Ультразвуковой дефектоскоп на фазированных решетках OmniScan® X3 предоставляет расширенные возможности сбора и обработки данных благодаря функциям FMC/TFM (полноматричный захват и метод общей фокусировки). Данная технология оптимизирует сигналы ПЭП, позволяя улучшить визуализацию и повысить надежность результатов.
Мы не просто добавили в OmniScan функции FMC/TFM — мы усовершенствовали технологию. В данной статье мы расскажем вам о 3 основных усовершенствованиях FMC/TFM. Но для начала давайте разберемся с базовыми понятиями.
Что такое FMC?
FMC (Full Matrix Capture, или метод полноматричного захвата) представляет собой метод сбора данных, который позволяет получить все возможные комбинации приема-передачи фазированной решетки преобразователя, иными словами, полную акустическую информацию, предоставляемую всеми элементами ПФР. Каждый элемент возбуждается отдельно, а все остальные элементы решетки получают или «прослушивают» отраженные сигналы. В результате, генерируется матрица элементарных A-сканов, которые составляют набор данных FMC. В отличие от фазированной решетки, нет временной задержки, или отклонения луча, создаваемого с помощью программируемых законов фокусировки.
Что такое TFM?
TFM (Total focusing method) – метод общей фокусировки; позволяет правильно интерпретировать данные, полученные FMC. Алгоритмы TFM используют специальные переменные для сортировки обширных данных элементарных A-сканов, содержащихся в наборе данных FMC. Эти группы волн, или режимы распространения, представляют собой путь ультразвуковых колебаний от излучателя до пикселя изображения и обратно к приемнику (включая отражения), определяемый типом волн для каждого отрезка пути, поперечный (T) или продольный (L).
В дефектоскопе OmniScan X3, по мере сканирования ПФР объекта контроля, данные FMC записываются и кодируются, а TFM обрабатывает результаты. Результирующие TFM-изображения отображаются в реальном времени для всех выбранных групп волн (до четырех групп волн одновременно). Один и тот же набор данных FMC многократно обрабатывается, чтобы сгенерировать разные параметры реконструкции для данного положения кодировщика.
Определить ориентацию дефекта может даже неспециалист
При определенных условиях, метод TFM позволяет получить хорошо сфокусированные изображения дефектов и их истинное геометрическое расположение в объекте контроля. Точность воспроизведения зависит от нескольких факторов, а именно: от используемых преобразователя и призмы, метода сканирования и режима распространения (или группы волн). Если вам необходимо предоставить результаты контроля коллегам, не являющимися экспертами в технологии УЗК-ФР, TFM позволит легко визуализировать геометрическое положение и ориентацию дефектов.
TFM лучше технологии ФР?
Трудно однозначно сказать, какой метод является более эффективным. Технология FMC/TFM представляет много преимуществ для ряда приложений, тогда как метод фазированной решетки может быть предпочтительным в других случаях. Наилучшим вариантом является высокопроизводительный прибор, который предлагает обе технологии и обеспечивает высокое качество изображения.
За счет равномерной фокусировки по всей зоне интереса (определяемой пользователем как «TFM-зона»), метод TFM гарантирует улучшенную способность обнаружения дефектов по сравнению со стандартной фазированной решеткой. Однако, при контроле методом FMC/TFM скорость сканирования значительно меньше, чем при использовании ФР, а фокусирующая сила работает только в ближней зоне. Более того, фразированные решетки гарантируют превосходное качество изображения, аналогично TFM. Детальную разборку плюсов и минусов метода TFM см. на стр. Часто задаваемые вопросы (FAQ) по TFM.
Метод сбора и обработки данных FMC/TFM дефектоскопа OmniScan X3 был дополнен несколькими инновационными функциями, которые еще больше улучшают качество изображения.
