知識課堂| OmniScan X3探傷儀性能的3個首要FMC/TFM功能!
2020-11-23 儀器信息網OmniScan X3相控陣超聲（PAUT）探傷儀的標準配置包含被稱為全矩陣捕獲/全聚焦方式（FMC/TFM）的高級數據採集和處理功能。這項技術可以優化探頭的信號，有助於在某些應用中提高圖像的質量，提供更可靠的結果。
我們不僅僅將全矩陣捕獲/全聚焦方式（FMC/TFM）添加到了OmniScan探傷儀中，我們還使其發揮出更高的性能。在這裡，我們將要對加強了全矩陣捕獲/全聚焦方式（FMC/TFM）性能的3個首要功能進行討論。不過，首先我們要說明一下全矩陣捕獲/全聚焦方式（FMC/TFM）的基本知識。
全矩陣捕獲（FMC）是一種可以獲得探頭的每種可能的傳輸和接收組合信息的數據採集策略，換言之，全矩陣捕獲（FMC）功能可以獲得由相控陣探頭的所有晶片提供的完整的聲學信息。每個晶片被單獨觸發，同時陣列中所有其他晶片會接收或「偵聽」到返回的信號。這樣就會生成一個初級A掃描矩陣，其中被關注區域中的每個像素都是一個焦點。與相控陣採集不同的是，全矩陣捕獲不會通過使用編制的聚焦法則來實現時間延遲或聲束偏轉。
全聚焦方式（TFM）是一種使通過全矩陣捕獲（FMC）方式獲得的數據變得可以解讀的處理過程。全聚焦方式算法使用特定的變量將信息豐富的A掃描數據分類為不同的聲波組。這些聲波組（或傳播模式）代表超聲波傳播的路徑：從發射器到一個圖像像素，再返回到接收器（包含多次反射），每段直線聲程由其聲波類型定義：橫波（T）或縱波（L）。 當探頭沿著工件進行掃查時，全矩陣捕獲（FMC）數據被記錄在OmniScan X3探傷儀中，並被編碼，與此同時，全聚焦方式（TFM）功能會對全矩陣捕獲（FMC）數據進行處理，並將每個聲波組的結果實時顯示在屏幕上（一次最多顯示四個聲波組）。同一組全矩陣捕獲（FMC）數據可以被多次重複處理，以生成不同的重建參數。 在某些條件下，全聚焦方式（TFM）視圖可以呈現出缺陷處於工件中真實幾何位置的高度聚焦的圖像。而缺陷幾何位置的真實程度取決於多個因素，其中包括探頭和楔塊、掃查方式和所使用的傳播模式（或聲波組）。如果您需要向不太熟悉這項技術的同事報告有關檢測的情況，藉助這種視圖幫助他們分辨缺陷幾何方向的工作就會變得更加容易。即使未經培訓的人員，也可以更容易地辨別缺陷的方向
全聚焦方式與相控陣技術孰優孰劣還尚未有定論。在某些應用中，FMC/TFM技術具有很多優勢，而在另一些應用中，相控陣技術則可能更具優勢。擁有一臺可以使用這兩種技術進行檢測並可提供高質量圖像的高性能儀器，是您的理想選擇。 由於全聚焦方式（TFM）可以毫無差別地聚焦所有的位置，因此可以大大提高探測到那些標準相控陣技術幾乎不可能發現的微小缺陷的能力。儘管如此，FMC/TFM檢測的掃查速度要比相控陣檢測慢，而且只可在近場聚焦。相控陣也可以生成出色的圖像，且圖像質量通常與全聚焦方式（TFM）提供的圖像不相上下。我們在有關全聚焦方式（TFM）的常見問題解答中逐點詳細地介紹了其優點和缺點。 OmniScan X3探傷儀的FMC/TFM採集和處理功能具有多種可以進一步提高圖像質量的創新特性。 以下是其3個可以提高成像質量的最顯著的特性： OmniScan X3探傷儀的高級全聚焦方式（TFM）處理功能所包含的實時TFM（全聚焦方式）包絡特性，是通過將與TFM重建相關的單個波紋合併在一起的方法，提高所生成圖像的清晰度。實時TFM包絡還可以降低重建偽影的影響。 啟用包絡功能後，甚至非常細小的缺陷，如：高溫氫致（HTHA）缺陷，也會變得更加顯著。以下圖像為啟用（左圖）和未啟用（右圖）包絡功能時所顯示的高溫氫致缺陷。 圖像清晰地表明探測高溫氫致缺陷所使用的是一個固定或靜止的探頭和一個L-L聲波組，這就是使用TFM功能生成真實反映缺陷在工件中幾何位置圖像的理想條件。 在使用典型的TFM系統時，我們可以假定關注區域（ROI）會被探頭所發出的聲波完全覆蓋。但是，有一些變量，如：工件厚度、聲速和探頭頻率等，會影響關注區域內的聲學探測水平。 為了確保使用優質信噪比（SNR）探測到目標缺陷，我們為OmniScan X3探傷儀配備了一種被稱為聲學影響圖（AIM）的功能。 當我們在探傷儀中創建全聚焦方式（TFM）掃查計劃時，聲學影響圖（AIM）建模工具會為我們顯示每個傳播模式（或聲波組）在關注區域（ROI）中的有效聲學影響。在下面的屏幕截圖中，我們可以看到 TT-L（上圖）和TT-TT（下圖）兩個TFM聲波組可以覆蓋的範圍。 聲學影響波幅圖的顏色清楚地表明了TFM聲波組在關注區域（ROI）中所覆蓋的範圍。 紅色區域表示超聲響應非常好，超聲響應與最大波幅的距離在0 dB到?3 dB之間。 橙色區域的超聲響應與最大波幅的距離在3 dB到?6dB之間。 黃色區域的超聲響應與最大波幅的距離在?6dB到?9 dB之間。 以此類推。 這個工具有助於用戶選擇適當的TFM聲波組進行檢測。 在檢測過程中，我們可以在分析儀的屏幕上對多達4個聲波組進行比較。對聲波組進行比較可以獲得一些補充信息，從而可以簡化某些探測任務，如：對缺陷的定量。 通過一個聲波組，我們可能會更清楚地觀察到端部衍射的情況，而通過另一個聲波組，我們可能會更好地觀察到圓角凹陷的區域，而第三個聲波組（通常是焊縫檢測中的TT-T聲波組）可能會使我們在近乎真實的準確幾何位置上看到缺陷的輪廓。 藉助這些聲波組視圖所提供的綜合信息，我們可以更加充滿信心地將定量光標放置在適當的位置。1. 實時TFM（全聚焦方式）包絡
使細小的缺陷「躍然」屏幕之上
2. AIM（聲學影響圖）模擬器
顯示波幅覆蓋範圍的清晰彩色圖像
3. 在屏幕上對最多4個聲波組進行比較
光標放置的位置越精確，缺陷定量的結果就會越準確
OmniScan X3探傷儀對這些TFM功能的綜合使用，特別是在將TFM功能與其高級相控陣功能一起使用時，會即刻變身為一款性能強大的檢測工具。這款分析儀的主要優勢在於可為用戶提供更加多樣化、更為翔實的數據，從而有助於用戶確認自己的分析過程，並更加充滿信心地呈交檢測結果。
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