall be the one defined by the
manufacturer. In the case where the probe is explicitly designed for scanning slots non-perpendicular to the
probe motion (e.g. parallel), an alternative procedure shall be described in the application document.
Results
The instrument is adjusted so that the maximum signal corresponds to a given value of the instrument
dynamic range (e.g. 25 %). It shall be verified that no signal saturation occurs in the subsequent
measurements.
The reference signal S is the maximum value of the signal during the scan.
ref
The phase of the reference signal is taken as the origin of phases for subsequent measurements.
In the following subclauses, all results shall be expressed relatively to S .
ref
Figure 4 — Probe motion to obtain the reference signal
6.2.3.3 Angular sensitivity
Reference block: block A1 shall be used for this measurement.
Probe motion
Scan the central portion of the slot for a range of angles of the probe preferred orientation indicated by the
manufacturer
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15548-2
Première édition
2008-09-15
Essais non destructifs — Appareillage
pour examen par courants de Foucault —
Partie 2:
Caractéristiques des capteurs et
vérifications
Non-destructive testing — Equipment for eddy current examination —
Part 2: Probe characteristics and verification
Numéro de référence
ISO 15548-2:2008(F)
©
ISO 2008
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ISO 15548-2:2008(F)
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Publié en Suisse
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ISO 15548-2:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Caractéristiques des capteurs et des éléments d'interconnexion . 1
4.1 Caractéristiques générales. 1
4.1.1 Application . 1
4.1.2 Type de capteurs . 2
4.1.3 Éléments d'interconnexion. 2
4.1.4 Caractéristiques physiques. 2
4.1.5 Sécurité. 3
4.1.6 Conditions liées à l'environnement . 3
4.2 Caractéristiques électriques. 3
4.3 Caractéristiques fonctionnelles . 3
5 Vérification . 4
5.1 Généralités . 4
5.2 Niveaux de vérification. 4
5.3 Procédure de vérification. 5
5.4 Actions correctives. 5
6 Mesurage des caractéristiques électriques et fonctionnelles d'un capteur. 5
6.1 Caractéristiques électriques. 5
6.1.1 Généralités . 5
6.1.2 Conditions du mesurage. 6
6.1.3 Fréquence de résonance de l'enroulement d'excitation. 6
6.1.4 Impédance de l'enroulement d'excitation . 6
6.1.5 Impédance de l'élément (ou des éléments) récepteur(s). 6
6.2 Caractéristiques fonctionnelles . 7
6.2.1 Généralités . 7
6.2.2 Conditions du mesurage. 7
6.2.3 Palpeurs. 9
6.2.4 Capteurs axiaux . 20
6.3 Diagramme d'impédance normé . 26
7 Influence des éléments d'interconnexion . 27
Annexe A (informative) Bloc de référence A6 . 28
Bibliographie . 30
© ISO 2008 – Tous droits réservés iii
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ISO 15548-2:2008(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
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.
L'ISO 15548-2 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 138, Essais non destructifs, du Comité
européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité technique ISO/TC 135, Essais non
destructifs, sous-comité SC 4, Méthodes par courants de Foucault, conformément à l'Accord de coopération
technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
L'ISO 15548 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Essais non destructifs —
Appareillage pour examen par courants de Foucault:
⎯ Partie 1: Caractéristiques de l'appareil et vérifications
⎯ Partie 2: Caractéristiques des capteurs et vérifications
⎯ Partie 3: Caractéristiques du système et vérifications
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NORME INTERNATIONALE ISO 15548-2:2008(F)
Essais non destructifs — Appareillage pour examen par
courants de Foucault —
Partie 2:
Caractéristiques des capteurs et vérifications
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 15548 identifie les caractéristiques fonctionnelles d'un capteur à courants de
Foucault et de ses éléments d'interconnexion et fournit des méthodes pour les mesurer et les vérifier.
L'évaluation de ces caractéristiques permet de donner une description bien définie de l'appareillage à
courants de Foucault et d'assurer la comparabilité entre appareillages.
Un système d'examen par courants de Foucault, cohérent et efficace, peut être conçu en procédant à un
choix scrupuleux des caractéristiques pour une application spécifique.
Lorsque des accessoires sont mis en œuvre, il convient de les caractériser en appliquant les principes de la
présente partie de l'ISO 15548.
La présente partie de l'ISO 15548 ne fournit pas l'étendue des vérifications ni des critères d'acceptation pour
les caractéristiques. Ceux-ci sont définis dans les documents d'application.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour 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 12718, Essais non destructifs — Contrôle par courants de Foucault — Terminologie
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 12718 s'appliquent.
