norma mercosur

NORMA
MERCOSUR
NM 341:2014
Primer edición / Primeira edição
2014-08-20
Version Corregida / Versão Corrigida
2014-12-18
Ensayos no destructivos - Ensayo de emisión acústica
(EA) - Verificación de sensores
Ensaios não destrutivos - Ensaio de
acústica (EA) - Verificação de sensores
ASOCIACIÓN
MERCOSUR DE
NORMALIZACIÓN
emissão
Número de referencia
NM 341:2014/VC:2014
NM 341:2014
Índice
Sumário
Prefacio
Prefácio
1 Objeto
1 Escopo
2 Referencias normativas
2 Referências normativas
3 Términos y definiciones
3 Termos e definições
4 Abreviaturas
4 Abreviaturas
5 Sistema de medición
5 Sistema de medição
6 Procesamiento de los datos de calibración
6 Processamento dos dados de calibração
7 Incertidumbre esperada
7 Incerteza esperada
8 Desempeño del sistema de verificación
8 Desempenho do sistema de verificação
Bibliografía
Bibliografia
NM 341:2014
Prefacio
Prefácio
La AMN - Asociación MERCOSUR de
Normalización - tiene por objeto promover y
adoptar las acciones para la armonización y la
elaboración de las Normas en el ámbito del
Mercado Común del Sur - MERCOSUR, y está
integrada por los Organismos Nacionales de
Normalización de los países miembros.
A
AMN
Asociación
MERCOSUR
de
Normalización - tem por objetivo promover e
adotar as ações para a harmonização e a
elaboração das normas no âmbito do Mercado
Comum do Sul - MERCOSUL, e é integrada pelos
Organismos Nacionais de Normalização dos
países membros.
La AMN desarrolla su actividad de normalización
por medio de los CSM - Comités Sectoriales
MERCOSUR - creados para campos de acción
claramente definidos.
A AMN desenvolve sua atividade de normalização
por meio dos CSM - Comitês Setoriais
MERCOSUL - criados para campos de ação
claramente definidos.
Las Normas MERCOSUR son elaboradas en
acuerdo con las reglas dadas en las Directivas
AMN, Parte 2.
Normas MERCOSUL são elaboradas de acordo
com as regras dadas nas Diretivas AMN, Parte 2.
Los Proyectos de Norma MERCOSUR, elaborados
en el ámbito de los CSM, circulan para votación
nacional por intermedio de los Organismos
Nacionales de Normalización de los países
miembros.
Os Projetos de Norma MERCOSUL, elaborados
no âmbito dos CSM, circulam para votação
nacional por intermédio dos Organismos Nacionais
de Normalização dos países membros.
La homologación como Norma MERCOSUR por
parte de la Asociación MERCOSUR de
Normalización requiere la aprobación por
consenso de sus miembros.
A homologação como Norma MERCOSUL por
parte
da
Asociación
MERCOSUR
de
Normalización requer a aprovação por consenso
de seus membros.
Esta Norma fue elaborada por el Comité Sectorial
MERCOSUR CSM 24 - Ensayos No Destructivos.
Esta Norma foi elaborada pelo Comitê Setorial
MERCOSUL CSM 24 - Ensaios Não Destrutivos.
Esta Versión Corregida de esta primera edición
de la Norma incorpora la Errata 1 de 2014
(NM 341:2014/ERR 1:2014).
Esta Versão Corrigida desta primeira edição da
Norma incorpora a Errata 1 de 2014
(NM 341:2014/ERR 1:2014).
Se solicita atención a la posibilidad de que algunos
elementos de este documento puedan ser objeto
de derechos de patente. La AMN no es
responsable por la identificación de cualquier o
tales derechos de patente.
Solicita-se atenção para a possibilidade de que
alguns elementos deste documento possam ser
objetos de direitos de patente. A AMN não é
responsável pela identificação de qualquer ou tais
direitos de patente.
NM 341:2014
Ensayos no destructivos - Ensayo de emisión acústica (EA) Verificación de sensores
Ensaios não destrutivos - Ensaio de emissão acústica (EA) Verificação de sensores
1 Objeto
1 Escopo
Esta
Norma
MERCOSUR
establece
un
procedimiento para la verificación de sensores de
emisión acústica (EA), a partir de la calibración
primaria de un sensor de EA de referencia.
Esta Norma MERCOSUL estabelece um
procedimento para verificação de sensores de
emissão acústica (EA), a partir da calibração
primária de um sensor de EA de referência.
2 Referencias normativas
2 Referências normativas
Los documentos indicados a continuación son
indispensables para la aplicación de este
documento. Para las referencias fechadas, se
aplican solamente las ediciones citadas. Para las
referencias sin fecha, se aplican las ediciones más
recientes del documento normativo citado
(incluyendo cualquier modificación).
Os documentos relacionados a seguir são
indispensáveis à aplicação deste documento. Para
referências datadas, aplicam-se somente as
edições citadas. Para referências não datadas,
aplicam-se as edições mais recentes do referido
documento (incluindo emendas).
