Evident LogoOlympus Logo
洞见博客

Qual sonda Phased Array é a mais adequada para sua inspeção de método de enfoque total?

作者  -
Olympus OmniScan X3

Os princípios básicos do teste ultrassônico ainda são aplicados

Para começar, é importante lembrar que o método de focalização total (TFM) está sujeito às mesmas leis físicas que regem o teste ultrassônico convencional (UT) e o Phased Array (PA). O foco eletrônico com Phased Array é a capacidade de convergir as múltiplas frentes de onda dos elementos individuais da sonda em uma pequena área, que é chamada de ponto focal. Essa convergência só é possível dentro do campo próximo da sonda Phased Array.

O fim do campo próximo corresponde ao último máximo do campo de pressão ao longo do eixo de propagação de um feixe ultrassônico não focalizado. Ele é definido pelos parâmetros da sonda, como tamanho do elemento e frequência, bem como a velocidade do som no material. No PA, o campo próximo é a zona onde o foco pode acontecer. Fora dessa faixa, a inspeção é considerada desfocada e a amplitude e resolução do feixe deterioram no trajeto do som, assim como com UT convencional. Com TFM, aplicam-se os mesmos limites de foco e de campo próximo, o que significa que o que é verdadeiro para PAUT é verdadeiro para TFM.

Considerações sobre as características da sonda e as compensações da capacidade de enfoque

A frequência, o tamanho do elemento e o número de elementos de uma sonda são alguns dos fatores que afetam a configuração e a qualidade da inspeção. Por exemplo, uma vez que o comprimento do campo próximo é diretamente proporcional à frequência da sonda e ao tamanho da abertura, uma sonda com uma frequência mais alta e uma abertura ativa maior é capaz de focar mais longe da face da sonda, proporcionando assim uma região focada maior e imagem TFM melhorada. Por outro lado, a resolução próxima à superfície é afetada negativamente.

Figura Figura 1

Depender de testes experimentais para determinar a sonda ideal para configurações de TFM é impraticável, devido a todas as variáveis envolvidas. Isso demonstra por que uma ferramenta de modelagem é essencial para a configuração de inspeção do TFM.

A necessidade de ferramentas de modelagem para a seleção de sondas para inspeção TFM

A ferramenta de modelagem Mapa de Influência Acústica (AIM) onboard do detector de defeitos OmniScan™ X3 ajuda a prever a qualidade do sinal TFM resultante. Ele exibe a resposta ultrassônica esperada fornecida por uma determinada combinação de sonda e calço para um determinado refletor usando um conjunto de ondas selecionado. Dessa forma, ele pode ajudá-lo a fazer as escolhas certas, incluindo a sonda e o calço apropriados para sua configuração.

Se você pensar no AIM como um mapa de calor mostrando onde a resposta de amplitude é mais forte, o Índice de Sensibilidade é similar ao da temperatura máxima. Não há limite rígido para o quão “quente” pode ficar, mas quanto mais quente, melhor. Comparando o Índice de Sensibilidade previsto do AIM gerado para um determinado conjunto de parâmetros (ou seja, a sonda selecionada, calço, forma e ângulo do refletor, conjunto de onda, etc.) para outro AIM, você terá uma boa ideia de qual configuração terá o melhor desempenho para suas necessidades de inspeção.

Objetivo: Exemplo do impacto do passo da sonda na sensibilidade para TFM

As capturas de tela a seguir são simulações AIM em que a frequência da sonda (5 MHz), bem como outras configurações, são as mesmas, mas os tamanhos dos elementos (pitch) são diferentes. Neste exemplo, quando o tamanho dos elementos é aumentado no eixo ativo, o Índice de Sensibilidade também aumenta.

Figura 2aFigura 2b

Modelo de sonda 5L64-A32: abertura ativa total de 32 × 10 mm, passo de 0,5 mm, elevação de 10 mm, conjunto de onda de eco de pulso TT
Índice de sensibilidade: 20,14

Figura 3aFigura 3b

Modelo de sonda 5L64-A12: abertura ativa total de 38,4 × 10 mm, passo de 0,60 mm, elevação de 10 mm, conjunto de onda de eco de pulso TT
Índice de sensibilidade: 30,21

Figura 4aFigura 4b

Modelo de sonda 5L64-NW1: abertura ativa total de 64 × 7 mm, passo de 1,00 mm, elevação de 7 mm, conjunto de onda de pulso-eco TT
Índice de sensibilidade: 42,54

Objetivo: Exemplo do impacto da frequência da sonda na sensibilidade e na cobertura

A frequência da sonda também tem um impacto na simulação do AIM e, em última análise, na inspeção TFM: quanto maior a frequência da sonda, mais longe está a transição do campo próximo para o campo distante. Observe nos exemplos abaixo que o valor do Índice de Sensibilidade é mais alto com a sonda de frequência mais alta e a coloração AIM é mais consistente em todo o salto completo, o que significa menos variação na amplitude e, portanto, no tamanho da indicação, com o aumento do caminho do som.

Figura 5

Modelo de sonda 5L64-A32: frequência de 5 MHz, abertura ativa total de 32 × 10 mm, pitch de 0,5 mm, elevação de 10 mm, conjunto de onda TT-TT
Índice de sensibilidade: 18,68

Figura 6

Modelo de sonda 10L64-A32: frequência de 10 MHz, abertura ativa total de 32 × 10 mm, pitch de 0,5 mm, elevação de 10 mm, conjunto de onda TT-TT
Índice de sensibilidade: 27,38

Além de uma ferramenta de modelagem prática, como AIM, a preparação adequada e um bom plano de varredura TFM deve sempre incluir a estratégia da sonda e os testes de viabilidade para garantir que a área de interesse seja coberta adequadamente e a qualidade do sinal seja boa.

Conteúdo relacionado

Selecione o melhor modo de propagação de um refletor com a ferramenta de modelagem AIM para inspeção por TFM (método de foco total)

Quatro fundamentos para criar sua estratégia TFM em conformidade com o código para inspeção de solda

Vídeo: Princípios básicos do FMC-TFM


Entre em contato
Global Advanced Product Support Specialist

Stephan worked with Olympus at the product development and as a Product Specialist for 9 years. In 2017, he transitioned to work in the inspection world to gather more applicative knowledge with the boots on the ground. In 2019, Stephan rejoined Olympus as a leader for Global Advanced Product Application. Stephan is now supporting worldwide on applications, trainings, and industry projects as an Ultrasonic advanced products specialist.

九月 30, 2020
Sorry, this page is not available in your country
InSight Blog Sign-up
Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.
Sorry, this page is not available in your country