一種射線成像級精度的超聲相控陣技術-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-扇形掃描是無損檢測人員的標準做法，常規的DDF動態聚焦只能在一個A掃的聲波方向上進行聚焦，我們這次談到的這種TFM全聚焦成像技術，是在探頭發射的整個檢測區域內進行聚焦，全聚焦成像技術（TFM）通過特殊的的數據采集方法與成像技術能對缺陷進行非常精確的成像。使得超聲檢測在缺陷定量及定性上更加的準確。

全聚焦技術采用了全矩陣捕捉法（FMC）對檢測區域進行數據采集。成像結果更接近“X-射線”型超聲檢測。回波不用再通過經驗進行辨識，缺陷輪廓清晰，使缺陷評估更加容易。成像速度可達30幀每秒。

世界著名超聲相控陣設備制造商法國M2M公司（M2M公司由法國原子能署（CEA, Atomic Energy Commission）組織成立）歷經五年精心設計研發出這款具有TFM技術的超聲相控陣儀器GEKKO，下面我們具體看看TFM技術的一些具體應用視頻。

http://player.youku.com/player.php/sid/XNzQ2NDEzMTI4/v.swf

http://player.youku.com/player.php/sid/XNzQ2NDA4NTQ0/v.swf

為了能滿足更多的應用需求，GEKKO選擇配備了64個發射通道與64個接收通道的全平行通道結構。這樣的硬件配置不但使聚焦設置有更高的自由度，也使得一些更高級的檢測方法成像技術得以實現。相對16或32個晶片孔徑的設備，最大孔徑64個晶片能使探頭在更大的空間范圍上實現精確的聚焦，在一些厚壁焊縫檢測應用中有更大的優勢。64PR型平行通道配置還讓我們能操控一個面陣探頭（如8x8，5x12等）進行空間三維掃查。在對一些特殊結構進行檢測的時候，因結構的限制使得線陣探頭無法直接檢測一些方向上的缺陷，此時面陣探頭的三維掃查則可實現檢測。如在檢測板材對接焊縫時，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，面陣探頭三維掃查技術則可有效解決問題。

可以利用GEKKO的全平行特點，來控制二維面陣探頭進行更復雜的空間多角度掃查。在一些工件中（如焊縫，鐵軌等），缺陷的走向是隨機的，而探頭能擺放的位置是受限的。面陣探頭則可以對不同走向的缺陷進行有效的檢測。GEKKO已經預設值了面陣探頭三維掃查的延遲法則，通過此法則我們可以激發多個扇掃掃查面，各掃查面之間有一定的夾角。用戶可根據需要設置扇掃的夾角，扇掃數量及各扇掃間的夾角。在進行檢測時，可同時實時顯示多個扇掃的掃查結果。

多個不同角度的扇掃可以對缺陷中的橫傷進行有效檢測。

當然使用面陣探頭還有更多更復雜的掃查聚焦方式，這些我們可以通過CIVA軟件來進行復雜的聚焦設置，然后將聚焦法則導入GEKKO中。GEKKO與CIVA之間的數據兼容。