Panoramica sulla Mappatura dell'Influenza Acustica e sull'Indice di sensibilità
La Mappatura dell'Influenza Acustica (AIM - Acoustic Influence Map) introdotta nel rilevatore di difetti OmniScan™ X3 rappresenta un valido strumento di assistenza software per la configurazione di piani di scansione del Metodo di focalizzazione totale (TFM - total focusing method). L'AIM prevede la copertura del fascio acustico per ognuna delle combinazioni dei percorsi di propagazione (serie di onde), in modo che l'operatore possa ottimizzare il piano di scansione TFM per aumentare la probabilità di rilevamento. Tuttavia, visto che ognuna delle mappature AIM è normalizzata automaticamente e visualizzata con una scala dell'ampiezza logaritmica da 0 a −15 dB, non è possibile dedurre dalle sole mappature AIM la sensibilità acustica relativa tra diversi piani di scansione TFM. Per facilitare questo confronto, l'indice di sensibilità è visualizzata nella parte superiore di tutte le mappature AIM.
Come utilizzare l'Indice di sensibilità AIM
L'indice di sensibilità rappresenta semplicemente l'ampiezza massima di ogni mappatura AIM prima della normalizzazione. Essa viene visualizzata in unità arbitrarie proporzionali all'ampiezza della tensione prevista in ricezione. Combinando le informazioni delle mappature AIM con i rispettivi indici di sensibilità, gli utenti possono confrontare le sensibilità acustiche di diverse configurazioni di ispezione TFM.
Un esempio illustrativo
In questa nota applicativa, illustreremo un esempio per la scelta dell'ottimale modalità di ispezione TFM per un determinato scenario di ispezione, in base alle informazioni fornite dall'AIM e dall'indice di sensibilità. Sebbene l'esempio sia principalmente riferito alla scelta della modalità TFM ottimale, la procedura introdotta può essere usata anche per essere guidati nella scelta della combinazione di sonda e zoccolo per una modalità TFM predefinita.
Per questo esempio, il nostro obiettivo è di scegliere la modalità TFM ottimale per l'ispezione di una cricca superficiale in una barra piatta spessa 25 mm mediante una sonda 5L32-A32 accoppiata a uno zoccolo angolare SA32-N55S. Limitiamo la nostra ricerca alle modalità auto-tandem, visto che in generale sono più adatte per produrre immagini TFM "reali per la forma" di cricche verticali. Nell'attuale versione (5.1) del software OmniScan™ MXU esistono 7 modalità auto-tandem e le corrispondenti mappature AIM sono illustrate dalla Figura 1 alla 7. Per queste mappature AIM abbiamo selezionato la modalità per difetti planare con un angolo del difetto di 0° in modo che esisti una corrispondenza con l'orientamento atteso della cricca superficiale.
Figura 1: Mappatura AIM planare per la modalità TT-T
Figura 2: Mappatura AIM planare per la modalità TL-T
Figura 3: Mappatura AIM planare per la modalità TL-L
Figura 4: Mappatura AIM planare per la modalità LL-L
Figura 5: Mappatura AIM planare per la modalità LT-T
Figura 6: Mappatura AIM planare per la modalità TT-L
Figura 7: Mappatura AIM planare per la modalità TT-TTT (5T)
Confronto degli indici di sensibilità delle serie di onde TFM
Dalle mappature AIM, emerge che le modalità TL-T e TT-TTT (5T) sono probabilmente le modalità ottimali per questo scenario di ispezione visto che hanno la migliore copertura acustica in prossimità della superficie superiore della barra. Confrontando questi indici di sensibilità, vediamo che la modalità 5T possiede un indice di sensibilità di 1,83 mentre la modalità TL-T possiede un indice di sensibilità di 0,41. In base a queste informazioni, ci si aspetta che la modalità 5T abbia approssimativamente un rapporto segnale-rumore (SNR) 4,5 volte migliore rispetto alla modalità TL-T. Le immagini TFM sperimentali acquisite mediante queste due modalità sono riportate nella Figura 8.
Figura 8: Immagini TFM ottenute mediante: a) modalità 5T e b) modalità TL-T. Guadagno analogico di 16 dB usato in a) e di 35 dB usato in b).
Nella Figura 8, i valori di guadagno analogico per la modalità 5T e TL-T sono stati definiti rispettivamente a 16 dB e 35 dB in modo che i valori di ampiezza del picco per entrambe le modalità corrispondano a 80%. Di conseguenza, la modalità 5T ha una sensibilità acustica di 19 dB (~8 volte) migliore rispetto alla modalità TL-T. Questo è anche evidente dal livello minore di rumore di fondo presente nell'immagine TFM del 5T. La differenza in termini di sensibilità acustica misurata sperimentalmente e prevista dall'indice di sensibilità AIM può essere attribuita alla deviazione di una cricca reale da un ideale riflettore planare. Nella Figura 8, è inoltre possibile osservare che la modalità 5T è più precisa nella rappresentazione della natura superficiale della cricca verticale, visto che è stata prevista dalle mappature AIM illustrate dalla Figura 2 alla 7.
Sintesi della procedura per la scelta dell'ottimale modalità TFM mediante l'AIM
Il precedente esempio dimostra che l'AIM può definire con precisione la copertura acustica di una data modalità TFM e l'indice di sensibilità può essere usato per prevedere la sensibilità acustica relativa tra diverse modalità TFM.
Una sintesi della procedura per la scelta dell'ottimale modalità TFM viene riportata di seguito:
- Generazione di tutte le mappature AIM per tutte le modalità TFM che risultano rilevanti per la configurazione di ispezione. Assicurarsi che sia scelta l'ottimale configurazione dei difetti (es: sferico o planare, orientamento dei difetti planari).
- Selezione di un sottoinsieme di modalità TFM per le quali le mappature AIM corrispondenti forniscono un'adeguata copertura nell'area di interesse. Multiple modalità TFM complementari possono essere necessarie per coprire diverse parti dell'area di interesse.
- Dal sottoinsieme di modalità TFM, selezionare la o le modalità con il maggiore indice di sensibilità AIM.
