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2020-04-23 17:51

OmniScan X3探伤仪性能的3个首要FMC/TFM功能!

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       OmniScan X3相控阵超声(PAUT)探伤仪的标准配置包含被称为全矩阵捕获/全聚焦方式(FMC/TFM)的高级数据采集和处理功能。这项技术可以优化探头的信号,有助于在某些应用中提高图像的质量,提供更可靠的结果。
 

       我们不仅仅将全矩阵捕获/全聚焦方式(FMC/TFM)添加到了OmniScan探伤仪中,我们还使其发挥出更高的性能。在这里,我们将要对加强了全矩阵捕获/全聚焦方式(FMC/TFM)性能的3个首要功能进行讨论。不过,首先我们要说明一下全矩阵捕获/全聚焦方式(FMC/TFM)的基本知识。
 

什么是全矩阵捕获(FMC)? 

全矩阵捕获(FMC)是一种可以获得探头的每种可能的传输和接收组合信息的数据采集策略,换言之,全矩阵捕获(FMC)功能可以获得由相控阵探头的所有晶片提供的完整的声学信息。每个晶片被单独触发,同时阵列中所有其他晶片会接收或“侦听”到返回的信号。这样就会生成一个初级A扫描矩阵,其中被关注区域中的每个像素都是一个焦点。与相控阵采集不同的是,全矩阵捕获不会通过使用编制的聚焦法则来实现时间延迟或声束偏转。

 

什么是全聚焦方式(TFM)?

全聚焦方式(TFM)是一种使通过全矩阵捕获(FMC)方式获得的数据变得可以解读的处理过程。全聚焦方式算法使用特定的变量将信息丰富的A扫描数据分类为不同的声波组。这些声波组(或传播模式)代表超声波传播的路径:从发射器到一个图像像素,再返回到接收器(包含多次反射),每段直线声程由其声波类型定义:横波(T)或纵波(L)。

当探头沿着工件进行扫查时,全矩阵捕获(FMC)数据被记录在OmniScan X3探伤仪中,并被编码,与此同时,全聚焦方式(TFM)功能会对全矩阵捕获(FMC)数据进行处理,并将每个声波组的结果实时显示在屏幕上(一次最多显示四个声波组)。同一组全矩阵捕获(FMC)数据可以被多次重复处理,以生成不同的重建参数。

 

即使未经培训的人员,也可以更容易地辨别缺陷的方向 

在某些条件下,全聚焦方式(TFM)视图可以呈现出缺陷处于工件中真实几何位置的高度聚焦的图像。而缺陷几何位置的真实程度取决于多个因素,其中包括探头和楔块、扫查方式和所使用的传播模式(或声波组)。如果您需要向不太熟悉这项技术的同事报告有关检测的情况,借助这种视图帮助他们分辨缺陷几何方向的工作就会变得更加容易。

全聚焦方式(TFM)是否优于相控阵技术? 

全聚焦方式与相控阵技术孰优孰劣还尚未有定论。在某些应用中,FMC/TFM技术具有很多优势,而在另一些应用中,相控阵技术则可能更具优势。拥有一台可以使用这两种技术进行检测并可提供高质量图像的高性能仪器,是您的理想选择。

由于全聚焦方式(TFM)可以毫无差别地聚焦所有的位置,因此可以大大提高探测到那些标准相控阵技术几乎不可能发现的微小缺陷的能力。尽管如此,FMC/TFM检测的扫查速度要比相控阵检测慢,而且只可在近场聚焦。相控阵也可以生成出色的图像,且图像质量通常与全聚焦方式(TFM)提供的图像不相上下。我们在有关全聚焦方式(TFM)的常见问题解答中逐点详细地介绍了其优点和缺点。

OmniScan X3探伤仪的FMC/TFM采集和处理功能具有多种可以进一步提高图像质量的创新特性。

以下是其3个可以提高成像质量显著的特性:

1. 实时TFM(全聚焦方式)包络

OmniScan X3探伤仪的高级全聚焦方式(TFM)处理功能所包含的实时TFM(全聚焦方式)包络特性,是通过将与TFM重建相关的单个波纹合并在一起的方法,提高所生成图像的清晰度。实时TFM包络还可以降低重建伪影的影响。

使细小的缺陷“跃然”屏幕之上

启用包络功能后,甚至非常细小的缺陷,如:高温氢致(HTHA)缺陷,也会变得更加显著。以下图像为启用(左图)和未启用(右图)包络功能时所显示的高温氢致缺陷。


 

图像清晰地表明探测高温氢致缺陷所使用的是一个固定或静止的探头和一个L-L声波组,这就是使用TFM功能生成真实反映缺陷在工件中几何位置图像的理想条件。

2. AIM(声学影响图)模拟器

在使用典型的TFM系统时,我们可以假定关注区域(ROI)会被探头所发出的声波完全覆盖。但是,有一些变量,如:工件厚度、声速和探头频率等,会影响关注区域内的声学探测水平。

为了确保使用优质信噪比(SNR)探测到目标缺陷,我们为OmniScan X3探伤仪配备了一种被称为声学影响图(AIM)的功能。

当我们在探伤仪中创建全聚焦方式(TFM)扫查计划时,声学影响图(AIM)建模工具会为我们显示每个传播模式(或声波组)在关注区域(ROI)中的有效声学影响。在下面的屏幕截图中,我们可以看到 TT-L(上图)和TT-TT(下图)两个TFM声波组可以覆盖的范围。


显示波幅覆盖范围的清晰彩色图像

声学影响波幅图的颜色清楚地表明了TFM声波组在关注区域(ROI)中所覆盖的范围。

这个工具有助于用户选择适当的TFM声波组进行检测。

3. 在屏幕上对最多4个声波组进行比较

在检测过程中,我们可以在分析仪的屏幕上对多达4个声波组进行比较。对声波组进行比较可以获得一些补充信息,从而可以简化某些探测任务,如:对缺陷的定量。

光标放置的位置越精确,缺陷定量的结果就会越准确

通过一个声波组,我们可能会更清楚地观察到端部衍射的情况,而通过另一个声波组,我们可能会更好地观察到圆角凹陷的区域,而第三个声波组(通常是焊缝检测中的TT-T声波组)可能会使我们在近乎真实的准确几何位置上看到缺陷的轮廓。

借助这些声波组视图所提供的综合信息,我们可以更加充满信心地将定量光标放置在适当的位置。

OmniScan X3探伤仪对这些TFM功能的综合使用,特别是在将TFM功能与其高级相控阵功能一起使用时,会即刻变身为一款性能强大的检测工具。这款分析仪的主要优势在于可为用户提供更加多样化、更为翔实的数据,从而有助于用户确认自己的分析过程,并更加充满信心地呈交检测结果。

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