modulo 6. calibracion

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VII. CALIBRACIN

1. GENERALIDADES

La calibracinenelensayodeultrasonido consisteenajustar laganancia,elbarridoyel rangoydecualquierotroparmetrodelinstrumentoydelaconfiguracindelapruebaquepuedainterferirenelresultadode la interpretacinde las sealesdeecosultrasnicos. Elajustede laganancia se realizanormalmenteporelajustedelaalturaverticaldelasealdeuneco,deacuerdoaloquesevisualizaenlapantallaaunnivelpredeterminado.Elnivelpuedeserelrequeridoporlaespecificacinybasadoenlarespuestadelecoprovenientedereflectoresespecficosestandarizadosenunmaterialsimilaralqueserinspeccionado.Ladistanciadelbarridodelapantallaesestablecidaentrminosdelcaminosnicoequivalente,dondeel camino snico es ladistanciaenelmaterial a serprobadodesde elpuntodeentradadelsonidoalreflector.Lagananciaesestablecidadetal formaque lascomparacionesestablecidasconelniveldereferenciapuedan ser realizadas sobre un eco de inters con el fin de decidir si el eco proviene de unadiscontinuidadysiesasseprocedeadeterminareltamaodelreflector.La distancia de barrido es establecida de tal manera que la ubicacin del reflector pueda serdeterminada.La linealidadhorizontalesunamedidade launiformidadde lavelocidaddebarridodelequipo. Estadebe estar dentro del rango de linealidad dinmica para ser directamente proporcional al tiempotranscurrido desde que empieza el barrido. Esto puede ser chequeado utilizandomltiples ecos defondoprovenientedeunalminaplanadeunespesorconveniente,porejemplo,unapulgada(25mm).Conelajustedelbarridoenlapantallaparavisualizarmltiplesecosdefondo,elespaciadoentreecosdebeserigual.Elequipodebeserrecalibradosilalinealidaddelbarridonoestdentrodelatoleranciaespecificada. La linealidad vertical implica que la altura del pulsomostrado sobre la pantalla seadirectamente proporcional al pulso acstico recibido por el palpador, por ejemplo, si el eco esincrementadoenun50%laamplitudindicadasobrelapantalladebecambiarenun50%.Estavariablepuede ser chequeada estableciendo la seal de un eco sobre la pantalla cambiando el amplificadorverticaldelagananciaymidiendoloscambiosmostradosenlapantalla.Unchequeoalternoutilizaunpar de ecos con amplitudes en una relacin de dos a uno, cambios en la ganancia no afectarn larelacinamenosqueseajusteelamplificador.2. MEDICINDELDESEMPEODELSISTEMAESTANDARIZACIN

Laestandarizacinpermiteque lamismapruebasea realizadavariasvecesypordiferentespersonasgarantizandoque los resultadosobtenidos sean correctos,para ello seutilizan los llamadosbloquespatrn y de referencia, los cuales estn constituidos pormateriales cuya naturaleza, dimensiones ydiscontinuidadessonconocidas,puedensercondiscontinuidadesoriginalesoartificiales.

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REFLECTORESDEREFERENCIALosreflectorescomnmenteutilizadosparaestablecereldesempeodelsistemay lasensitividadsondiscos,agujerosde fondoplano,grietas,agujeros taladradosyotrosdiseos. En lasiguiente tablaseaprecianlosreflectoresmscomunesindicandosusventajasylimitaciones.

BLOQUESDEREFERENCIAPara realizar el ajustedel equipo esnecesarioutilizar losdenominadosbloquesde referencia, estospueden ser fabricadosenvariosmateriales,puedenconteneragujeros,notchesdevarios tamaos,ypuedenserdediferentestamaosyformas.Lasiguientetablamuestralosparmetrosquesepuedenchequeardependiendodelbloqueutilizado.

