Ved penetrantprøving og magnetpulverprøving avgjør det menneskelige øyet forskjellen mellom en funnet og en oversett indikasjon. Om en indikasjon blir sett, avhenger direkte av UV-A-irradiansen og av mengden hvitt lys på inspeksjonsstedet.

ISO 3059: måling, instrumenter og kalibrering

ISO 3059 definerer hvilke verdier som må oppfylles, hvordan de måles, og hvilke krav måleinstrumentene må tilfredsstille. Denne siden omhandler måling og kalibrering. Selve metoden, UV-kildene og prosessparametrene er beskrevet på siden Fluorescerende penetrantprøving & industriell inspeksjon.

ISO 3059 (aktuell europeisk adopsjon: EN ISO 3059:2012; tysk utgave DIN EN ISO 3059:2013-03) omfatter kontroll av observasjonsbetingelser for magnetpulverprøving og penetrantprøving. Den fastsetter minimumskravene til belysningsstyrke og UV-A-irradians og til måling av disse, og den gjelder overalt hvor det menneskelige øyet er det primære middelet for detektering. Den gjelder ikke for rent kamerabaserte, automatiserte evalueringssystemer, og den omfatter heller ikke aktinisk blått lys.

ISO 3059 er et tverrgående dokument: både ISO 3452-1 (penetrantprøving) og ISO 9934-1 (magnetpulverprøving) refererer til den. Alle som inspiserer etter en av disse metodene, inspiserer derfor også etter ISO 3059.

Standarden skiller mellom to evalueringsmetoder:

• Fargekontrastmetode (ikke-fluorescerende): tilstrekkelig hvitt lys er nødvendig for pålitelig kontrast.
• Fluorescerende metoder: tilstrekkelig UV-A-irradians er nødvendig, kombinert med så lite hvitt lys som mulig.

Ved penetrantprøving bør en kombinasjon av svært høy UV-A-irradians og lang eksponeringstid unngås. Som en generell veiledende verdi angir standarden en irradians på ikke mer enn omtrent 5 000 µW/cm² (50 W/m²).

To punkter blir regelmessig oversett i praksis. Verdien på 20 lx er en totalverdi: den omfatter restlyset i rommet og den synlige lyskomponenten som avgis av selve UV-A-lampen. En utilstrekkelig filtrert lampe kan bruke opp dette budsjettet alene. Og alle verdier gjelder ved testoverflaten – ikke i en vilkårlig avstand under lampen.

For hvitlyskilden som brukes ved fargekontrastmetoden, angir standarden i tillegg en fargetemperatur på minst 2 500 K, fortrukket over 3 300 K.

Avhengig av inspeksjonsmetoden er to forskjellige størrelser relevante.

Belysningsstyrke E_v i lux (lx) beskriver effekten av synlig stråling vektet i henhold til det menneskelige øyets spektrale følsomhet. Den er spesielt nødvendig for fargekontrast-penetrantprøving og ikke-fluorescerende magnetpulverprøving.

UV-A-irradians E_e i W/m² eller µW/cm² beskriver den optiske strålingseffekten som treffer en overflate. Ved fluorescerende penetrant- og magnetpulverprøving er UV-A-irradiansen i området rundt 365 nm den avgjørende eksitasjonsstørrelsen.

Begge størrelsene må bestemmes direkte på den relevante testoverflaten og under faktiske arbeidsforhold.

ISO 3059 spesifiserer en UV-A-kilde med intensitetsmaksimum ved 365 ± 5 nm. Den spektrale båndbredden ved halv maksverdi skal ikke overstige 30 nm. En UV-LED med maksimum ved 385 nm eller 395 nm oppfyller derfor ikke standarden – uavhengig av hvor høy den målte irradiansen er. Slike kilder eksiterer fluorescerende testmedier mindre effektivt, samtidig som andelen synlig lys øker.

