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技术分享 | 比较PAUT和TFM的区别:超声相控阵技术
来源: | 作者:ymssn | 发布时间:2021-10-15 | 58 次浏览 | 分享到:
A1525 Solo 和 A1550 IntroVisor 上的 TFM/SAFT 技术能够在一次扫描中同时使用不同的反向散射算法再现图像以处理收集的数据,从而有助于检测几乎所有具有高质量图像或不同不连续类型的缺陷可以选择显示点、平面或体积等,显示可视化缺陷图像。仪器上预置了两个纵波束探头配置和两个横波束探头配置,新操作员可以快速轻松地对大多数物体进行即时检查,无需太多设置时间以及相控阵超声技术知识和经验。

概述介绍

提供测试件内部可视化的超声波探伤设备在当今的无损检测中得到越来越多的使用和广泛应用。与传统的超声波探伤设备A-Scan相比,技术先进的超声波探伤设备A1550 IntroVisor 超声相控阵和 A1525 Solo 超声相控阵现在可以显示二维图像,各个方面的信息更多。对于当今技术先进的超声波探伤装置,它采用了同时发射和接收的多元阵列换能器。根据工作原理,这些设备可分为三组:

第 1 组 –阵列换能器在测试对象中物理生成预先计算和控制的超声波束的设备,这些设备称为 PAUT

第 2 组 –具有全矩阵数据采集的整体聚焦处理设备,其中阵列探头中的每个元素都被单独触发,所有元素都处于采集模式。在位于近场区域的感兴趣的 ROI 区域收集反馈信号。A1550 IntroVisor超声相控阵 和 A1525 Solo超声相控阵上的测试模式一文中提到这些设备称为TFM/FMC

第 3 组 –使用反向传播散射算法的聚合孔径聚焦处理单元,其中阵列探头中的每个元素也单独发射,并且所有元素都处于在感兴趣的会聚区域收集反馈信号的模式。是在远场区域。A1550 IntroVisor 超声相控阵和 A1525 Solo 超声相控阵上的测试模式一文中提到这些设备称为 TFM/SAFT

技术说明

第一组超声波束的仪器由换能器中的相邻元件按预先计算的顺序产生,这些元件以受控方式进行电子控制,进入材料的某个区域测试周期。扫描是由于元素的电子切换和收敛规则集的变化而发生的。为了获得高质量的图像,PAUT 技术需要多个探头来生成具有不同收敛规则集的多个超声波束,用于单独的发送和接收。这将使 PAUT 设备难以或不可能为整个显示的测试区域提供高保真度和高图像质量。

 

对于第二组和第三组设备,由于一次一个发射超声波,因此对换能器中存在的所有元件同时进行接收。通过设备端全聚焦处理方式,将波形数据和A-Scan数据排列到像素网格空间中,重构为比技术更高质量和保真度的图像。里面:

采用 FMC 技术的 TFM 设备将许多超声波束发射到试件中,没有任何收敛规则,而是有[Modes/Paths] 类型,应选择用于测试数据的收集或分析。因此您应该始终问这个问题 [我需要检测什么样的缺陷?应该在哪里确定残疾的位置?以及检查时会出现哪些缺陷?]这需要多次测试或分析,因为[详细检查中,您无法知道什么类型的缺陷以及它会出现在哪里!]

 

 

通过在A1525 Solo超声相控阵 和 A1550 IntroVisor超声相控阵 上使用 SAFT 技术的 TFM,还将使用反向传播算法以 -50° 至 +50° 的纵波扫描角和 35° 至 80° 的横波扫描角将多个超声波束传输到测试件中。这意味着 [多声道音频链接将用于接收信号。在单声道音频路径的情况下,每个元件的感应对每个接收元件重复进行,并通过开关连接到接收音频路径] 在一次扫描中可以检测到许多不同类型和方向的缺陷。通过这种方法获得的图像被认为是质量最好和最直观的,因为除了整体对焦能力外,它们还具有最大的“信噪比”SNR“信噪比”。 . 这提高了在检测具有粗晶粒材料结构的物体(例如奥氏体不锈钢、双相钢、镍、铬镍铁合金、锌、复合材料、塑料、云母等)的应用中获得的图像对比度。

