相控阵显示解析
Tato kapitola se věnuje dalšímu rozboru konstrukce snímků získaných pomocí technologie phased array. Dále se budeme zabývat zejména vstupy a vztahy mezi různými typy zobrazení získaných pomocí technologie phased array s ohledem na uspořádání sondy a zkoušeného dílu. Také vysvětlíme typicky dostupná zobrazení A-skenu spojená se snímkem získaným pomocí technologie phased array.
Pokyny, které je třeba při řádné kontrole zohlednit
Jak již bylo probíráno, existuje mnoho faktorů, které je třeba identifikovat, aby bylo možné provést jakoukoli ultrazvukovou kontrolu řádně. Obecně vzato, existují charakteristiky týkající se konkrétních materiálů a charakteristiky týkající se snímače, které jsou pro kalibraci přístroje a jeho správné fungování zapotřebí.
Materiál:
- Aby bylo možné změřit hloubku správně, musí se zadat rychlost materiálu, který je kontrolován. Výběru správného režimu rychlosti (v podélném nebo příčném směru) je třeba věnovat péči. Jak si pravděpodobně vybavujete, testování pomocí přímého kompresního svazku obvykle využívá podélné vlny, zatímco kontrola pomocí úhlového svazku často využívá šíření příčné vlny.
- Typicky se zadávají informace o tloušťce dílu. Toto uspořádání je užitečné zejména při kontrole s využitím úhlového svazku. Umožňuje stanovit správnou hloubku podle čísla úseku signálu v oblastech použití úhlového svazku.
- Při kontrole dílů, které nejsou ploché, je zapotřebí zohlednit poloměr křivosti. Toto zakřivení lze zohlednit algoritmicky, aby bylo možné provádět ještě přesnější měření hloubky.
Snímač:
- Aby bylo možné provést správné nastavení filtrů generátoru impulzů a přijímače, musí být známa frekvence.
- Je třeba stanovit odsazení nuly, aby se mohlo provést odsazení prodlev v elektrických a mechanických součástech vyplývajících ze zpoždění vzniklého při vytvoření vazby, odpovídající vrstvy, kabelu a elektronického zpracování, a provést tak správné měření tloušťky.
- Aby bylo možné využívat běžné postupy pro určování velikosti pomocí amplitudy, je třeba nastavit amplitudovou odezvu od známých reflektorů, která musí být k dispozici.
- Úhel, pod kterým vstupuje zvukový svazek do kontrolovaného materiálu.
- U sond phased array je třeba znát počet měničů a rozestupy mezi nimi.
Klín:
- Rychlost šíření zvuku klínem.
- Úhel dopadu klínu.
- Vztažný bod svazku nebo vztažná soustava přední části sondy.
- Odsazení výšky prvního měniče pro technologii phased array.
Pokud chcete dosáhnout správných výsledků, všechny kroky uvedené výše se při běžném ultrazvukovém testování musí provést dříve než samotná kontrola. Vzhledem k tomu, že sonda s měniči má pevně danou aperturu, jsou výběr vstupního úhlu, odsazení nuly a kalibrace amplitudy specifické pro každý jednotlivý snímač nebo kombinaci snímač/klín. Při každé změně snímače nebo klínu musí být provedena nová kalibrace.
Při používání sond phased array musí uživatel dodržovat stejná pravidla. Hlavní výhodou testování s využitím technologie phased array je schopnost dynamické změny apertury, ohniska, případně úhlu, což především umožňuje použití několika sond najednou. Tyto skutečnosti vedou k dodatečnému požadavku na rozšíření kalibrace a požadavkům na nastavení stavu každého ze snímačů phased array (které se společně označují jako fokální svazek). Nejen že je možné provádět přesná měření amplitudy a hloubky přes celou naprogramovanou posloupnost zaostření, ale lze také provádět přesnou a dokonalejší vizualizaci pomocí přirozených snímků produkovaných přístroji využívajícími technologii phased array.
Jeden z hlavních rozdílů mezi konvenčními kontrolami a kontrolami s využitím technologie phased array nastává při kontrole pomocí úhlového svazku. Při běžném ultrazvukovém testování (UT) způsobí zadání nesprávného úhlu klínu nebo rychlosti zvuku v materiálu chyby při lokalizaci vad, ale základní šíření vlny (a tedy výsledný A-sken) nebudou ovlivněny, protože závisejí pouze na mechanickém lomu. Naproti tomu u přístrojů využívajících technologii phased array se správné údaje o rychlosti šíření zvuku v materiálu a klínu vyžadují proto, aby bylo možné vytvořit správné fokální zákony pro elektronický průchod přes požadované úhly lomu a za účelem vytvoření citlivých snímků. U přístrojů s větším počtem funkcí vede rozpoznání sondy k automatickému přenosu kritických informací o sondě phased array a k využití dobře organizovaných knihoven pro řízení výběru parametrů sondy.
Následující hodnoty musí být za normálních okolností zadány, aby bylo možné naprogramovat skenování s využitím technologie phased array:
Parametry sondy:
Frekvence
Šířka pásma
Velikost
Počet měničů
Vzdálenost mezi měniči
Parametry klínu:
Úhel dopadu klínu
Jmenovitá rychlost zvuku v klínu
Odsazení Z = výška do středu prvního měniče
Indexování odsazení X = vzdálenost od přední části klínu k prvnímu měniči
Odsazení skenu Y = vzdálenost od strany klínu do středu měniče
Pokračování
Nastavení fokálních zákonů>>