NM 302, Ensayos no destructivos - Ensayo de
emisión acústica (EA) - Terminología
NM 302, Ensaios não destrutivos - Ensaio de
emissão acústica (EA) - Terminologia
3 Términos y definiciones
3 Termos e definições
Para los fines de esta Norma MERCOSUR se
aplican los términos y definiciones de la NM 302 y
los siguientes:
Para os fins da presente Norma MERCOSUL
aplicam-se os termos e as definições na NM 302 e
os seguintes:
3.1
bloque de ensayo
bloque de material homogéneo, elástico e
isotrópico, con una fuente de EA, un sensor de EA
de referencia y un sensor de EA en ensayo
posicionado para realizar la verificación
3.1
bloco de teste
bloco de material homogêneo, elástico e
isotrópico, no qual a fonte de emissão acústica, o
sensor de EA de referência e o sensor de EA em
teste são posicionados para a realização da
verificação
3.2
verificación
procedimiento para medición de la frecuencia o
respuesta transitoria de un sensor de EA para
comparación con un sensor de EA de referencia
3.2
verificação
procedimento para medição da frequência ou
resposta transiente de um sensor de EA para
comparação com o sensor de EA de referência
NOTA La verificación considera una respuesta de la frecuencia
de un sensor de EA para el tipo de ondas detectadas en los
ensayos de EA. La fuente generadora de señal utilizada para la
calibración es montada en la misma superficie del bloque de
ensayo donde está montado el sensor de EA bajo ensayo. Las
ondas de Rayleigh son dominantes en estas condiciones de
ensayo y el resultado de la calibración representa
primariamente la sensibilidad del sensor de EA para esas
ondas. La sensibilidad del sensor de EA se determina por la
excitación dentro del intervalo entre 100 kHz y 1 MHz. Los
resultados de la calibración dependen de la velocidad de la
onda de Rayleigh del material del bloque de ensayo y todos los
resultados de la verificación son para un material específico.
NOTA A verificação considera a resposta em frequência de um
sensor de EA para ondas detectadas nos ensaios de emissão
acústica. A fonte geradora do sinal utilizado para a calibração é
montada na mesma superfície do bloco de teste onde está
instalado o sensor de EA em teste. As ondas de Rayleigh são
dominantes nestas condições de ensaio e o resultado da
calibração representa primariamente a sensibilidade do sensor
de EA para essas ondas. A sensibilidade do sensor de EA é
determinada para excitação dentro da faixa de 100 kHz a
1 MHz. Os resultados de calibração dependem da velocidade
da onda de Rayleigh do material do bloco de teste e todos os
resultados da verificação são para um material específico.
1
NM 341:2014
4 Abreviaturas
4 Abreviaturas
Para los fines de la presente Norma MERCOSUR
se aplican las abreviaturas siguientes:
Para os fins da presente Norma MERCOSUL
aplicam-se as seguintes abreviaturas:
FFT: Transformada rápida de Fourier (fast Fourier
transform).
FFT: Transformada rápida de Fourier (fast Fourier
transform).
SR: Sensor de EA de referencia.
SR: Sensor de EA de referência.
SET: Sensor de EA en ensayo.
SET: Sensor de EA em teste.
5 Sistema de medición
5 Sistema de medição
5.1 Disposición para la verificación
5.1 Arranjo para verificação
En la Figura 1 se muestra la disposición del
sistema para la verificación. Una mina de grafito
(A) de dureza 2H y de diámetro 0,3 mm
(alternativamente 0,5 mm) se debe fracturar sobre
la superficie del bloque de ensayo (B). Un sensor
de EA de referencia (C) y el sensor de EA en
ensayo (D) se deben ubicar sobre la misma
superficie y equidistantes, en direcciones
opuestas, al lugar de la fractura de la mina de
grafito. Las formas de onda transitorias de tensión
de los dos sensores se deben registrar
simultáneamente de forma digital (E) para el
procesamiento por computadora.
O arranjo para verificação é apresentado na
Figura 1. Uma barra de grafite de dureza 2H com
diâmetro de 0,3 mm (alternativamente 0,5 mm) (A)
deve ser fraturada na superfície do bloco de teste
(B). O sensor de EA de referência (C) e o sensor
de EA em teste (D) devem estar posicionados na
mesma superfície e eqüidistantes, em direções
opostas, do local da quebra da barra de grafite. As
formas de onda dos transientes de voltagem dos
dois sensores são registradas simultaneamente de
forma digital (E) para processamento por
computadores.
donde
A Fuente de EA
B Bloque de acero
C Sensor de EA de referencia
D Sensor de EA en ensayo
onde
A Fonte de EA
B Bloco de aço
C Sensor de EA de referência
D Sensor de EA em teste
E Sistema de EA con registro de forma de onda
E Sistema de EA com registro da forma de onda
Figura 1 - Disposición esquemática para la verificación / Arranjo esquemático para verificação
5.2 Material del bloque de ensayo
5.2 Material do bloco de teste
5.2.1 El bloque de ensayo se debe fabricar con
acero al carbono laminado, deformado en frío,
con alivio de tensiones a una temperatura de
560 ºC como mínimo, y no debe presentar
discontinuidades.
