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藏匿缺陷,显露无遗!全聚焦方式成像功能,令人信服!

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TFM/FMC

当检测人员检测工件以找到缺陷时,很容易陷入自我怀疑的误区。检测人员的判断失误会在时间和金钱上造成重大损失。在进行缺陷表征时,如果高估了缺陷的严重性,就可能会花费昂贵的成本进行不必要的挖掘和维修工作。如果低估了缺陷的严重性,则可能会导致灾难性故障的发生。毋庸置疑,准确评估缺陷的压力像一座大山一样沉重地压在检测人员的肩头。

全聚焦方式(TFM)处理包络功能

OmniScan X3探伤仪鲜明清晰的图像可以呈现明确的检测数据。借助这种图像,检测人员可以更加充满信心地对缺陷指示做出正确的判读。得益于OmniScan X3探伤仪的全矩阵捕获(FMC)和全聚焦方式(TFM)技术,检测人员不仅可以更清晰地看到缺陷,而且还可以了解缺陷在工件中更准确的位置。这款仪器中一个被称为“包络”的高级功能进一步提升了已经非常强大的全聚焦方式(TFM)处理性能。

启用了包络功能后,OmniScan X3仪器在使用包络功能进行探测之前,仪器软件的全聚焦方式(TFM)算法既会提取信号的真实分量,也会提取信号的理论分量,并将两者结合起来完成计算。这种处理方式有助于确保不丢失数据,可清除噪声和伪影,还可以对图像进行微调。在所生成的图像中,缺陷的聚焦程度更高,因而更容易对缺陷的形状和大小进行表征。

包络功能关闭时,在缺陷信号上可以看到重建伪影

包络功能关闭时,在缺陷信号上可以看到重建伪影

包络功能开启时,所获得的全聚焦方式(TFM)重建图像更清晰、更鲜明,波幅增加了,且没有丢失数据。

包络功能开启时,所获得的全聚焦方式(TFM)重建图像更清晰、更鲜明,波幅增加了,且没有丢失数据。

如果全聚焦方式(TFM)包络图像这么好,为什么还要将其关闭?

了解到包络功能可以这么大幅提升OmniScan X3仪器图像的质量,您可能想知道为什么检测人员有时候还会选择关闭这个功能?这里有两个主要原因,其中的一个比另一个更容易理解。

第一个原因与检测性能相关。通过启用包络功能而获得高质量图像所需的处理能力,会消耗仪器的脉冲重复频率(PRF),换句话说,会降低仪器发射和接收超声信号的速度。采集速率降低会减慢仪器的扫查速度。

不过,对此有一个解决办法。通过对全聚焦方式(TFM)栅格分辨率和每个波长的点数(纵波的“pts/λL”参数,横波的 “pts/λT”参数)设置进行几次细微的调整,就可以提高采集速率,甚至可使其比以前更快。

通过包络功能保持优质的图像而无需降低采集速率

由于包络处理功能非常强大,因此,与标准的全聚焦方式(TFM)图像相比,栅格分辨率的降低(变得较差)不会对包络图像的质量有太大的影响。当栅格分辨率降低时,每个波长的点数(pts/λ)也会相应降低。由于分辨率降低,所需的处理能量也会减少,因此反而会使采集速率回升,在某些情况下,采集速率还会增加一倍以上。

包络功能开启时,所获得的全聚焦方式(TFM)重建图像更清晰、更鲜明,波幅增加了,且没有丢失数据。

包络功能启用时,使用较粗的栅格分辨率设置:此全聚焦方式(TFM)栅格的点数为2.9 pts/λL。结果是增加了脉冲重复频率(PRF),或采集速率,但是图像却没有明显的失真现象。

通常,在超声检测中,每个波长的点数越高,分辨率越好,因而图像质量越好,但是全聚焦方式(TFM)包络的性能颠覆了这一概念。即使在降低了分辨率和每个波长的点数(pts/λ)后,包络功能依然可以继续提供高质量的图像。