Три функции, улучшающие качество визуализации:
1. Огибающая TFM в реальном времени
Усовершенствованный алгоритм обработки данных TFM дефектоскопа OmniScan X3 включает функцию, которая устраняет колебания сигнала на изображении, повышает надежность измерений максимальной амплитуды. Улучшены амплитудные методы определения размеров дефектов и методы их оценки. Функция огибающей TFM также обеспечивает более высокую скорость сбора данных, по сравнению со стандартной качающейся TFM-визуализацией, при этом сохраняя точность амплитуды.
Высокая скорость сбора данных и превосходное качество TFM-изображений
Ниже представлен наглядный пример выявления высокотемпературного водородного растрескивания (HTHA) с использованием огибающей (вверху) и без огибающей (внизу).
На примере четко видно, что дефекты HTHA (при использовании огибающей) получены с более грубым разрешением, чем TFM-изображение с выключенной огибающей, тем не менее показание AF остается ниже стандартного допуска 2 дБ. Более высокая скорость сбора данных (19,5 Гц по сравнению с 10,6 Гц) обусловлена более грубой настройкой разрешения, уменьшающей вычислительную нагрузку. Но, как вы видите, качество изображения от этого не страдает. Более того, эхо-сигналы легче различить на изображении TFM с огибающей.
2. AIM (Карта акустического воздействия)
При использовании типичной системы TFM, мы предполагаем, что область интереса (ROI) полностью покрыта акустическими волнами ПФР. Однако, все переменные, влияющие на акустические свойства, — включая дифракционную картину элементов ПФР, длину акустического пути, коэффициенты пропускания и отражения на границах раздела и характеристики целевого дефекта, — могут влиять на уровень акустического воздействия в пределах ROI.
Для обнаружения прогнозируемых дефектов при хорошем отношении сигнал-шум (ОСШ), дефектоскоп OmniScan X3 оснащен функцией AIM (карта акустического воздействия) .
При создании плана сканирования TFM в дефектоскопе, инструмент моделирования AIM показывает эффективное акустическое воздействие в интересуемой зоне (ROI) для каждого режима распространения (или группы волн). На экранных снимках ниже показаны зоны охвата группами волн TFM; TTL (вверху) и TTTT (внизу.
Четкая цветная карта амплитуд
Цвета карты амплитуд AIM дают четкое представление о зоне покрытия, которое обеспечивают группы волн TFM в интересуемой зоне.
- Красные зоны означают, что ультразвуковой эхо-сигнал очень хороший и колеблется в диапазоне от 0 до –3 дБ относительно максимальной амплитуды.
- Оранжевые зоны варьируются между 3 дБ и −6 дБ от максимальной амплитуды
- Желтые зоны: между −6дБ и −9 дБ
- И так далее…
Данный инструмент позволяет выбрать нужную группу волн TFM для контроля.
3. Сравнение до 4 групп волн на экране
Во время контроля, можно сравнивать до 4-х изображений групп волн на экране дефектоскопа. Сравнение этих групп волн дает дополнительную информацию, которая позволяет легко определить размеры дефектов.
Точное позиционирование курсора означает точное измерение размеров дефектов
Одна группа волн позволяет четко увидеть дифракцию на концах дефекта, другая группа может обеспечить лучшую визуализацию «углового поглотителя» (corner trap), а третья (обычно это группа TTT в случае сварных швов) отображает профиль дефекта в геометрически точном положении.
Используя комбинацию этих групп волн, вы можете более точно разместить измерительные курсоры.
Прибор, которому можно доверять
Комбинация этих функций TFM, а также расширенные возможности фазированной решетки, делают дефектоскоп OmniScan X3 мощным инструментом НК. Основным преимуществом является возможность получения разнородных и содержательных данных, которые позволяют выполнить эффективный и точный контроль.
Узнайте больше о преимуществах FMC/TFM и технологии фазированной решетки, перейдя по ссылкам ниже.
См. также
5 причин перейти на новый OmniScan X3
Часто задаваемые вопросы по TFM
Оставайтесь на связи