5.2.1 O bloco de teste deve ser confeccionado em
aço-carbono laminado, usinado a frio, com alívio
de tensões na temperatura mínima de
560 ºC, e deve estar isento de descontinuidades.
2
NM 341:2014
5.2.2 Un bloque de ensayo debe tener un
espesor de 180 mm y dos superficies paralelas.
La superficie mayor del bloque debe contener
un cilindro de 400 mm de diámetro, y las
dos caras deben tener un paralelismo de
0,12 mm ± 0,06 mm.
5.2.2 O bloco de teste deve ter duas superfícies
paralelas com espessura de 180 mm. A superfície
maior do bloco deve conter um cilindro de 400 mm
de diâmetro, e as duas faces devem ter um
paralelismo de 0,12 mm ± 0,06 mm.
5.2.3 La rugosidad de la superficie de
posicionamiento de los sensores y de la fuente de
EA en el bloque de ensayo debe ser menor o igual
a 1 μm. En la superficie opuesta, la rugosidad
debe ser menor o igual a 4 μm.
5.2.3
A
rugosidade
da
superfície
de
posicionamento dos sensores e da fonte de EA no
bloco de teste deve ser menor ou igual a 1 μm. Na
superfície oposta, a rugosidade deve ser menor ou
igual a 4 μm.
5.2.4 Cuando sea necesario utilizar bloques de
otros materiales, los requisitos dimensionales
mínimos y sus respectivas tolerancias se deben
proporcionar en relación a la velocidad de
propagación de la onda longitudinal entre el acero
al carbono laminado y el nuevo material
especificado.
5.2.4 Caso seja necessário utilizar blocos de
outros materiais, os requisitos dimensionais
mínimos e suas respectivas tolerâncias devem ser
proporcionais à relação das velocidades de
propagação da onda longitudinal entre o
aço-carbono laminado e o novo material
especificado.
5.2.5 La mina de grafito, el sensor de EA de
referencia y el sensor de EA en ensayo se deben
ubicar próximos al centro del bloque de ensayo.
Los sensores deben estar equidistantes y a
100 mm ± 2 mm de la mina de grafito.
5.2.5 A barra de grafite, o sensor de EA de
referência e o sensor de EA em teste devem ser
posicionados próximo ao centro do bloco de teste.
Os sensores devem estar eqüidistantes e a
100 mm ± 2 mm da barra de grafite.
5.2.6 El bloque de ensayo se debe inspeccionar
por el método de ultrasonidos con ondas
longitudinales con frecuencias comprendidas entre
2 MHz y 5 MHz. El bloque de ensayo no debe
presentar indicaciones mayores que 12% de la
altura del primer eco de fondo.
5.2.6 O bloco de teste deve ser inspecionado pelo
método de ultrassom com ondas longitudinais com
freqüências entre 2 MHz e 5 MHz. O bloco de
teste não deve apresentar indicações maiores do
que 12% da altura do primeiro eco de fundo.
5.2.7 Se deben realizar siete mediciones de
espesor, como mínimo, con el método de
ultrasonidos en el bloque de ensayo. Estas
mediciones se deben ejecutar en siete posiciones
diferentes igualmente espaciadas. La diferencia
entre las medidas debe ser de 0,3% como
máximo, del valor medio de las mediciones.
5.2.7 Devem ser realizadas sete medições, no
mínimo, de espessura com o método de ultrassom
no bloco de teste. Estas medições devem ser
executadas em sete posições diferentes
igualmente espaçadas. A máxima diferença
permitida entre as medidas não deve ser maior
que 0,3% do valor médio das mediçoes.
5.3 Fuente
5.3 Fonte
La fuente de verificación puede ser cualquier
dispositivo que pueda proporcionar energía
suficiente para realizar medidas de calibración
convenientemente en todas las frecuencias dentro
del intervalo comprendido entre 100 kHz y 1 MHz.
A fonte de verificação pode ser qualquer
dispositivo que possa fornecer energia suficiente
para
realizar
medidas
de
calibração
convenientemente em todas as freqüências dentro
da faixa de 100 kHz até 1 MHz.
5.4 Sensor de EA de referencia
5.4 Sensor de EA de referência
El sensor de EA de referencia del prototipo de
calibración secundaria debe ser un transductor
cónico calibrado por un laboratorio acreditado
reconocido nacionalmente. El sensor de EA de
referencia debe tener una respuesta plana en la
frecuencia, determinada por la calibración
primaria, en el intervalo de uso del sensor de EA
en ensayo.
O sensor de EA de referência no protótipo de
verificação deve ser um transdutor cônico
calibrado por um laboratório acreditado e
reconhecido nacionalmente. O sensor de EA de
referência deve ter uma resposta plana em
frequência, determinada pela calibração primária,
na faixa de uso do sensor de EA em teste.
3
NM 341:2014
5.5 Sensor de EA en ensayo
5.5 Sensor de EA em teste
El sensor de EA en ensayo se debe verificar en las
mismas condiciones que para el uso previsto. El
acoplante, la carga eléctrica aplicada a los
terminales y la fuerza de acoplamiento deben ser
las mismas que las aplicadas al sensor de EA en
ensayo cuando está en uso.