全聚焦方式(TFM)包络对波幅保真度和栅格分辨率的影响

每个波长的点数(pts/λ)是保持可接受的波幅保真值的一个重要因素。检测规范,如:ASME新添的全聚焦方式(TFM)附录,要求波幅保真值保持在约2 dB或更低的稳定水平。

如果不使用包络,要保持能获得细栅格分辨率的2分贝波幅保真值,需要大约7 pts/λ的比率。但是如果启用了包络功能,则确保可以探测到缺陷的最小波幅保真值所需的安全比率可降为2 pts/λ。但是,为了持续获得与包络相关的高质量图像,通常需要设置大约3 pts/λ的比率。

在启用包络功能时,可以使用更粗的栅格分辨率,因为处理算法使用实际信号和理论信号两种分量进行计算。可以通过阅读应用注释:“OmniScan X3探伤仪通过使用波幅保真值确定全聚焦方式(TFM)栅格分辨率的方法”,了解更详细的信息。

随着经验的增加,操作人员会对全聚焦方式包络功能更有信心

对栅格分辨率稍做调整,就可以使用包络功能,而且还可以获得较高的采集速率。不过,仍有一个障碍需要克服,这也是一些检测人员可能不会选择使用包络功能的第二个原因:全聚焦方式(TFM)是一项较新的技术,他们对这项技术可能还不太熟悉,而包络功能是在TFM之后开发的一项更新的技术。操作人员可能需要多次亲自尝试使用包络功能之后,才会最终相信包络功能的强大性能。

请一定要记住,包络功能不会丢失数据信息。相反,得益于包络功能的重建效应,来自缺陷的信号响应反而会得到加强。

全聚焦方式(TFM)包络功能可以持续提供更清晰的缺陷图像

在我们自己的实验性检测中,再一次证明了包络功能可以增强全聚焦方式(TFM)图像的效果:图中的缺陷更加清晰鲜明。要探测到那些通过标准相控阵技术通常难以发现和表征的微小缺陷,这个功能具有显著的优势,如:高温氢致缺陷(HTHA)。

包络功能开启时,所获得的全聚焦方式(TFM)重建图像更清晰、更鲜明,波幅增加了,且没有丢失数据。

OmniScan X3探伤仪在启用了包络处理功能时采集到的早期高温氢致缺陷的全聚焦方式图像的示例

高温氢致缺陷(HTHA)是一种隐藏性很强的腐蚀缺陷,高温下的钢材料如果接触到氢元素就可能逐渐生发出这种缺陷,如:炼油厂或石化厂的箱罐或管道。使用全聚焦方式(TFM)成像功能,检测人员可以确认他们对存在早期高温氢致缺陷的怀疑是否正确,从而可以采取措施,避免故障的发生。

正如大多数创新性技术一样,图像说话,眼见为实,也是全聚焦方式包络功能的目标

检测人员使用包络功能可以看到实际被测工件的动态包络图像,而图像中所呈现的实证性检测数据不容质疑。人们只有亲眼见证,才能打消疑虑,这也是许多非凡的创新技术得以问世的驱动力。

请联系您所在地的奥林巴斯销售代表,了解有关包络功能和创新性全聚焦方式(TFM)解决方案的更详细信息。或者,登录以下网站:www.olympus-ims.com/phasedarray/omniscan-x3,了解更多信息,或填写请求演示表格。

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Senior Product Manager, OmniScan Products

Tommy has worked for Olympus (formerly R/D Tech) for over 19 years. Prior to his current position as Senior Product Manager for the OmniScan product line, he worked as Product Manager for other in-service portable NDT product lines, including OmniScan ECA, MS-5800, NORTEC, and BondMaster. Throughout his career, Tommy has contributed to the development of probes and applications, worked to improve existing products, and has performed numerous trainings.

十一月 7, 2019
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