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Otros bloques especiales son frecuentemente requeridos de acuerdo con las especificaciones yrequerimiento de los cdigos, entre estos se pueden citar los bloques ASME para inspeccin desoldaduras,bloquescurvosparalasimulacindetuberasyotrasaplicaciones.Los equipos utilizados en ensayos con emisin pulsoeco deben evaluarse a fin de verificar si lascaractersticasquedefinensuempleonofueronafectadasporcambiosde latensindealimentacin,variacionesdelaemisinelectrnica,desgastedelcristalodesusueladeproteccin,etc.Debencontrolarse la linealidadhorizontal, lmitedeescalade la lneadebasedetiempo, linealidadylmite vertical de la pantalla, resolucin, sensibilidad y ruido, puerta de la pantalla, exactitud decontrolescalibradosdeganancia.Si bien la calibracin debe efectuarse peridicamente o cuando tenga lugar una reparacin, ajuste,cambiodeelectrnicaodelafuentedealimentacin,esconvenienteverificarunaodoscaractersticasaliniciodecadajornadadeusodelequipo.La calibracin tiene por objeto evaluar al sistema electrnico completo, incluyendo al palpador,instrumentosyaccesorios.Algunasdelascalibracionesson:

Linealidad vertical de la pantalla (proporcionalidad de ganancia): se posiciona un palpadorangularsobreunbloquedereferenciademaneraquepuedanserobservadasalmismotiempolas indicaciones provenientes de dos agujeros taladrados, luego se ajusta el palpador hastatenerunarelacin2:1entrelasamplitudesdelasdosindicaciones,conlamayorposicionadaal80%de laalturade lapantalla. Sinmoverelpalpador seajustael controldegananciaparaposicionar sucesivamente lamayor indicacin,desdeel100%hastael20%de laalturade lapantalla,en incrementosdel10%(2dB),altiempoqueseleelaalturadelaindicacinmenor.Lalecturadebeserel50%(6dB)delamayoramplitudconunatoleranciadel5%.

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Linealidaddelcontroldeamplitud:seposicionaunpalpadorangularconelfindequeaparezcauneco.Siguiendolosincrementosydecrementosdelagananciaquesemuestraenlatabla,laindicacindebequedardentrodeloslmitesespecificados.Indicacinen%deltotalde lapantalla

CambioendB Lmitesdelaindicacinen%deltotaldelapantalla

80% 6dB 32a48%80% 12dB 16a24%40% +6dB 64a96%20% +12dB 64a96%

Linealidad horizontal: procedimiento: 1). Fijar el rango de la escala horizontal en el valorinmediatosuperioralespesorquesehadeensayar.2).ApoyarelpalpadorsobreelbloqueIIWtipo1enlaposicinde25mmdeespesor,sielrangoesmenorque200mm,oenlaposicinde100mmsielrangoesmayorque200mm. 3). Observaren lapantalla lasucesindeecosdefondoyverificarsiladistanciaentrelosmismossemantiene.4).Laescalasedebeconsiderarlinealcuandonoexistendiferenciasen lasdistanciasentre losdistintosecos,auncuandohayaalgunadiferenciapequearespectoaladistanciaentreelpulsodeentradayelprimereco.5).Si no existe linealidad se debe proceder a repetir la verificacin usando otro palpador paradiscriminarsieldefectoesdelequipoelectrnicoodebidoalpalpador.

Determinacin del punto de salida del haz en palpadores angulares: se ubica el palpador

dirigiendoelhazhaciaelbordedelascuatropulgadas,semuevesobrelasuperficiedelbloquehasta que se obtenga elmximo eco proveniente del cuadrante, el punto de salida del hazestarubicadodirectamentesobreelcentrodelcuadrante.