O sensor de EA em teste deve ser verificado nas
mesmas condições prevista para a utilização. O
acoplante, a carga elétrica aplicada aos terminais
e a força de acoplamento devem ser os mesmos
que aplicados ao sensor de EA em teste quando
em uso.
6 Procesamiento
calibración
6 Processamento de dados de calibração
de
los
datos
de
6.1 Datos originales
6.1 Dados originais
En el prototipo del sistema de verificación, el
evento disparador debe ser el pico de la onda de
Rayleigh detectado en el canal de referencia. Por
medio del preaccionamiento, la secuencia de
datos en los dos canales se debe programar para
que inicie 25 µs antes del tiempo de inicio del
evento disparador. El registro de la forma de onda
original adquirida de uno de los dos canales como
mínimo debe comprender 2 048 datos de 10 bits,
con un intervalo de muestreo (t) de 102,4 µs. Por
lo tanto, el registro total posee una longitud de
onda (T) de 102,4 µs. Las reflexiones del fondo del
bloque deben surgir aproximadamente 60 µs
después del inicio del registro en ambos canales
(ver Figuras 2 y 3). No es deseable la presencia
de reflexiones en la forma de onda adquirida, pues
las señales reflejadas alcanzan los sensores en
direcciones diferentes de las necesarias para la
verificación. El registro se debe interrumpir y
presentar los datos correspondientes a los tiempos
mayores que 55 µs sustituidos por valores, todos
iguales a la media de los últimos diez valores del
registro anterior a la interrupción de 55 µs.
No sistema de verificação, o evento acionador
deve ser o pico da onda de Rayleigh detectado no
canal de referência. Por meio do pré-acionamento,
a seqüência de dados nos dois canais deve ser
programada para iniciar 25 µs antes do tempo de
início do evento acionador. O registro de forma de
onda original adquirida de um dos dois canais
deve, no mínimo, abranger 2 048 dados de 10 bits,
com um intervalo de amostragem (t) de 102,4 µs.
Portanto, o registro total possui um comprimento
(T) de 102,4 µs. As reflexões do fundo do bloco
devem surgir aproximadamente 60 µs após o
início do registro em ambos os canais (ver
Figuras 2 e 3). Não é desejável a presença de
reflexões na forma de onda adquirida, pois os
sinais refletidos atingem os sensores em direções
diferentes das necessárias para a verificação. O
registro deve ser truncado e apresentar os dados
correspondentes aos tempos superiores a 55 µs
substituídos por valores, todos iguais à média dos
últimos dez valores do registro anterior ao corte de
55 µs.
Figura 2 - Forma de onda del sensor de EA de referencia registrado en una calibración realizada en el prototipo
del sistema de verificación /
Forma de onda do sensor de EA de referência coletado em uma calibração realizada no sistema de verificação
4
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Figura 3 - Forma de onda del sensor de EA en ensayo de calibración de la Figura 2 /
Forma de onda do sensor de EA em teste da calibração da Figura 2
6.2 Espectro de valor complejo
6.2 Espectro de valor complexo
Usando una FFT, el espectro de valor complejo
S(fm) y la derivada U(fm) del sensor de EA de
referencia y del sensor de EA en ensayo,
respectivamente, se calculan con las ecuaciones
siguientes:
Usando uma FFT, o espectro de valor complexo
S(fm) e a derivada U(fm) do sensor de EA de
referência e do sensor de EA em teste,
respectivamente, devem ser calculados com as
seguintes equações:
n -1
S( fm )   s j exp i 2  mj n 
j o
n -1
U ( fm )   u j exp i 2  mj n 
j 0
fm 
m
T
donde
onde
n es el número de datos de 10 bits (n = 2 048);
n é o número de dados de 10 bits (n = 2 048);
j es 0, 1, 2, ..., hasta n – 1;
j é 0, 1, 2, ..., até n – 1;
Sj es el valor de la muestra en el canal del sensor
de EA de referencia, correspondiente a j;
Sj é o valor de amostra no canal do sensor de EA
de referência, correspondente a j;
uj valor de la muestra en el canal del sensor de EA
en ensayo, correspondiente a j;
uj é o valor de amostra no canal do sensor de EA
em teste, correspondente a j;
m es 0, 1, 2, ..., hasta n/2 – 1;
m é 0, 1, 2, ..., até n/2 – 1;
fm es la frecuencia correspondiente
expresado en megahertz;
a
mn,
fm é a freqüência correspondente a mn, expresso
em megahertz;
T es el intervalo de procesamiento de la señal,
expresado en microsegundos.
T é o intervalo de amostragem, expresso em
microsegundos.
NOTA La separación de la frecuencia es como máximo
1/T = 9,76 kHz.