A1525 Solo 和 A1550 IntroVisor 设备上 TFM/SAFT 技术的另一个亮点是能够了解用户可以从中使用输入的[感兴趣指示处的真实角度和声音路径]。UT 角度检测器通常就在设备上来验证和确认它们。根据上面的结果图像,足部裂纹指示器处的实际角度值为[72°],声程距离为[69.2 mm]。

PAUT 技术和 TFM/SAFT 之间的测试结果

PAUT 缺陷检测超声波设备产生超声波束,扫描测试对象中的线性 - 线性或扇形 - 扇形。PAUT 通常被理解为具有可变和受控角度的相控阵超声换能器。使用了诸如“初始扫描角”-“最终扫描角”-“恒定深度聚焦”-“沿光束恒定范围聚焦”等概念。

在使用 SAFT 复合孔径聚焦技术的 TFM 设备上,声波被聚焦到测试对象显示区域(截面)的所有点,输入角和光束扫描模式光束的术语不适用,因为这些设备使用散射(反向散射)超声波辐射,而不是物理形成或聚焦到特定深度或范围(例如在超声波束中间)的窄波束。散射辐射立即覆盖所有或大部分可视化区域,不会发生“光束”扫描。整体重点是对接收信号阵列进行数字处理的结果。

以下是在用于 PAUT 和 TFM/SAFT A1550 IntroVisor 超声波探伤仪之间测试的样品块上获得的不同类型缺陷的图像。

A – 带有 02 个直径 1.5 mm 孔的样品块

其他厂家的PAUT相控阵设备上的结果

A1525 Solo超声相控阵和A1550 IntroVisor超声相控阵上的测试结果

B – 带有 1.5 mm 直径钻孔的样品块

其他厂家的PAUT相控阵设备上的结果

A1525 Solo超声相控阵和A1550 IntroVisor超声相控阵上的测试结果

C – 底部钻孔直径为 1.8 – 2.3 – 3.0 – 3.6 – 4.2 – 5.0 mm 的样品块

其他厂家的PAUT相控阵设备上的结果

A1525 Solo超声相控阵和A1550 IntroVisor超声相控阵上的测试结果

D – 带有相邻 0.5 mm 直径孔的样品块

其他厂家的PAUT相控阵设备上的结果

A1525 Solo超声相控阵和A1550 IntroVisor超声相控阵上的测试结果

E – 带有 03 个直径为 1.5 mm 和 10 mm 的钻孔的样品块

其他厂家的PAUT相控阵设备上的结果

A1525 Solo超声相控阵和A1550 IntroVisor超声相控阵上的测试结果

结论:

1.  对于相控阵超声设备,PAUT 不能在整个测试对象的可见区域提供高图像质量和可视化,而只能在狭窄的焦点区域附近(例如在恒定范围内)。为了增加显示量,它需要许多具有不同收敛规则集的附加传感器,这增加了成本,许多初始设置以及数据分析,需要操作员的知识和经验,对于刚开始使用 PAUT 设备的操作员,这会限制检查提高生产力的能力。

2.  对于采用 SAFT 技术的 TFM 缺陷检测超声设备,由于探头孔径在显示的测试对象中的每一点都会收敛,因此能够提供高图像质量和直观、高分辨率、最大信噪比、能够沿测试对象的整个深度和宽度检测缺陷,并有助于通过自动超声波控制确保高生产率。

3.  A1525 Solo 和 A1550 IntroVisor 上的 TFM/SAFT 技术能够在一次扫描中同时使用不同的反向散射算法再现图像以处理收集的数据,从而有助于检测几乎所有具有高质量图像或不同不连续类型的缺陷可以选择显示点、平面或体积等,显示可视化缺陷图像。仪器上预置了两个纵波束探头配置和两个横波束探头配置,新操作员可以快速轻松地对大多数物体进行即时检查,无需太多设置时间以及相控阵超声技术知识和经验。


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