4 Caractéristiques des capteurs et des éléments d'interconnexion
4.1 Caractéristiques générales
4.1.1 Application
Les capteurs et les éléments d'interconnexion sont choisis pour répondre aux exigences de l'application
concernée.
L'appareil avec lequel ils sont utilisés influence leur conception.
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ISO 15548-2:2008(F)
4.1.2 Type de capteurs
Le capteur est décrit par les éléments suivants:
⎯ le type de matériau à examiner, c'est-à-dire ferromagnétique, non ferromagnétique, de conductivité
élevée ou non;
⎯ la fonction, par exemple fonctions séparées, double fonction;
⎯ la famille, par exemple capteur axial, palpeur;
⎯ le mode de mesurage, par exemple absolu, différentiel;
⎯ le but de l'examen, par exemple détection de discontinuités, tri ou mesurages d'épaisseurs, etc.;
⎯ des caractéristiques spécifiques, par exemple focalisé, à masque, etc.
4.1.3 Éléments d'interconnexion
Ils peuvent inclure les éléments suivants:
⎯ des câbles et/ou des prolongateurs;
⎯ des connecteurs;
⎯ des contacts tournants;
⎯ des têtes rotatives;
⎯ des transformateurs;
⎯ des dispositifs actifs, par exemple multiplexeur, amplificateur, etc.
4.1.4 Caractéristiques physiques
Les caractéristiques suivantes doivent être spécifiées:
⎯ forme et dimension hors tout;
⎯ poids;
⎯ détail de montage mécanique;
⎯ numéro de modèle et numéro de série;
⎯ matériau constitutif du corps du capteur;
⎯ composition et épaisseur du matériau d'interfaçage;
⎯ présence et but d'un noyau ou d'un masque;
⎯ type d'éléments d'interconnexion (voir 4.1.3);
⎯ index d'orientation (direction de sensibilité maximale, voir 6.2.3.3);
⎯ index de position (centre électrique, voir 6.2.3.4).
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4.1.5 Sécurité
Le capteur et ses éléments d'interconnexion doivent être conformes aux règles de sécurité en vigueur, par
exemple risques électriques, température de surface, risque d'explosion, etc.
Une utilisation normale du capteur ne doit pas créer de danger.
4.1.6 Conditions liées à l'environnement
La température et l'humidité requises pour une utilisation normale, les conditions de transport et de stockage
doivent être spécifiées pour le capteur et ses éléments d'interconnexion.
Le capteur et ses éléments d'interconnexion doivent être conformes à la réglementation en matière de
compatibilité électromagnétique (CEM).
Les matériaux utilisés pour la fabrication des capteurs doivent être résistants aux agents contaminants.
4.2 Caractéristiques électriques
Les connexions électriques externes au capteur doivent être clairement identifiées ou précisées dans un
document écrit.
Les caractéristiques électriques d'un capteur connecté à un câble de type et de longueur spécifiés sont les
suivantes:
⎯ gamme recommandée de courants et de tensions d'excitation pour un fonctionnement sûr;
⎯ gamme recommandée de fréquences d'excitation;
⎯ impédance de l'inducteur dans l'air;
⎯ fréquence de résonance de l'inducteur dans l'air;
⎯ impédance du (des) récepteur(s) dans l'air.
Les caractéristiques électriques d'un câble prolongateur doivent être clairement identifiées.
4.3 Caractéristiques fonctionnelles
Les caractéristiques fonctionnelles d'un capteur doivent être déterminées pour un système donné.
Le mesurage des caractéristiques fonctionnelles d'un capteur nécessite l'utilisation de blocs de référence. Le
matériau utilisé pour les blocs de référence est déterminé par l'application.
Les caractéristiques fonctionnelles d'un capteur sont les suivantes:
⎯ l'isotropie;
⎯ la réponse à des discontinuités élémentaires (trou, fente);
⎯ la longueur et la largeur d'action;
⎯ la surface d'action;
⎯ les dimensions minimales de discontinuités générant une réponse constante;
⎯ les caractéristiques de pénétration;
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⎯ les effets géométriques;
⎯ le diagramme d'impédance normé (lorsque la fréquence varie) de l'inducteur placé sur un bloc homogène
de matériau spécifique, avec un entrefer minimal.
Ces caractéristiques ne peuvent pas être utilisées seules pour établir les performances d'un capteur (par
exemple la résolution, le plus petit défaut détectable, etc.) dans un système d'examen donné, pour une
application donnée.