NOTA A separação
1/T = 9,76 kHz.
em
frequência
é
no
máximo
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NM 341:2014
Los valores de sj y uj deben considerar las
ganancias de los registros de forma de onda y los
preamplificadores utilizados en la calibración. La
respuesta (valor complejo) del sensor de EA en
ensayo se debe calcular con la ecuación siguiente:
︶
︵
︵
︶
fm
︵
S0 m
× f
S
fm
U
︶
=
fm
D
︵
Os valores de sj e uj devem considerar os ganhos
dos registros de forma de onda e os préamplificadores utilizados na calibração. A resposta
(valor complexo) do sensor de EA em teste deve
ser calculada com a seguinte equação:
︶
donde
onde
S0(fm) representa la respuesta (valor complejo) del
sensor de EA de referencia a la frecuencia fm,
expresado en volt por metro.
S0(fm) representa a resposta (valor complexo) do
sensor de EA de referência à freqüência fm,
expresso em volt por metro.
NOTA Los valores de So(fm) derivan de la calibración primaria
del sensor de EA de referencia.
NOTA Os valores de So(fm) são derivados da calibração
primária do sensor de EA de referência.
6.3 Intensidad de fase
6.3 Intensidade e fase
La intensidad (rm) y la fase (m) de D(fm) se deben
calcular con las ecuaciones siguientes:
A intensidade (rm) e fase (m) de D(fm) devem ser
calculadas com as seguintes equações:
r m  D( f m )
 m  Arc tan
i D( f m )
R D( f m )
donde
onde
i [D(fm)] es la parte imaginaria de D(fm);
i [D(fm)] é a parte imaginária de D(fm);
R [D(fm)] es la parte real de D(fm).
R [D(fm)] é a parte real de D(fm).
Los datos de calibración de intensidad (wm) se
deben calcular con la ecuación siguiente:
Os dados de calibração da intensidade (wm)
devem ser calculados pela seguinte equação:
rm
g
o
l
×
0
2
m
=
w
Los valores de wm y m se deben presentar en el
gráfico en función de la frecuencia, como se indica
en las Figuras 4 y 5.
6
︵
︶
Os valores de wm e m devem ser apresentados
em gráfico em relação à freqüência, como
indicado nas Figuras 4 e 5.
NM 341:2014
Figura 4 - Intensidad de la respuesta en frecuencia del sensor de EA en ensayo (datos obtenidos de las
Figuras 2 y 3) /
Intensidade da resposta em frequência do sensor de EA em teste (dados obtidos das Figuras 2 e 3)
Figura 5 - Fase de respuesta en frecuencia del sensor de EA en ensayo (datos obtenidos de las Figuras 2 y 3) /
Fase da resposta em frequência do sensor de EA em teste (dados obtidos das Figuras 2 e 3)
6.4 Funciones modificadas
6.4 Funções modificadas
6.4.1 La FFT trata una función de forma periódica,
con un período igual al tiempo registrado de la
longitud de onda. Si los valores iniciales y finales
no son iguales, esta diferencia se propaga hacia el
espectro de la transformada. Para suprimir esta
diferencia en el sistema de verificación se debe
adicionar una función lineal a los datos según se
indica a continuación:
6.4.1 A FFT trata a função de forma periódica,
com um período igual ao comprimento do tempo
registrado. Se os valores iniciais e finais não forem
iguais, esta diferença será propagada para o
espectro da transformada. Para suprimir esta
diferença no sistema de verificação deve-se
adicionar uma função linear aos dados como a
seguir:
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NM 341:2014
 j
S' j  S j     S0 - Sn - 1 
n
 j
u' j  u j     u0 - un - 1 
n
donde
onde
S’j es la función modificada de Sj
S’j é a função modificada de Sj
u’j es la función modificada de uj
u’j é a função modificada de uj
6.4.2 Las funciones modificadas, S’j y u’j, no
contienen la diferencia entre el último y primer
punto
de
datos.
Ya
fue
comprobado
analíticamente que este procedimiento y las otras
técnicas generalmente utilizadas para tratar estas
funciones son aproximadamente equivalentes,
excepto la frecuencia cero. Esta función de rampa
lineal debe ser aplicada a los datos después de la
operación de escalonamiento.
6.4.2 As funções modificadas, S’j e u’j, não contêm
a diferença entre o último e primeiro ponto de
dados. Já foi comprovado analiticamente que este
procedimento e duas outras técnicas comumente
utilizadas para tratar estas funções são
aproximadamente
equivalentes,
exceto
a
freqüência zero. Esta função de rampa linear deve
ser aplicada aos dados após a operação de
escalonamento.
6.4.3 La fase asociada con una cantidad de valor
compleja no se debe determinar aisladamente. En
el
sistema de
verificación,
primero un
procedimiento arcotangente de cuatro cuadrantes
debe escoger el valor de m que queda
comprendido en el intervalo entre – y +. Usando
este procedimiento, ocurren incrementos en m
cuando el valor de m cruce uno de sus límites,
– y +. Para evitar esos incrementos, un
procedimiento de cálculo en secuencia de
aumento de frecuencia debe añadir múltiplos de
2 a m de tal forma que cada valor de m sea lo
más próximo posible al inmediato anterior. Para la
mayoría de los sensores, ese procedimiento
produce curvas de frecuencia con fase plana,
excepto cuando D(fm) alcanza valores próximos a
cero. En este caso, algunas veces la fase se
incrementa en múltiplos de 2.
