Opis narzędzia Acoustic Influence Map i wskaźnika czułości
Funkcja Acoustic Influence Map (AIM) wprowadzona w defektoskopie OmniScan™ X3 to cenne narzędzie wspomagające oprogramowanie przeznaczone do konfiguracji planów skanowania wykonywanych metodą Total Focusing Method (TFM). Narzędzie AIM przewiduje pokrycie obszaru przez wiązkę akustyczną dla każdej kombinacji ścieżek propagacji fal (zestawów fal), dzięki czemu inspektor może zoptymalizować plan skanowania TFM w celu zwiększenia prawdopodobieństwa wykrycia wady. Jednakże, ze względu na to, że każda mapa AIM jest automatycznie normalizowana i wyświetlana w logarytmicznej skali amplitudy na poziomie od 0 do −15 dB, na podstawie samych map AIM nie można wyciągać wniosków dotyczących względnej czułości akustycznej pomiędzy różnymi planami skanowania TFM. Aby ułatwić to porównanie, na wszystkich mapach AIM wyświetlany jest wskaźnik czułości.
Korzystanie ze wskaźnika czułości AIM
Wskaźnik czułości to po prostu maksymalna amplituda każdej mapy AIM przed normalizacją. Jest on wyświetlany w jednostkach umownych, które są proporcjonalne do przewidywanej amplitudy napięcia w elemencie odbiorczym. Łącząc informacje uzyskane z map AIM wraz z przypisanymi do nich wskaźnikami czułości, użytkownicy mogą porównać czułości akustyczne różnych konfiguracji kontroli TFM.
Przykład
W tej nocie aplikacyjnej przedstawimy przykładową procedurę wyboru optymalnego trybu kontroli TFM dla danego scenariusza inspekcji w oparciu o informacje uzyskane z map AIM oraz odpowiadające im wskaźniki czułości. Przykład ten koncentruje się wprawdzie na wyborze optymalnego trybu TFM, ale przedstawioną procedurę można również stosować jako pomoc w wyborze kombinacji sondy i klina dla wstępnie określonego trybu TFM.
W tym przykładzie naszym celem jest wybór optymalnego trybu TFM do kontroli pęknięcia powierzchniowego w płaskowniku o grubości 25 mm za pomocą sondy 5L32-A32 w połączeniu z klinem kątowym SA32-N55S. Ograniczamy nasze poszukiwania do trybów typu Self-Tandem, ponieważ zwykle są one bardziej odpowiednie do generowania obrazów TFM pionowych pęknięć odzwierciedlających rzeczywistą geometrię wady. W obecnej wersji (5.1) oprogramowania OmniScan™ MXU dostępnych jest 7 trybów typu Self-Tandem. Odpowiadające im mapy AIM przedstawiono na rysunkach od 1 do 7. Dla tych map AIM wybrano tryb wady planarnej z kątem wady 0°, aby odzwierciedlić oczekiwaną orientację pęknięcia powierzchniowego.
Rysunek 1: Mapa AIM w płaszczyźnie dla trybu TT-T
Rysunek 2: Mapa AIM w płaszczyźnie dla trybu TL-T
Rysunek 3: Mapa AIM w płaszczyźnie dla trybu TL-L
Rysunek 4: Mapa AIM w płaszczyźnie dla trybu LL-L
Rysunek 5: Mapa AIM w płaszczyźnie dla trybu LT-T
Rysunek 6: Mapa AIM w płaszczyźnie dla trybu TT-L
Rysunek 7: Mapa AIM w płaszczyźnie dla trybu TT-TTT (5T)
Porównywanie indeksów czułości zestawów fal TFM
Na podstawie rysunków przedstawiających mapy AIM można stwierdzić, że tryby TL-T i TT-TTT (5T) są prawdopodobnie optymalne dla tego scenariusza kontroli, ponieważ zapewniają najlepsze pokrycie akustyczne w pobliżu górnej powierzchni płaskownika. Porównując ich wskaźniki czułości można zauważyć, że tryb 5T ma wskaźnik czułości 1,83, natomiast tryb TL-T ma wskaźnik czułości 0,41. Na podstawie tych informacji można oczekiwać, że tryb 5T będzie miał około 4,5 raza lepszy stosunek sygnału do szumu (SNR) w porównaniu z trybem TL-T. Eksperymentalne obrazy TFM uzyskane za pomocą tych dwóch trybów przedstawiono na rysunku 8.
Rysunek 8: Obrazy TFM uzyskane za pomocą a) trybu 5T i b) trybu TL-T. Na obrazie a) stosowano wzmocnienie analogowe na poziomie 16 dB, a na obrazie b) na poziomie 35 dB.
Na rysunku 8 wartości wzmocnienia analogowego dla trybów 5T i TL-T ustawiono odpowiednio na 16 dB i 35 dB, tak aby szczytowe wartości amplitudy dla obu trybów były na poziomie 80%. W rezultacie tryb 5T zapewnia lepszą czułość akustyczną przy wartości 19 dB (~8 razy) w porównaniu do trybu TL-T. Widać to również po niższym poziomie szumu tła na obrazie TFM w przypadku trybu 5T. Różnica w czułości akustycznej mierzonej eksperymentalnie i przewidywanej za pomocą wskaźnika czułości AIM może być spowodowana odchyleniem rzeczywistego pęknięcia od idealnego reflektora planarnego. Na rysunku 8 widać również, że tryb 5T zapewnia większą dokładność przy odwzorowaniu powierzchniowego charakteru pęknięcia pionowego, co przewidywały mapy AIM przedstawione na rysunkach 2 i 7.
Podsumowanie procedury wyboru optymalnego trybu TFM przy użyciu narzędzia AIM
Przedstawiony powyżej przykład obrazuje, że narzędzie AIM umożliwia dokładne modelowanie pokrycia akustycznego danego trybu TFM, a wskaźnik czułości może być używany do przewidywania względnej czułości akustycznej pomiędzy różnymi trybami TFM.
Skrócona procedura wyboru optymalnego trybu TFM:
- Wygenerować mapy AIM dla wszystkich trybów TFM, które są brane pod uwagę podczas konfiguracji kontroli. Upewnić się, że wybrano właściwe ustawienie wady (np. sferyczna lub planarna, orientacja wad planarnych).
- Wybrać podzbiór trybów TFM, dla których wygenerowane mapy AIM zapewniają odpowiednie pokrycie akustyczne w obszarze zainteresowania. W celu pokrycia różnych części obszaru zainteresowania konieczne może być zastosowanie wielu uzupełniających się trybów TFM.
- Z podzestawu trybów TFM wybrać tryb(y) o najwyższym wskaźniku czułości AIM.