Le cas échéant, l'influence des éléments d'interconnexion sur les caractéristiques fonctionnelles du capteur
doit être mesurée.
5 Vérification
5.1 Généralités
Pour qu'un examen par courants de Foucault soit cohérent et efficace, il est nécessaire de s'assurer que les
performances des composants du système de contrôle par courants de Foucault restent dans des limites
acceptables.
Il faut s'assurer que les paramètres physiques des pièces de référence restent dans des limites acceptables
avant d'utiliser celles-ci pour vérifier le système ou les capteurs.
L'état d'étalonnage de l'équipement de mesure utilisé pour la vérification doit être connu.
Afin de faciliter la compréhension, la procédure de vérification est décrite de façon identique dans les trois
parties de l'ISO 15548.
5.2 Niveaux de vérification
Il existe trois niveaux de vérification. Chaque niveau définit les intervalles de temps entre les vérifications ainsi
que la complexité de cette vérification.
Il est entendu que des essais de type initiaux ont déjà été réalisés par le fabricant ou sous son contrôle.
a) Niveau 1: Contrôle de fonctionnalités global
Il implique une vérification effectuée à intervalles de temps réguliers sur le système de contrôle par courants
de Foucault, à l'aide de pièces de référence, pour vérifier que les performances restent dans les limites
spécifiées.
La vérification est habituellement réalisée sur le lieu d'examen.
L'intervalle de temps et les pièces de référence sont définis dans la procédure de vérification.
b) Niveau 2: Contrôle de fonctionnalités détaillé
Il implique une vérification sur une période plus longue, réalisée pour assurer la stabilité de caractéristiques
choisies de l'appareil à courants de Foucault, du capteur, des accessoires et des pièces de référence.
c) Niveau 3: Caractérisation
Il implique une vérification effectuée sur l'appareil à courants de Foucault, le capteur, les accessoires et les
pièces de référence pour garantir la conformité avec les caractéristiques mentionnées par le constructeur.
L'organisation qui requiert la vérification doit préciser les caractéristiques à vérifier.
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ISO 15548-2:2008(F)
Le Tableau 1 reprend les aspects principaux de la vérification.
Tableau 1 — Procédure de vérification
Personne
Niveau Objet Périodicité type Instruments
responsable
1 Stabilité de la Fréquemment, par
Test de fonctionnalités performance du exemple toutes les Blocs de référence Utilisateur
global système heures, tous les jours
Stabilité de
Moins fréquemment,
2 caractéristiques Appareils de
mais au moins tous les
Test de fonctionnalités choisies de l'appareil, mesurage étalonnés et Utilisateur
ans et après
détaillé et étalonnage des capteurs et des blocs de référence
réparation
accessoires
Toutes les
Appareils de
caractéristiques de
3 Une fois (à la livraison) mesurage de
l'appareil, des Fabricant, utilisateur
Caractérisation et sur demande laboratoire étalonnés
capteurs et des
et blocs de référence
accessoires
5.3 Procédure de vérification
Les caractéristiques à vérifier dépendent de l'application. Les caractéristiques essentielles et le niveau de
vérification doivent être spécifiés dans une procédure de vérification.
La procédure d'examen de l'application doit se référer à la procédure de vérification. Cela peut restreindre le
nombre de caractéristiques à vérifier pour une application déterminée.
Des données suffisantes relatives aux caractéristiques d'un appareil, d'un capteur et de pièces de référence,
doivent être fournies afin de pouvoir réaliser une vérification conformément au domaine d'application de la
présente partie de l'ISO 15548.
5.4 Actions correctives
Niveau 1: Lorsque les performances sortent des limites spécifiées, une décision doit être prise concernant le
produit examiné depuis la dernière vérification satisfaisante. Des actions correctives doivent être menées pour
ramener les performances dans les limites acceptables.
Niveau 2: Lorsque l'écart de la caractéristique dépasse les limites acceptables spécifiées par le constructeur
ou le document d'application, une décision doit être prise concernant l'appareil, le capteur ou l'accessoire
soumis à la vérification.
Niveau 3: Lorsque la caractéristique sort de la fourchette acceptable spécifiée par le constructeur ou dans le
document d'application, une décision doit être prise concernant l'appareil, le capteur ou l'accessoire soumis à
la vérification.
6 Mesurage des caractéristiques électriques et fonctionnelles d'un capteur
6.1 Caractéristiques électriques
6.1.1 Généralités
Les caractéristiques électriques à elles seules ne définissent pas les caractéristiques du capteur dans son
application.