6.4.3 A fase associada com uma quantidade de
valor complexa não deve ser determinada
isoladamente. No sistema de verificação, primeiro
uma rotina arco-tangente de quatro quadrantes
deve escolher qual valor de m fica no intervalo
entre – e +. Usando esta rotina, incrementos em
m ocorrem sempre que o valor de m cruza um
dos seus limites, – e +. Para evitar esses
incrementos, uma rotina de cálculo em sequência
de aumento de freqüência deve acrescentar
alguns múltiplos de 2 a m de tal forma que cada
valor de m seja o mais próximo possível do
anterior imediato. Para a maioria dos sensores,
essa rotina produz curvas de freqüência com fase
plana, exceto quando D(fm) atinge quase zero.
Neste evento, a fase algumas vezes incrementa
em múltiplos de 2.
7 Incertidumbre esperada
7 Incerteza esperada
7.1 Fuentes de incertidumbre
7.1 Fontes de incerteza
7.1.1 Existen múltiples fuentes de incertidumbre
que pueden afectar la precisión y la repetibilidad
del método de verificación. Las incertidumbres
correspondientes a la calibración primaria del
sensor de EA de referencia y la variación en el
montaje de los sensores en ensayo, así como las
incertidumbres introducidas en la grabación de las
formas de onda y procesamiento digital,
contribuyen al aumento del grado de incertidumbre
en el resultado de la verificación.
7.1.1 Existem muitas fontes de incerteza que
podem afetar a precisão e a repetibilidade do
método de verificação. Incertezas envolvidas na
calibração primária do sensor de EA de referência
e a variabilidade na montagem dos sensores em
teste, bem como as incertezas introduzidas na
gravação das formas de onda e processamento
digital, contribuem para o aumento do grau de
incerteza no resultado da verificação.
7.1.2 La repetibilidad entre las calibraciones de un
sensor de EA puede ser afectada por los aspectos
7.1.2 A repetibilidade entre as calibrações de um
sensor de EA pode ser afetada pelos seguintes
8
NM 341:2014
siguientes: irregularidades en la cara de montaje
de los sensores, irregularidades en la superficie
del bloque de ensayo, contaminantes en el
acoplante, alta viscosidad del acoplante y
variaciones en la fuerza ejercida para la fijación de
los sensores.
aspectos: irregularidades na face de montagem
dos sensores, irregularidades na superfície do
bloco de teste, contaminantes no acoplante, alta
viscosidade do acoplante e variações na força
exercida para fixação dos sensores.
7.1.3 Existe un margen de error debido al tamaño
de la forma de onda y su respectivo
procesamiento para la transformación del dominio
del tiempo al dominio de la frecuencia. Un bloque
de ensayo de mayores dimensiones permite
capturar formas de onda más largas, pero no es
considerado práctico. Para establecer la precisión
de la aplicación de este patrón, el sensor de EA en
ensayo y el sensor de EA de referencia deben
estar debidamente amortiguados. Los ruidos
electrónicos y cuantificación de la señal empeoran
progresivamente en frecuencias mayores. En
frecuencias mayores que 1 MHz, estos efectos se
hacen más evidentes y por lo tanto el intervalo de
frecuencias para establecer un límite de error debe
estar comprendido entre 100 KHz y 1 MHz.
7.1.3 Existe uma margem de erro devido ao
tamanho de coleta da forma de onda e seu
respectivo processamento para transformação do
domínio do tempo para o domínio da freqüência.
Um bloco de teste de maiores dimensões permite
a captura de formas de onda mais longas, mas
não é considerado prático. Para estabelecer a
precisão da aplicação deste padrão, o sensor de
EA em teste e o sensor de EA de referência
devem estar devidamente amortecidos. Ruídos
eletrônicos e quantificação do sinal se tornam
progressivamente piores em freqüências maiores.
Em freqüências acima de 1 MHz, estes efeitos
tornam-se mais evidentes e portanto a faixa de
freqüência para estabelecer um limite de erro deve
ser entre 100 KHz e 1 MHz.
7.1.4 La FFT presenta una escala donde la
incertidumbre es de difícil cuantificación, para
bajas frecuencias.
7.1.4 A FFT apresenta para baixas freqüências
uma escala onde a incerteza é de difícil
quantificação.
7.2 Cuantificación de las incertidumbres
7.2 Quantificação de incertezas
NOTA A los fines de esta Norma, se considera incertidumbre o
límite de error establecido para un intervalo de confiabilidad del
95%.
NOTA Para os efeitos desta Norma, considera-se incerteza o
limite de erro estabelecido para um intervalo de confiabilidade
de 95%.
7.2.1 La incertidumbre de la magnitud de los datos
de respuestas en frecuencia se debe clasificar
según se indica:
7.2.1 A incerteza da magnitude dos dados de
respostas em frequência deve ser classificada
conforme
- tipo 1: aquellas que son proporcionales a la
amplitud de las señales del sensor de EA en
ensayo;
- tipo 1: aquelas que são proporcionais a
amplitude dos sinais do sensor de EA em teste;
- tipo 2: aquellas que se relacionan con una cierta
fracción del intervalo dinámico de captura
transitoria de la instrumentación de EA con
registro de la forma de onda.
