Información general sobre el mapa de influencia acústica y el índice de sensibilidad
El mapa de influencia acústica (AIM), que ha sido implementado en el detector de defectos OmniScan™ X3, es una valiosa herramienta de asistencia informática que permite configurar la totalidad de los planes de escaneo bajo el método de focalización total (TFM). El AIM prevé la cobertura acústica del haz para cada combinación de trayectoria de ondas (grupos de ondas), en ese sentido el inspector puede optimizar el plan de escaneo del TFM para incrementar la probabilidad de detección. Sin embargo, dado que cada mapa se autonormaliza y se muestra en un escala de amplitud logarítmica de 0 a –15 dB, no es posible inferir solamente —a partir de los mapas de influencia acústica (AIM)— la sensibilidad acústica relativa entre los diferentes planes de escaneo TFM. Para facilitar esta comparación, el índice de sensibilidad es proyectado en la parte superior de todos los mapas AIM.
¿Cómo usar el índice de sensibilidad del AIM?
El índice de sensibilidad es simplemente la amplitud máxima de cada mapa AIM antes de la normalización y es proyectado en unidades arbitrarias que son proporcionales a la amplitud de tensión prevista en la recepción. Al combinar la información de los mapas AIM junto con sus índices de sensibilidad, los usuarios pueden comparar las sensibilidades acústicas de las diferentes configuraciones de inspección TFM.
Ejemplo ilustrativo
En esta nota de aplicación, se proporcionará un ejemplo sobre cómo seleccionar el modo de inspección óptimo del TFM para un escenario de inspección específico en función de la información que es brindada por el AIM y el índice de sensibilidad. A pesar de que el ejemplo plantea la selección del modo óptimo del TFM, el procedimiento presentado también puede usarse como ayuda en la selección de la combinación sonda-suela (zapata) dedicada a un modo predeterminado TFM.
En este ejemplo, nuestro objetivo es seleccionar el modo óptimo del TFM para la inspección de una grieta superficial en una barra plana de 25 mm de espesor con una sonda 5L32-A32 montada en una suela (zapata) angular SA32-N55S. La búsqueda se limita a los modos autotándem; porque, en general, son más adecuados para reproducir la real geometría en las representaciones TFM obtenidas a partir de grietas verticales. En la versión actual (5.1) del software OmniScan™ MXU existen siete modos autotándem disponibles y sus mapas AIM correspondientes son presentados desde la Figura 1 hasta la Figura 7. Para estos mapas de influencia acústica (AIM) se seleccionó el modo de defecto planar con un ángulo de defecto del 0° a fin de coincidir con la orientación esperada de la grieta superficial.
Figura 1: Mapa AIM planar dedicado al modo TT-T
Figura 2: Mapa AIM planar dedicado al modo TL-T
Figura 3: Mapa AIM planar dedicado al modo TL-L
Figura 4: Mapa AIM planar dedicado al modo LL-L
Figura 5: Mapa AIM planar dedicado al modo LT-T
Figura 6: Mapa AIM planar dedicado al modo TT-L
Figura 7: Mapa AIM planar dedicado al modo TT-TTT (5T)
Comparación de los índices de sensibilidad de los grupos de ondas del TFM
En los mapas AIM, se aprecia que los modos TL-T y TT-TTT (5T) son probablemente los modos óptimos para este escenario de inspección ya que otorgan la mejor cobertura acústica cerca de la superficie superior de la barra. Al comparar los índices de sensibilidad correspondientes, se ve que el modo 5T presenta un índice de sensibilidad de 1,83 frente al TL-T que presenta uno de 0,41. Basándose en esta información, se esperaba que el modo 5T otorgue una mejor relación entre la señal y el ruido (SNR) de aproximadamente 4, 5 veces superior al modo TL-T. Las representaciones TFM experimentales que fueron adquiridas usando estos dos modos pueden ser observadas en la Figura 8.
Figura 8: Representaciones TFM obtenidas usando el a) modo 5T y el b) modo TL-T. Ganancia análoga de 16 dB usada en a) y de 35 dB en b)
En la Figura 8, los valores de la ganancia análoga para los modos 5T y TL-T fueron determinados respectivamente en 16 dB y 35 dB de manera a que los valores de amplitud del pico para ambos modos se encuentren al 80 %. Por lo tanto, el modo 5T tenía una mejor sensibilidad acústica de 19 dB (~ 8 veces superior) en comparación con el modo TL-T. Esto también fue evidente a través del nivel más bajo de ruido de fondo en la representación TFM, generada por el modo 5T. La diferencia en la sensibilidad acústica, medida de forma experimental y prevista por el índice de sensibilidad del AIM, puede atribuirse a la desviación de una grieta real a partir de un reflector planar idóneo. Desde la Figura 8, se observa también que el modo 5T es más preciso al representar la naturaleza de agrietamiento superficial de la grieta vertical, tal como fue prevista mediante los mapas AIM que se muestran en las Figuras 2 y 7.
Recopilación del procedimiento para seleccionar el modo óptimo del TFM usando el AIM
Los ejemplos mostrados anteriormente demostraron que el mapa de influencia acústica (AIM) puede modelar de forma fiable la cobertura acústica de un modo específico del TFM, y el índice de sensibilidad puede ser usado para prever la sensibilidad acústica relativa entre los diferentes modos del TFM.
A continuación, se proporciona el procedimiento de selección del modo óptimo TFM de manera resumida:
- Genere mapas AIM para todos los modos relevantes TFM en la configuración de inspección. Asegúrese de que la configuración adecuada del defecto sea seleccionada (p. ej., geometría esférica versus planar, orientación de los defectos planares).
- Seleccione un subgrupo de modos TFM para cuyos mapas AIM correspondientes proporcionen una cobertura acústica adecuada en la región de interés. Es posible que sean necesarios múltiples modos complementarios TFM para cubrir diferentes porciones de la región de interés.
- A partir del subgrupo de los modos TFM, seleccione el (los) modo(s) con el mayor índice de sensibilidad AIM.