Les appareillages de mesurage et les méthodes indiqués de 6.1.2 à 6.1.5 le sont à titre informatif; tout autre
appareillage équivalent peut être utilisé.
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ISO 15548-2:2008(F)
6.1.2 Conditions du mesurage
Les mesurages sont effectués au connecteur du capteur sans faire usage des éléments d'interconnexion du
système d'inspection. Le capteur est placé dans l'air et éloigné de tout matériau conducteur ou magnétique.
Les mesurages sont réalisés pour chaque élément du capteur accessible au niveau du connecteur. Les
autres éléments sont laissés en circuit ouvert.
Lorsque le capteur est conçu pour un usage en conditions extrêmes, par exemple de température ou de
pression, tous les mesurages additionnels qui sont requis doivent être spécifiés dans le document
d'application.
6.1.3 Fréquence de résonance de l'enroulement d'excitation
6.1.3.1 Enroulement d'excitation à simple bobinage
À l'aide d'un impédancemètre, mesurer la fréquence de résonance f de l'enroulement d'excitation.
res
6.1.3.2 Enroulements d'excitation à bobinages multiples
Un enroulement d'excitation à bobinages multiples donne des fréquences de résonance multiples. La
fréquence la plus basse doit être rapportée/mesurée.
6.1.4 Impédance de l'enroulement d'excitation
Mesurer la résistance R à l'aide d'un multimètre, l'inductance L à l'aide d'un impédancemètre. L'inductance
0 0
est mesurée à la fréquence la plus basse de la gamme de travail recommandée pour le capteur.
Si la capacité C est trop basse pour être mesurée directement, le calcul fournit alors un résultat plus précis:
0
1
C =
0
22
4π f L
res 0
Le modèle de l'impédance de l'élément d'excitation est donné à la Figure 1.
Figure 1 — Impédance de l'élément d'excitation
6.1.5 Impédance de l'élément (ou des éléments) récepteur(s)
Mesurer la résistance à l'aide d'un multimètre, l'inductance et la capacité à l'aide d'un impédancemètre. Les
valeurs mesurées de l'impédance peuvent être données sous la forme d'une courbe en fonction de la
fréquence.
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ISO 15548-2:2008(F)
6.2 Caractéristiques fonctionnelles
6.2.1 Généralités
La présente partie de l'ISO 15548 caractérise les types de capteurs utilisés communément. Les capteurs
conçus pour des applications particulières (inhabituelles) doivent être caractérisés suivant un document
d'application qui respecte la méthodologie de la présente partie de l'ISO 15548. Les caractéristiques décrites
dans la présente partie de l'ISO 15548 sont susceptibles de fournir des informations utiles pour de tels capteurs.
Les caractéristiques fonctionnelles sont définies pour deux catégories de capteurs: les palpeurs et les
capteurs axiaux.
6.2.2 Conditions du mesurage
6.2.2.1 Généralités
Un appareil à courants de Foucault d'usage général conforme à l'ISO 15548-1 peut être utilisé, pour autant
qu'il possède la précision requise.
De manière alternative, une instrumentation suffisante qui comprendrait un générateur de tension/de courant,
un amplificateur à détection synchrone et un voltmètre ou un oscilloscope, peut être utilisée.
Lorsque le capteur ne possède pas de câble de connexion, les caractéristiques du câble utilisé pour les
mesurages doivent être documentées.
Les caractéristiques du capteur sont mesurées sur l'intervalle de fréquences spécifié par le fabricant du
capteur et en utilisant des blocs de référence contenant des discontinuités connues telles qu'entailles et trous.
Le bloc de référence doit répondre aux exigences du document d'application concernant le matériau, les
propriétés métallurgiques et l'état de surface. Sa géométrie doit répondre aux exigences des paragraphes
suivants. Les blocs réalisés en matériau ferromagnétique doivent être démagnétisés avant utilisation. Le bloc
de référence peut être remplacé par tout autre élément, dont l'équivalence par rapport à la caractéristique
mesurée doit être démontrée (circuit électrique, bobinage, bille, etc.).
La présence d'un champ électromagnétique ou de matériau ferromagnétique dans la zone d'influence du
capteur peut influencer les caractéristiques fonctionnelles. On doit prendre soin d'éviter de tels effets lors de
la réalisation des mesurages décrits en 6.2.2.2 et en 6.2.2.3.
Les conditions du mesurage doivent être enregistrées pour chaque caractéristique, par exemple la fréquence
d'excitation et la tension/le courant, les détails du bloc de référence, etc.