- tipo 2: aquelas que são relacionadas a uma certa
fração da faixa dinâmica de captura transiente da
instrumentação de EA com registro da forma de
onda.
7.2.2 Las incertidumbres en la resolución de la
amplitud (tipo 1) se pueden atribuir a las
variaciones en el acoplamiento de los sensores,
variaciones de la ganancia, temperatura y efectos
de envejecimento en el sensor, etc. Esta
incertidumbre define un intervalo de error lineal
que es proporcional a la magnitud de la señal y,
por lo tanto, se puede expresar como un
porcentaje de la incertidumbre aplicable a todos
los datos de la magnitud. Para el sistema de
verificación, la incertidumbre total de tipo 1 se
estima en aproximadamente ± 16%.
7.2.2 As incertezas na resolução da amplitude
(tipo 1) podem ser atribuídas a variações no
acoplamento dos sensores, variações do ganho,
temperatura e efeitos de envelhecimento no
sensor etc. Estas incertezas definem uma faixa de
erro linear que é proporcional à magnitude do sinal
e, portanto, pode ser expressa como uma
porcentagem da incerteza aplicável a todos os
dados de magnitude. Para o sistema de
verificação, o total de incerteza do tipo 1 é
estimado para ser aproximadamente ± 16%.
7.2.3 Las incertidumbres del tipo 2 están
asociadas a los ruidos electrónicos y errores
7.2.3 As incertezas do tipo 2 estão associadas
com ruídos eletrônicos e erros associados com o
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NM 341:2014
asociados con el proceso de captura de la onda
transitoria. La magnitud de estos errores se fija en
relación con la máxima señal aceptada por el
sistema de medición de EA descripto en la
Figura 1. En base a la repetibilidad de los
resultados de calibración del ensayo de un sensor
de EA sin desmontar el sensor de EA entre
ensayos, una tolerancia razonable para la
incertidumbre total del tipo 2 es aproximadamente
± 2% del resultado de la magnitud de calibración
en la frecuencia máxima de salida.
processo de captura da onda transiente. A
magnitude destes erros é fixada em relação ao
máximo sinal aceito pelo sistema de mediçao de
EA descrito na Figura 1. Com base na
repetibilidade dos resultados de calibração do
teste de um sensor de EA sem remontar o sensor
de EA entre testes, uma tolerância razoável para o
total de incerteza do tipo 2 é aproximadamente
± 2% do resultado da magnitude de calibração na
freqüência máxima de saída.
7.3 Expresión de la incertidumbre en decibeles
7.3 Expressão da incerteza em decibéis
7.3.1 Una incertidumbre del tipo 1 de 16%,
positiva, se calcula: 20 x log (1 + 0,16) = 1,3 dB y,
negativa, se calcula: 20 x log (1 - 0,16) = -1,5 dB.
Para simplificar, el rango de error para
incertidumbres del tipo 1 se puede establecer en
± 1,5 dB.
7.3.1 Uma incerteza do tipo 1 de 16%, se positiva,
calcula-se 20 x log (1 + 0,16) = 1,3 dB e, se
negativa, calcula-se 20 x log (1 - 0,16) = -1,5 dB.
Para simplificar, a faixa de erro para incertezas do
tipo 1 pode ser especificada como ± 1,5 dB.
7.3.2 La incertidumbre total del tipo 2 varía de
frecuencia en frecuencia. Esta incertidumbre es de
magnitud constante, por lo tanto, la mayor fracción
de la respuesta (lineal) es en la frecuencia de
respuesta del sensor de EA en ensayo. Una
expresión para esta incertidumbre es:
7.3.2 A incerteza total do tipo 2 varia de freqüência
para freqüência. Esta incerteza é de magnitude
constante, portanto, a maior fração da resposta
(linear) na freqüência de resposta do sensor de EA
em teste. Uma expressão para esta incerteza é:
l m  20  log 1  0 ,02  Am 
Am  1
 Bm

 20  ln 10 


Bm  M - f m
donde
onde
Im es la incertidumbre de la respuesta, en
decibeles;
Im é a incerteza da resposta, em decibels;
Am es la razón de la máxima magnitud de
respuesta por la magnitud de respuesta (rm),
ambas lineales, en la frecuencia mn;
Am é a razão da máxima magnitude de resposta
pela magnitude de resposta (rm), ambas lineares,
na freqüência mn
M es el máximo valor de fm en el intervalo de
100 kHz a 1 MHz;
M é o máximo valor de fm na faixa de 100 kHz a
1 MHz;
Bm es la representación de Am,en decibeles.
Bm é a representação de Am em decibels.
Con el propósito de expresar el intervalo de
incertidumbre como una función de B, se excluye
el subíndice m para I, A y B.
Para o propósito de expressar a faixa de incerteza
como uma função de B, o “m” subscrito é excluído
para I, A e B.
