3.6 校准概念
Il termine taratura viene usato per tre differenti processi associati ai rilevatori di difetti ad ultrasuoni: la taratura della velocità di propagazione dell'onda sonora e dello zero (da effettuare ogni volta che cambia il materiale da ispezionare o la sonda da utilizzare), la taratura di riferimento (da effettuare per configurare un'ispezione in funzione di un campione di riferimento) e la certificazione di taratura (da effettuare periodicamente per verificare la correttezza di misura dello strumento).
Taratura della velocità di propagazione dell’onda sonora e dello zero
Il rilevatore di difetti ad ultrasuoni misura lo spessore, la profondità o la distanza mediante degli echi molto precisi. Per riuscire a trasformare queste misure di tempo in misura di distanza, lo strumento deve essere programmato con la velocità di propagazione delle onde ultrasonore nel materiale da ispezionare oltre a ogni scarto dello zero richiesto dallo strumento, tipo di sonda o forma dell'eco. Questo processo è in genere definito taratura della velocità di propagazione dell’onda sonora e dello zero. La precisione di una misura ad ultrasuoni dello spessore, della profondità o della distanza dipende dalla precisione di esecuzione di questa taratura. Una taratura erronea produrrà delle misure erronee. Fortunatamente la taratura è una procedura di semplice esecuzione ed è possibile memorizzare e richiamare rapidamente delle tarature di differenti materiali e sonde.
Per la taratura della velocità di propagazione il rilevatore di difetti misura la velocità di propagazione dell'onda sonora in un pezzo di riferimento. In seguito questo valore viene memorizzato per essere usato nel calcolo dello spessore partendo dagli intervalli di tempo misurati. I principali fattori che modificano la velocità di propagazione dell'onda sonora sono: densità, elasticità, composizione del materiale, struttura granulare e temperatura. Per la taratura dello zero il rilevatore di difetti utilizza la misura di un campione di materiale di spessore noto per calcolare lo scarto dello zero. Questo scarto permette di compensare la parte del tempo di trasmissione dell'impulso che rappresenta i fattori oltre al percorso sonoro nel pezzo da ispezionare. Il fattore principale che influenza il valore dello zero nelle comuni applicazioni di rilevamento di difetti è rappresentato dal ritardo dello zoccolo o il tempo necessario all'onda sonora per uscire dalla sonda. Altri fattori sono i ritardi di commutazione elettronica, dei cavi e dell'accoppiante.
La procedura raccomandata di taratura della velocità di propagazione dell'onda sonora e dello zero è la taratura a due punti. Questo tipo di taratura necessita dei campioni del materiale da ispezionare di differenti spessori noti. Nelle applicazioni di rilevamento di difetti la taratura a due punti viene spesso effettuata mediante un blocco di taratura IIW che permette la definizione di differenti lunghezze di percorso ultrasonoro. La sonda viene accoppiata in punti che rappresentano dei percorsi sonori lungo e corto. Lo strumento misura il tempo di trasmissione dell'impulso per ogni percorso. In seguito l'operatore inserisce lo spessore e la distanza noti. Lo strumento usa questi quattro punti di dati, i due valori inseriti di spessore o di distanza e il tempo di trasmissione associato ad ognuno, per calcolare i valori unici di velocità di propagazione dell'onda sonora e dello zero in grado di risolvere l'equazione. Questi valori vengono in seguito usati per le misure ed è possibile integrarli a una configurazione memorizzata.
La maggior parte dei rilevatori di difetti digitali moderni possiedono dei messaggi software che guidano l'utente attraverso il processo di queste tarature. Questo processo viene descritto in modo più approfondito nella sezione 4.
Taratura di riferimento
La taratura di riferimento rappresenta il processo di preparazione di una specifica ispezione mediante dei blocchi di taratura o altri campioni di riferimento. Questo processo comprende in genere la definizione del livello di ampiezza del segnale proveniente dal campione di riferimento per confrontare l'ampiezza delle indicazioni provenienti dal pezzo da ispezionare Le informazioni relative alle necessarie tarature di riferimento si trovano in genere nelle procedure definite dall'utente per ogni ispezione.
Certificazione della taratura
La certificazione della taratura è il processo di documentazione della precisione di misura e della linearità dello strumento ad ultrasuoni in condizioni d'ispezione specifiche. Nel caso di rilevatori di difetti vengono fornite delle certificazioni orizzontali (profondità o distanza) e verticale (ampiezza). Questa certificazione viene frequentemente eseguita conformemente a una norma riconosciuta come ASTM E-317 o EN12668. La precisione delle misure in condizioni di analisi documentate è in genere confrontata alla tolleranza definita dal produttore dello strumento. Nel caso di strumenti analogici, la certificazione della taratura deve essere effettuata manualmente con un operatore che acquisisce i dati mentre gli strumenti digitali sono spesso certificati mediante il processo automatizzato utilizzando un software che verifica i parametri importanti.
Visto che la precisione delle misure delle applicazioni di rilevamento di difetti dipende in modo determinante dalla correttezza della configurazione e dall'integrità dello strumento, l'utente sarà responsabile di verificare questa precisione e di confrontarla in rapporto al livello richiesto dall'ispezione. Questa verifica è in genere semplice da realizzare verificando le misure mediante i campioni di riferimento pertinenti.
