Olympus первым в мире презентовал встроенную функцию построения карты акустической чувствительности - AIM для нового дефектоскопа OmniScan X3
Использование показателя чувствительности карты акустического воздействия (AIM) для выбора оптимального режима сканирования TFM
Обзор карты акустического воздействия и показателя чувствительности
Карта акустического воздействия (AIM), установленная в дефектоскопе OmniScan™ X3, это ценный программный помощник для настройки схем сканирования по методу полной фокусировки (TSF). AIM предсказывает покрытие акустических пучков для каждой комбинации путей распространения волн (наборов волн), благодаря чему дефектоскопист может оптимизировать схему TFM-сканирования для увеличения вероятности обнаружения. Однако, так как каждая карта AIM нормализуется самостоятельно и отображается в логарифмической шкале амплитуд от 0 до -15 дБ, сделать выводы об относительной чувствительности к акустическим колебаниям между различными схемами TSF-сканирования только по картам AIM невозможно. Чтобы облегчить это сравнение, в верхней части всех карт AIM отображается показатель чувствительности.
Как пользоваться показателем чувствительности AIM
Показатель чувствительности — это всего лишь максимальная амплитуда каждой карты AIM до нормализации, отображаемая в относительных единицах, пропорциональных прогнозной амплитуде напряжения на приеме. Сочетая информацию с карт AIM с их показателями чувствительности, пользователи могут сравнивать чувствительность различных схем TSF-инспектирования к акустическим воздействиям.
Наглядный пример
В данных указаниях по применению приведён пример выбора оптимального режима TSF-сканирования для заданного сценария сканирования на основании информации, содержащейся в AIM и показателе чувствительности. Хотя пример в основном касается выбора оптимального режима TSF, представленная процедура также может быть использована для облегчения выбора комбинации датчика и призмы для предустановленного режима TSF.
В данном примере целью является выбор оптимального режима TFM для сканирования поверхностной трещины плоской планки толщиной 25 мм с помощью датчика 5L32-A32 и угловой призмы SA32-N55S. Мы ограничиваем поиск самотандемными режимами, так как в целом они больше подходят для создания TFM-изображений вертикальных трещин с реальной геометрией. В текущей версии (5.1) программы OmniScan™ MXU предусмотрено 7 самотандемных режимов, и их соответствующие AIM-карты представлены на рисунках 1–7. Для этих карт AIM выбран режим двумерного дефекта с углом дефекта 0° для совмещения ожидаемой ориентации поверхностной трещины.
Рисунок 1: Двумерная AIM-карта для режима TT-T
Рисунок 2: Двумерная AIM-карта для режима TL-T
Рисунок 3: Двумерная AIM-карта для режима TL-L
Рисунок 4: Двумерная AIM-карта для режима LL-L
Рисунок 5: Двумерная AIM-карта для режима LT-T
Рисунок 6: Двумерная AIM-карта для режима TT-L
Рисунок 7: Двумерная AIM-карта для режима TT-TTT (5T)
Сравнение показателей чувствительности наборов волн TFM
По картам AIM видно, что наиболее оптимальными режимами для данного сценария дефектоскопии, вероятно, являются режимы TL-T и TT-TTT (5T), так как они имеют наилучшее акустическое покрытие в районе верхней поверхности планки. Сравнивая их показатели чувствительности, видно, что показатель чувствительности в режиме 5T составляет 1,83, тогда как в режиме TL-T он равен 0,41. Учитывая эти данные, ожидаем, что в режиме 5Т соотношение «сигнал-шум» (SNR) будет в 4,5 раза лучше, чем в режиме TL-T. Экспериментальные TFM-изображения, полученные в этих двух режимах, представлены на рисунке 8.
Рисунок 8: TFM-изображения, полученные с использованием а) режима 5Т и б) режиме TL-T. В случае а) использовалось аналоговое усиление в 16 дБ, а в случае б) — 35 дБ.
На рисунке 8 значения аналогового усиления в режимах 5T и TL-T были приняты равными 16 дБ и 35 дБ соответственно, так что пиковые значения амплитуды в обоих режимах составили 80 %. Как следствие, чувствительность к акустическому воздействию в режиме 5Т было на 19 дБ (примерно в 8 раз) лучше, чем в режиме TL-T. Это также видно по более низкому уровню фонового шума на TFM-изображении, полученном в режиме 5Т. Различие чувствительности к акустическому воздействию, измеренное экспериментально и предсказанное по показателю чувствительности AIM, может быть связано с отклонением реальной трещины от идеальной плоской отражающей границы. Из рисунка 8 также видно, что режим 5Т более точно отражает поверхностный характер вертикальной трещины, что было предсказано по AIM-картам, показанным на рисунках 2 и 7.
Выводы по процедуре выбора оптимального режима TFM с использованием AIM
Вышеприведенный пример показывает, что AIM могут точно моделировать акустическое покрытие заданного уровня TFM, а показатель чувствительности может использоваться для предсказывания относительной чувствительности к акустическому воздействию в различных режимах TSF.
Кратко процедура выбора оптимального режима TSF приводится ниже:
- Сформировать карты AIM для всех режимов TFM, соответствующих конфигурации сканирования. Убедиться, что выбрана надлежащая настройка дефекта (например, сферический или двумерный, ориентация двумерных дефектов).
- Выбрать группу режимов TSF, для которой соответствующие AIM-карты показывают соответствующее акустическое покрытие в интересующей области. Для покрытия различных участков интересующей области могут потребоваться несколько дополняющих друг друга режимов TSF.
- Из группы режимов TFM выбрать режим(ы) с наивысшим показателем чувствительности AIM.