Ikke ethvert UV-måleinstrument er dermed egnet for en standardkonform vurdering. UV-A-radiometeret må ha en definert spektral responsivitet. En egnet sensor må blant annet oppfylle følgende krav:

• maksimum for den relative spektrale responsiviteten mellom 355 og 375 nm
• relativ responsivitet ved 313 nm under 10 %
• relativ responsivitet ved 405 nm under 2 %
• definert begrensning av den relative spektrale responsiviteten over hele måleområdet

Et måleutstyr som er egnet for ISO 3059 bør spesielt ha følgende egenskaper:

• definert spektral UV-A-følsomhet
• et måleområde på opptil minst 5 000 µW/cm²
• god linearitet i hele det relevante måleområdet – kontrollpunkter er typisk 1 000, 3 000 og 5 000 µW/cm²
• sporbar kalibrering
• belysningsstyrkemåling med egnet fotometrisk veiing
• kosinuskorrigert inngangsoptikk med angitt f₂-verdi – uten diffus inngangsoptikk blir skrått innfallende stråling systematisk underregistrert
• et luxmeter med angitt f₁′-verdi for tilpasningen til V(λ): jo lavere verdi, desto mindre feil ved LED-lys
• tilstrekkelig oppløsning i den nedre delen av luxområdet – 20 lx-grensen ligger langt under det området standard luxmetre er utformet for; et instrument med 1 lx oppløsning kan ikke gi en meningsfull vurdering her
• en angitt måleusikkerhet – kun dette gjør det mulig å vurdere om en avlesning like over grensen faktisk viser samsvar

Hvordan en sensors spektrale følsomhet påvirker avlesningen, er beskrevet i detalj under spektral mismatch for UV-sensorer; for vurdering av grenseverdiavlesninger, se måleusikkerhet i UV-metrologi.

Opsytec RMD Pro er et digitalt radiometer for måling av irradians og belysningsstyrke. Ulike kalibrerte sensorer kan kobles til samme visningsenhet, og to sensorer kan leses av samtidig. Sensoridentifikasjon og kalibreringsdata lagres i selve sensoren.

For målingsoppgaver iht. ISO 3059 kombineres RMD Pro med en tilstrekkelig spesifisert UV-A-sensor og en lux-sensor. Begge inspeksjonsstørrelser blir dermed dekket av ett system: UV-A-irradians for overvåking av fluorescerende inspeksjon, og belysningsstyrke for overvåking av synlig omgivelseslys samt for fargekontrastpenetranttesting og ikke-fluorescerende magnetpartikkeltesting.

Fordi begge sensorene leses av samtidig, blir målingene tatt på samme punkt og i samme driftstilstand. Dette unngår en vanlig feil: å måle UV-A og hvitt lys etter hverandre under litt forskjellige forhold.

Det som er avgjørende for en standardkonform måling, er ikke visningsenheten alene, men de spektrale egenskapene, måleområdet og gyldig kalibreringsstatus for sensoren som brukes.

ISO 3059 krever måling under faktiske arbeidsforhold. Sensorposisjonen må derfor svare til posisjonen til overflaten som senere skal evalueres – på det faktiske inspeksjonsstedet og med den tiltenkte arbeidsavstanden. ASTM-metodene spesifiserer i tillegg en målavstand på 380 mm.

1. La lampen stabilisere seg. Lyskilder oppnår ikke umiddelbart en stabil tilstand. Med kvikksølvdamplamper må du vente minst 10 minutter etter innkobling før du måler.
2. Innrett sensoren vinkelrett på strålingsretningen. Helling reduserer avlesningen merkbart; en sensor uten kosinuskorreksjon forvrenger den ytterligere.
3. Finn maksimumsverdien og definer målepunktet. UV-A-lamper har en tydelig romlig fordeling. Bare et dokumentert målepunkt gjør målingen reproduserbar.
4. Bestem det anvendbare feltet. Registrer området der de nødvendige 1 000 µW/cm² opprettholdes – dette er inspeksjonsområdet du faktisk kan bruke.
5. Vurder hvitt lys separat. Avlesningen fra luxmeteret må ikke påvirkes av UV-A-strålingen; først da kan det tillatte restlyset dokumenteres på en pålitelig måte.
6. Kontroller batteridrevne håndlamper mot slutten av driftsperioden, ikke bare når de er fulladet.
7. Dokumenter. Avlesning, dato, instrument inkludert kalibreringsstatus og inspeksjonsstasjon skal inngå i protokollen.

ISO 3059 regulerer selve målingen; hvor ofte målinger utføres følger av metodestandarden, kundespesifikasjonen og den interne skriftlige prosedyren. I luftfartssektoren (Nadcap, EN 4179 / NAS 410, SAE AMS 2647, OEM-spesifikasjoner) er kravene ofte strengere enn standardens minimumskrav – særlig ytterligere øvre grenser for UV-A-irradians og kortere intervaller.