7.3.3 Tratando las incertidumbres del tipo 1 y del
tipo 2 como estadísticamente independientes, el
resultado de incertidumbre total es la raíz de la
suma del cuadrado de las dos incertidumbres. El
total de incertidumbre es:
7.3.3 Tratando as incertezas do tipo 1 e do tipo 2
como estatisticamente independentes, o resultado
total de incerteza é a raiz da soma do quadrado
das duas incertezas. O total de incerteza é:
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


I  20  log 0,1  0,162  0,02  A2
 
1/ 2
En el cálculo de I, se sustituye la señal negativa
porque representa el peor de los casos posibles.
Para valores de B mayores que 30 dB, I es mayor
que 9 dB, y los datos no son confiables. Por lo
tanto, la precisión se obtiene para datos que son
mayores que 30 dB para la amplitud del pico de la
señal de EA.
No cálculo de I, o sinal negativo foi substituído
porque representa o pior dos possíveis casos.
Para valores de B maiores que 30 dB, I é maior
que 9 dB, e os dados não são confiáveis. Portanto,
a precisão é obtida para dados que são maiores
que 30 dB para a amplitude do pico do sinal EA.
8 Desempeño del sistema de verificación
8 Desempenho do sistema de verificação
8.1 Se debe demostrar con la verificación de tres
sensores como mínimo, que el sistema de
verificación asegura la repetibilidad de los
resultados. Para cada uno de los tres sensores, el
95% de los datos de la respuesta en frecuencia de
verificación deben quedar dentro de un intervalo
de error definido por  I.
8.1 Deve ser demonstrado pela verificação de pelo
menos três sensores que o sistema de verificação
promove a repetibilidade dos resultados. Para
cada um dos três sensores, 95% dos dados da
resposta em freqüência de verificação devem ficar
dentro de uma faixa de erro definida por  I.
8.2 Se debe demostrar que, para un sensor de EA
como mínimo, los resultados de la calibración
secundaria están de acuerdo con los resultados de
la calibración primaria. Para este sensor de EA, el
95% de los datos de respuesta de la calibración en
frecuencia deben estar de acuerdo con los datos
de la calibración primaria, considerando un
intervalo de error definido por  (I + 1,5) dB. Ver
Figura 6.
8.2 Deve ser demonstrado que, para pelo menos
um sensor de EA, os resultados da verificação
estão de acordo com os resultados da calibração
primária. Para este sensor de EA, 95% dos dados
de resposta da calibração em freqüência devem
estar de acordo com os dados da calibração
primária, considerando uma faixa de erro definida
por  (I +1,5) dB. Ver Figura 6.
Figura 6 - Respuesta de calibración y verificación en frecuencia /
Resposta da calibração e verificação em frequência
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NM 341:2014
Bibliografía
Bibliografia
NM ISO 9712, Ensayos no destructivos - Calificación y certificación del personal. / Ensaios não
destrutivos - Qualificação e certificação de pessoal.
ASTM E1106-86:2002, Standard Method for Primary Calibration of Acoustic Emission Sensors.
12
NM 341:2014
ICS 19.100
Descriptores: ensayos no destructivos; emisión acústica; verificación de sensores
Palavras chave: ensaios não destrutivos; emissão acústica; verificação de sensores
Número de páginas: 12
NM 341:2014
SINTESIS DE LAS ETAPAS DE ESTUDIO DEL
PROYECTO DE NORMA MERCOSUR
NM 341:2014
[PNM 24:01-00010:2014]
Ensayos no destructivos
Ensayo de emisión acústica (EA) - Verificación de sensores
1. INTRODUCCIÓN
Esta Norma establece un procedimiento para la verificación de sensores de emisión acústica (EA), a partir
de la calibración primaria de un sensor de EA de referencia.
2. COMITÉ ESPECIALIZADO
El texto del proyecto de norma MERCOSUR 24:01-00010 fue elaborado oportunamente por el Subcomité
Sectorial MERCOSUR SCM 01 – Emisión Acústica, perteneciente al Comité Sectorial MERCOSUR CSM 24
- Ensayos No Destructivos.
3. MIEMBROS ACTIVOS EN LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
IRAM - Instituto Argentino de Normalización y Certificación
4. MIEMBROS PARTICIPANTES EN EL PROCESO DE VOTACIÓN
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
INTN - Instituto Nacional de Tecnología y Normalización
IRAM - Instituto Argentino de Normalización y Certificación
UNIT - Instituto Uruguayo de Normas Técnicas
IBNORCA - Instituto Boliviano de Normalización y Calidad
5. CONSIDERACIONES
Este proyecto se inició durante el 2005 donde Brasil y Argentina participaron en la elaboración de los textos
de las lenguas respectivas.
El 18 de Marzo de 2013 fue a votación internacional para la consideración de los países miembros del
MERCOSUR, por un período de 90 días, finalizando el 16 de Junio de 2013.
Luego Brasil solicitó la extensión del plazo, el cual se amplió hasta el 31 de Julio de 2013.
Argentina y Brasil aprobaron el texto con observaciones.
El documento fue finalmente enviado a AMN, conforme lo determina el reglamento para el estudio de
normas MERCOSUR, para impresión y aprobación como norma MERCOSUR (NM).