Determinacindelnguloverdaderoderefraccin:seutilizaelecoprovenientedelplexiglass,elnguloexactoderefraccinpuedeserledoalobservarsobrelaescalagrabadaenelbloqueelpunto en el cual la salida del haz del palpador alcance unamayor indicacin. Cuando se

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Verificacindelaamplitudosensibilidaddetrabajo:nodebeutilizarseparalaevaluacindelasensibilidaddelaindicacin,yaquestaserealizautilizandolosbloquesdecalibracinconlosreflectores indicadosporelCdigo. Elprocedimientodeajustede lasensibilidaddetrabajoatravsdeunpalpadornormaldependedequesedebatrabajarconaltaoconbajaganancia.Paraelajuste conaltaganancia sedebe fijarelpalpadoren laposicin1 sinejercerpresinexcesiva,luegosecalibralaescalaenelrangode200mmysehacecoincidirelprimerecoconladivisinde50mmyaqueelespesordelplexiglassequivaleadichadistanciaenelacero,debenser registrados el nmero de ecos obtenidos, la altura del ltimo de ellos observable en lapantalla y la ganancia de trabajo. Para el ajuste con baja ganancia seubicaelpalpadoren laposicindosysedesplazahaciaarribayhaciaabajohastaconseguir lamximaalturadelecoprovenientedelagujerode1.5mmdedimetroyseajustalagananciaalvalorrequerido,debenseranotadoslosdatoscorrespondientesalaalturadelecoylagananciadetrabajo.

Paraverificarlasensibilidaddetrabajoconunpalpadorangular,steseubicaenlaposicinunoparaobtener lamximasealdelagujerode1.5mmdedimetro,enestaposicin lagananciadebe serajustadade tal formaqueelecode la sealdelagujeroalcanceelporcentajede laalturadelapantalladeseado,conobjetodetenerunniveldereferencia.Elvalormximoledode los dB obtenidos debe ser usado como nivel de referencia. Tambin se puede verificarcolocandoelpalpadorenlaposicindos,buscandolamximaindicacindelprimerecoquese

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hacecoincidirconladivisinde100mm,luegoseanotalaalturaylagananciarequeridaendBparallevarlaalturadelprimerecoal100%delaalturadelapantalla.

ELABORACINDELACURVADACDebidoalfenmenodeatenuacindelaondaultrasnica,laindicacinemitidaporunmismoreflectorvaraenfuncindesudistanciarespectoa laposicindelpalpador,demaneraque lamagnitudde laaltura de la indicacin es inversamente proporcional a la distancia en donde est ubicado dichoreflector,para solucionar estehecho seutiliza la curvaDAC la cual sirve comonivelde referencia ycomparacinparaevaluarlasdiferentesdiscontinuidades.LacurvaDACpuedeserconstruidabienseautilizandopalpadordehazrectoopalpadordehazangular,paracualquiercasoseutilizaunbloquecomoeldelafigura.

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Si se va a elaborar la curvaDAC utilizando un palpador de haz recto se ubica el palpador como lomuestralafiguraylaindicacinobtenidasellevaal80%,marcandodichopuntocomoiniciodelacurvaDAC,luegoseubicaelpalpadorsobreelagujeroubicadoadeTysemarcalaalturadelaindicacin,seguidamenteseunenlospuntosobtenidosysetrazalacurva.

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EncasodeelaborarlacurvaDACconpalpadordehazangular:

1. Secalibraladistanciaderecorridoenpantalla,siesmediosaltoosaltocompleto,dependiendodelespesordelapiezaaensayarmediantelaecuacin:

h=2*e/cosh:distanciaangular;e:espesordelapieza;:angulodelpalpador

2. Paralacurvademediosalto:sebuscaelecomximodelagujerodelbloqueysellevaal80%delaalturadelapantalla.Sinvariarlagananciaseobtienenlosecosdelosdemsagujerosqueseencuentrendentrodelcampodecalibracindefinido.

3. Paracurvadesaltocompletosesigueelmismoprocesoteniendopresentequeningnpuntoquedepordebajodel20%delaalturadepantalla.

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LascurvasobtenidascorrespondenalacurvaDACal100%,sisereducelagananciaen6dBsetendrlacurvadel50%.