Visão geral do mapa de influência acústica e do índice de sensibilidade
O Mapa de Influência Acústica (AIM), introduzido no detector de defeitos OmniScan™ X3, é uma valiosa ferramenta de assistência de software para a configuração dos planos de varredura do método de foco total (TFM). O AIM prevê a cobertura do feixe acústico para cada combinação de trajetos de propagação de ondas (conjuntos de ondas) para que o inspetor possa otimizar o plano de varredura do TFM para aumentar a probabilidade de detecção. No entanto, como cada mapa do AIM é auto-normalizado e exibido em uma escala de amplitude logarítmica de 0 a -15 dB, só não é possível inferir nos mapas do AIM a sensibilidade acústica relativa entre os diferentes planos de varredura do TFM. Para facilitar essa comparação, o índice de sensibilidade é exibido no topo de todos os mapas do AIM.
Como usar o índice de sensibilidade do AIM
O índice de sensibilidade é simplesmente a amplitude máxima de cada mapa do AIM antes da normalização e é exibido em unidades arbitrárias que são proporcionais à amplitude de tensão prevista na recepção. Combinando as informações dos mapas do AIM com seus índices de sensibilidade, os usuários podem comparar as sensibilidades acústicas de diferentes configurações de inspeção do TFM.
Um exemplo ilustrativo
Nesta nota de aplicação, apresentaremos um exemplo para a seleção do modo de inspeção TFM ideal para um determinado cenário de inspeção com base nas informações fornecidas pelo AIM e no índice de sensibilidade. Embora o exemplo seja focado na seleção do modo TFM ideal, o procedimento introduzido também pode ser usado para ajudar na seleção da combinação de sonda e calço para um modo TFM predeterminado.
Neste exemplo, nosso objetivo é selecionar o modo TFM ideal para a inspeção de uma rachadura de superfície em uma barra plana de 25 mm de espessura usando uma sonda 5L32-A32 acoplada a um calço angular SA32-N55S. Limitamos nossa pesquisa aos modos auto-tandem porque, em geral, eles são mais adequados para produzir imagens TFM “fiéis à geometria” de rachaduras verticais. Na versão atual (5.1) do software OmniScan™ MXU, existem 7 modos auto-tandem disponíveis e seus mapas AIM correspondentes são apresentados nas Figuras 1 a 7. Para esses mapas do AIM, selecionamos o modo de defeito planar com um ângulo de 0° para corresponder à orientação esperada da fissura de quebra de superfície.
Figura 1: Mapa AIM plano para o modo TT-T
Figura 2: Mapa AIM plano para o modo TL-T
Figura 3: Mapa AIM plano para o modo TL-L
Figura 4: Mapa AIM plano para o modo LL-L
Figura 5: Mapa AIM plano para o modo LT-T
Figura 6: Mapa AIM plano para o modo TT-L
Figura 7: Mapa AIM plano para o modo TT-TTT (5T)
Comparando os índices de sensibilidade dos conjuntos de ondas TFM
A partir dos mapas do AIM, vemos que os modos TL-T e TT-TTT (5T) são provavelmente os modos ideais para esse cenário de inspeção, pois possuem a melhor cobertura acústica perto da superfície superior da barra. Comparando seus índices de sensibilidade, vemos que o modo 5T tem um índice de sensibilidade de 1,83, enquanto o modo TL-T tem um índice de sensibilidade de 0,41. Com base nessas informações, esperamos que o modo 5T tenha uma relação sinal-ruído (SNR) aproximadamente 4,5 vezes melhor em comparação com o modo TL-T. As imagens experimentais de TFM adquiridas usando esses dois modos são apresentadas na Figura 8.
Figura 8: Imagens TFM obtidas usando a) modo 5T e b) modo TL-T. Ganho analógico de 16 dB usado em a) e 35 dB usado em b).
Na Figura 8, os valores de ganho analógico para os modos 5T e TL-T foram ajustados respectivamente em 16 dB e 35 dB, de modo que os valores de pico de amplitude para ambos os modos fiquem em 80%. Consequentemente, o modo 5T possui uma sensibilidade acústica de 19 dB (~ 8 vezes) melhor em comparação com o modo TL-T. Isso também é evidente pelo nível mais baixo de ruído de fundo presente na imagem 5T TFM. A diferença na sensibilidade acústica medida experimentalmente e prevista pelo índice de sensibilidade do AIM pode ser atribuída ao desvio de uma trinca real de um refletor plano ideal. Na Figura 8, também observamos que o modo 5T é mais preciso na representação da natureza de quebra de superfície da fissura vertical, conforme previsto pelos mapas do AIM mostrados nas Figuras 2 e 7.
Resumo do procedimento para selecionar o modo TFM ideal usando o AIM
O exemplo acima demonstra que o AIM pode modelar com precisão a cobertura acústica de um determinado modo TFM e o índice de sensibilidade pode ser usado para prever a sensibilidade acústica relativa entre os diferentes modos TFM.
Um procedimento resumido para selecionar o modo TFM ideal é o seguinte:
- Gere mapas do AIM para todos os modos TFM relevantes para a configuração da inspeção. Certifique-se de que a configuração correta do defeito esteja selecionada (por exemplo, esférica versus plana, orientação de defeitos planares).
- Selecione um subconjunto de modos TFM para os quais seus mapas AIM correspondentes forneçam cobertura acústica adequada na região de interesse. Vários modos complementares de TFM podem ser necessários para cobrir diferentes partes da região de interesse.
- No subconjunto de modos TFM, selecione o(s) modo(s) com o maior índice de sensibilidade do AIM.