Les valeurs mesurées sont l'amplitude du signal et, le cas échéant, la phase du signal.
6.2.2.2 Mesurage de l'amplitude du signal
a) Mesurages absolus
L'amplitude du signal est la longueur du vecteur joignant le point d'équilibre au point correspondant à la
déviation maximale du signal par rapport à ce point d'équilibre, sauf spécification contraire dans le document
d'application, voir Figure 2 a).
b) Mesurages différentiels
L'amplitude du signal est la longueur du segment joignant les deux points extrêmes de la signature du signal,
c'est-à-dire la valeur crête à crête, sauf spécification contraire du document d'application, voir Figure 2 b).
c) Autres mesurages
La méthode doit être spécifiée dans un document d'application.
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ISO 15548-2:2008(F)
a) Mesurage de l'amplitude pour un signal absolu
b) Mesurage de l'amplitude pour un signal absolu
Figure 2 — Mesurage de l'amplitude du signal
6.2.2.3 Mesurage de la phase du signal
La référence pour le mesurage de la phase doit être l'axe X positif.
L'étendue doit être de 360°, soit de 0° à 360°, soit de 0° à ± 180°.
La polarité du mesurage doit être spécifiée de la manière suivante:
⎯ P360: 0° à 360°, le sens positif est antihoraire (convention mathématique);
⎯ N360: 0° à 360° le sens positif est horaire;
⎯ P180: 0° à ± 180°, le sens positif est antihoraire;
⎯ N180: 0° à ± 180°, le sens positif est horaire.
La phase est l'angle entre la référence et la ligne caractérisant l'amplitude du signal telle que déterminée en
6.2.2.2.
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6.2.3 Palpeurs
Sauf spécification contraire, les mesurages doivent être faits avec un entrefer constant, qui sera précisé dans
le document d'application.
6.2.3.1 Blocs de référence
Les blocs de référence (de A1 à A5) sont décrits de manière générale à la Figure 3.
Les exigences détaillées pour chaque bloc doivent être données dans une procédure.
La longueur et la largeur de chacun de ces blocs de référence doivent valoir au moins 10 fois la longueur
d'action du capteur telle que définie dans les spécifications du capteur. Lorsque cette donnée n'est pas
connue, elle doit être remplacée par la plus grande dimension (active) du capteur dans le plan d'examen. Une
vérification peut être faite après avoir mesuré la longueur d'action tel que décrit en 6.2.3.8.
L'épaisseur du bloc de référence doit valoir au moins deux fois la profondeur de pénétration conventionnelle
pour la fréquence la plus basse précisée dans la spécification du capteur.
Bloc A1
Il contient une entaille en son centre.
Au minimum:
⎯ l'entaille doit être plus longue que la «longueur minimale d'entaille générant une réponse constante du
capteur», déterminée en appliquant la méthode décrite en 6.2.3.10;
⎯ l'entaille doit être plus profonde que la «profondeur minimale d'entaille débouchante générant une
réponse constante du capteur», déterminée en appliquant la méthode décrite en 6.2.3.11;
⎯ la largeur de l'entaille doit être définie dans le document d'application.
Bloc A2
Il contient un trou en son centre.
Le diamètre du trou est défini dans le document d'application. Il est recommandé que la profondeur du trou soit
la même que celle de l'entaille du bloc A1.
Blocs A3
Semblables au bloc A1, ils ne comportent pas d'entaille, mais ont des épaisseurs variant jusqu'à trois fois la
profondeur standard de pénétration ou deux fois la dimension active du capteur.
Bloc A4
Semblable au bloc A1, il comporte n entailles parallèles.
⎯ toutes les entailles ont la même longueur et la même largeur que l'entaille du bloc A1;
⎯ la profondeur d'entaille augmente de l'entaille 1 à n avec un pas constant précisé dans le document
d'application;
⎯ l'espacement entre deux entailles successives doit valoir au moins 5 fois la longueur d'action (6.2.3.8);
⎯ la distance de la première et la dernière entaille au bord le plus proche doit valoir au moins 2,5 fois la
longueur de l'effet de bord.
Le nombre d'entailles et leurs profondeurs sont définis dans le document d'application.
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ISO 15548-2:2008(F)
Bloc A5
Semblable au bloc A1, il comporte n entailles parallèles:
⎯ toutes les entailles ont la même profondeur et la même largeur que l'entaille du bloc A1;
⎯ la longueur d'entaille augmente de l'entaille 1 à n avec un pas constant précisé dans le document
d'application. Les extrémités de l'entaille la plus longue d
...
Questions, Comments and Discussion
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