Visningsbetingelser er ikke bare et spørsmål om utstyr. Øyets mørkeadaptasjon må gis tilstrekkelig tid før inspeksjonen starter – ISO 3059 angir minst ett minutt. Fotokromatiske linser må ikke brukes, ettersom de mørklegges under UV-A og forringer synligheten av indikasjoner. UV-B- og UV-C-komponenter må effektivt filtreres bort ved strålingskilden.

Ved fargekontrastmetoden bestemmes belysningsstyrken med et luxmeter hvis spektrale veiing tilsvarer øyets fotopiske følsomhet. Belysningen av testflaten bør være jevn; blending og reflekser skal unngås.

Regelmessig kalibrering er et sentralt element i ISO 3059. Arbeidsområdet til UV-A-irradiansmålere og luksmetre skal kalibreres med de intervallene som produsenten anbefaler; denne perioden skal ikke overstige tolv måneder. Sammenlignet med forrige utgave av standarden er dette kontrollintervallet nå eksplisitt kortet ned til tolv måneder.

For UV-A-måling stiller standarden ytterligere krav:

• kalibrering med smalbåndsstråling ved 365 nm
• metrologisk sporbarhet til nasjonale, europeiske eller internasjonale standarder
• kalibrering av det aktuelle arbeidsområdet, ved flere punkter i stedet for ett enkelt punkt – for NDT-anvendelser typisk fra ca. 100 til 10 000 µW/cm²
• dokumentasjon i form av et kalibreringssertifikat
• en angitt måleusikkerhet i kalibreringssertifikatet – uten denne er dokumentasjonen ufullstendig: ved en avlesning på 1 020 µW/cm² med en usikkerhet på ± 8 % er det ikke dokumentert samsvar med 1 000 µW/cm²
• rekalibrering etter skade eller relevant vedlikeholdsarbeid, samt ved usannsynlige avlesninger, et merkbart avvik fra et sammenligningsinstrument, eller langvarig lagring utenfor de angitte betingelsene

Der et målesystem består av en avtakbar sensor og en separat displayenhet, må kalibreringen dekke hele målekjeden fra sensor til displayenhet. For fastsettelse av intervallet i egen drift, se kalibreringsintervall for UV-målere.

ISO 3059 krever en sporbar kalibrering og dokumentasjon av denne, men krever ikke som et prinsipp et laboratorium akkreditert etter ISO/IEC 17025. En akkreditert kalibrering gir imidlertid mer omfattende dokumentasjon av kompetanse og en måleusikkerhet vurdert innenfor det akkrediterte området; for testlaboratorier som selv er akkrediterte, er dette den anerkjente fremgangsmåten.

Opsytec Dr. Gröbel driver sitt eget kalibreringslaboratorium for UV-målere og UV-sensorer. I tillegg til produsentkalibreringer er akkrediterte kalibreringer etter ISO/IEC 17025 tilgjengelig for aktuelle målestørrelser og instrumenter – både for Opsytec-instrumenter og for en rekke aktuelle UV-målere fra andre produsenter.

Et UV-radiometer evaluerer alltid et spektrum i henhold til sin egen spektrale respons. To sensorer kan derfor vise forskjellige avlesninger for samme strålingskilde selv om begge fungerer korrekt.

For ISO 3059 er UV-A-måling bevisst tilpasset spekteret som brukes i fluorescensinspeksjon. Dette er grunnen til at standarden krever smalbånds­strålingBS ved 365 nm for kalibrering av UV-A-radiometeret – metrologisk sporbarhet etableres dermed direkte ved den bølgelengden som styrer inspeksjonen.

Dette er spesielt relevant ved overgang fra klassiske kvikksilverdamplamper til UV-LED-inspeksjonslamper: ulike kildespektre fører til spektral mismatch i bredbåndsradiometre. En applikasjonsspesifikk kalibrering reduserer denne påvirkningen.

En enkelt godkjenningsmåling er ikke tilstrekkelig til å sikre reproduserbare inspeksjonsforhold over tid. UV-A-irradiansen kan endres på grunn av aldring av UV-lampen eller UV-LED-en, tilsmussing av filtre og beskyttelsesskjermer, endringer i reflektorer, svikt i enkelte LED-er, endring av arbeidsavstand, mekaniske endringer i lampeposisjonen, og temperaturendringer.

