一種射線成像級(jí)精度的超聲相控陣技術(shù)-全平行通道及TFM

只看該作者 · 2014-11-12 15:42:00

本帖最后由 xioar 于 2014-12-1 13:25 編輯

S掃-扇形掃描是無(wú)損檢測(cè)人員的標(biāo)準(zhǔn)做法，常規(guī)的DDF動(dòng)態(tài)聚焦只能在一個(gè)A掃的聲波方向上進(jìn)行聚焦，我們這次談到的這種TFM全聚焦成像技術(shù)，是在探頭發(fā)射的整個(gè)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行聚焦，全聚焦成像技術(shù)（TFM）通過(guò)特殊的的數(shù)據(jù)采集方法與成像技術(shù)能對(duì)缺陷進(jìn)行非常精確的成像。使得超聲檢測(cè)在缺陷定量及定性上更加的準(zhǔn)確。

全聚焦技術(shù)采用了全矩陣捕捉法（FMC）對(duì)檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。成像結(jié)果更接近“X-射線”型超聲檢測(cè)。回波不用再通過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行辨識(shí)，缺陷輪廓清晰，使缺陷評(píng)估更加容易。成像速度可達(dá)30幀每秒。

世界著名超聲相控陣設(shè)備制造商法國(guó)M2M公司（M2M公司由法國(guó)原子能署（CEA, Atomic Energy Commission）組織成立）歷經(jīng)五年精心設(shè)計(jì)研發(fā)出這款具有TFM技術(shù)的超聲相控陣儀器GEKKO，下面我們具體看看TFM技術(shù)的一些具體應(yīng)用視頻。

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為了能滿足更多的應(yīng)用需求，GEKKO選擇配備了64個(gè)發(fā)射通道與64個(gè)接收通道的全平行通道結(jié)構(gòu)。這樣的硬件配置不但使聚焦設(shè)置有更高的自由度，也使得一些更高級(jí)的檢測(cè)方法成像技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。相對(duì)16或32個(gè)晶片孔徑的設(shè)備，最大孔徑64個(gè)晶片能使探頭在更大的空間范圍上實(shí)現(xiàn)精確的聚焦，在一些厚壁焊縫檢測(cè)應(yīng)用中有更大的優(yōu)勢(shì)。64PR型平行通道配置還讓我們能操控一個(gè)面陣探頭（如8x8，5x12等）進(jìn)行空間三維掃查。在對(duì)一些特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，因結(jié)構(gòu)的限制使得線陣探頭無(wú)法直接檢測(cè)一些方向上的缺陷，此時(shí)面陣探頭的三維掃查則可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。如在檢測(cè)板材對(duì)接焊縫時(shí)，如果焊縫余高未磨平，焊縫中的橫向缺陷則很難使用線陣探頭有效檢測(cè)，面陣探頭三維掃查技術(shù)則可有效解決問(wèn)題。

可以利用GEKKO的全平行特點(diǎn)，來(lái)控制二維面陣探頭進(jìn)行更復(fù)雜的空間多角度掃查。在一些工件中（如焊縫，鐵軌等），缺陷的走向是隨機(jī)的，而探頭能擺放的位置是受限的。面陣探頭則可以對(duì)不同走向的缺陷進(jìn)行有效的檢測(cè)。GEKKO已經(jīng)預(yù)設(shè)值了面陣探頭三維掃查的延遲法則，通過(guò)此法則我們可以激發(fā)多個(gè)扇掃掃查面，各掃查面之間有一定的夾角。用戶可根據(jù)需要設(shè)置扇掃的夾角，扇掃數(shù)量及各扇掃間的夾角。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可同時(shí)實(shí)時(shí)顯示多個(gè)扇掃的掃查結(jié)果。

多個(gè)不同角度的扇掃可以對(duì)缺陷中的橫傷進(jìn)行有效檢測(cè)。

當(dāng)然使用面陣探頭還有更多更復(fù)雜的掃查聚焦方式，這些我們可以通過(guò)CIVA軟件來(lái)進(jìn)行復(fù)雜的聚焦設(shè)置，然后將聚焦法則導(dǎo)入GEKKO中。GEKKO與CIVA之間的數(shù)據(jù)兼容。