Selve måleinstrumentet påvirkes på samme måte: tilsmussing eller riper på sensordiffusoren senker avlesningen umerkelig og får en intakt inspeksjonsstasjon til å fremstå som defekt.

I tillegg til den årlige kalibreringen av instrumentet anbefales det derfor regelmessig intern overvåking av de faktiske inspeksjonsforholdene. Målinger bør alltid tas og dokumenteres ved definerte referansepunkter. På større inspeksjonsområder må flere posisjoner registreres for også å kunne vurdere den romlige jevnheten til irradiansen.

En revisjon av ISO 3059 pågår for tiden hos ISO; publisering forventes i 2026. Drivkraften er den utbredte bruken av UV LED-inspeksjonslamper. De kunngjorte fokusområdene er mer presise krav til toppbølgelengden rundt 365 nm, snevert definerte grenser for spektral båndbredde ved halv maksimum (FWHM), krav til strålingsstabilitet over driftsperioden, krav til overvåking av batteridrevne UV LED-lamper, definerte minimumsarbeidsavstander, og regler som utelukker pulsede UV-lysdioder og de som drives med betydelig rippel.

For måleteknikk betyr dette at spektral karakterisering av strålingskilden, i tillegg til irradians alene, får økt betydning. Den som investerer i dag, bør sjekke om toppbølgelengden og den spektrale båndbredden til lampene som brukes, kan dokumenteres pålitelig.

Hvilken UV-A-irradians krever ISO 3059?

For selve fluorescensinspeksjonen må UV-A-irradiansen på testflaten være minst 10 W/m², dvs. 1 000 µW/cm². Samtidig må belysningsstyrken for synlig lys ikke overstige 20 lx.

Hvilken bølgelengde brukes ved fluorescensinspeksjon?

ISO 3059 spesifiserer en UV-A-kilde med intensitetsmaksimum ved 365 ± 5 nm.

Oppfyller en 395 nm UV-LED standarden hvis irradiansen er høy nok?

Nei. Standarden krever et intensitetsmaksimum ved 365 ± 5 nm. En høyere irradians kompenserer ikke for feil bølgelengde.

Hvor ofte må en UV-A-måler kalibreres?

Kalibreringsintervallet følger i utgangspunktet produsentens spesifikasjon, men må ikke overstige tolv måneder. Rekalibrering er nødvendig etter skade eller relevant vedlikeholdsarbeid.

Må kalibreringen utføres ved 365 nm?

Ja. I henhold til ISO 3059 skal UV-A-irradiansmåleren kalibreres med smalbåndet stråling ved 365 nm.

Er en vanlig UV-A-måler tilstrekkelig?

Ikke nødvendigvis. ISO 3059 setter spesifikke krav til den spektrale responsen til UV-A-radiometeret. En UV-A-sensor til generelt bruk kan godt være egnet for andre bruksområder uten å oppfylle den spektrale vektingen som kreves for fluorescensinspeksjon.

Hvorfor må også belysningsstyrken måles?

Ved fluorescensmetoder reduserer synlig omgivelseslys kontrasten mellom den fluorescerende indikasjonen og bakgrunnen. Standarden begrenser derfor belysningsstyrken under inspeksjonen til maksimalt 20 lx. Ved fargekontrastmetoder krever man derimot tilstrekkelig belysning med hvitt lys.

Gjelder ISO 3059 også for automatiserte kamerasystemer?

Nei. Standarden gjelder der det menneskelige øyet er det primære registreringsmidlet.

Er en akkreditert ISO 17025-kalibrering obligatorisk i henhold til ISO 3059?

Nei. Det som kreves er en sporbar kalibrering; en akkreditert ISO 17025-kalibrering er det anerkjente beviset på dette og er vanlig praksis i akkrediterte testlaboratorier.

Når vil den nye utgaven av standarden bli publisert?

Revisjonen er under arbeid hos ISO; publisering forventes i 2026. Fokuset er på krav til UV-LED-lamper.

• Fluorescerende inntrengingsprøving & industriell inspeksjon – metode, UV-kilder og prosessparametere
• Spektralt misforhold for UV-sensorer
• Målingsusikkerhet i UV-metrologi
• Kalibreringsintervall for UV-målere
• Kalibreringslaboratorium til Opsytec Dr. Gröbel