Anatomía de la representación Phased Array
A través de esta sección, se proporciona más información sobre cómo se forman las representaciones Phased Array. Se explicará, en particular, los valores de entrada requeridos y su relación con los diversos tipos de visualización Phased Array en función del montaje de sonda real y la pieza que se está inspeccionando. También, se expondrán las vistas A-scan que normalmente se encuentran asociadas a la representación Phased Array.
Consideraciones requeridas para una inspección adecuada
Tal como expuesto previamente, existen muchos factores que deben identificarse para llevar correctamente a cabo cualquier inspección ultrasónica. En pocas palabras, existen características específicas en el material y en la sonda que deben ser calibradas para que el instrumento pueda ejecutar una inspección adecuada.
Material:
- Es necesario determinar la velocidad del material bajo inspección para medir correctamente la profundidad. Tenga especial cuidado cuando seleccione el modo de velocidad adecuado (ya sea longitudinal o transversal). Como recordará, los ensayos de haz recto bajo compresión por lo general usan ondas longitudinales, mientras que la inspección de haz angular usa con mayor frecuencia la propagación de ondas transversales.
- Por lo general, se ingresa información sobre el espesor de la pieza. Esto es particularmente útil en la inspección de haz angular. Permite una medición de profundidad adecuada en relación con la cantidad de saltos en aplicaciones de haz angular.
- Debe tenerse en cuenta el radio de la curvatura al inspeccionar piezas que no son planas. Esta curvatura puede ser contabilizada de modo algorítmico para medir la profundidad de forma más precisa.
Sonda:
- Es necesario conocer la frecuencia para habilitar los parámetros adecuados del generador de impulsos y los ajustes del filtro del receptor.
- Es necesario establecer la compensación cero (Zero Offset) para equilibrar los retardos eléctricos y mecánicos que resulten del acoplamiento, el revestimiento de correspondencia, el cableado y los retrasos electrónicos inducidos a fin de obtener lecturas de espesor adecuadas.
- La respuesta de amplitud proveniente de los reflectores conocidos debe ser configurada y estar disponible como referencia para poder usar las técnicas comunes de dimensionamiento de amplitud.
- Ángulo de entrada del haz acústico en el material bajo inspección.
- En el caso de las sondas Phased Array, es necesario conocer la cantidad de elementos y el paso.
Suela (zapata):
- Velocidad de propagación acústica a través de la suela (zapata).
- Ángulo de incidencia de la suela (zapata).
- Punto de indexación del haz o referencia frontal de la sonda.
- Desplazamiento de altura del primer elemento por ultrasonido multielemento (Phased Array).
En los ensayos de ultrasonido convencional, es necesario considerar todos los pasos anteriores antes de ejecutar la inspección con el fin de lograr resultados adecuados. Dado que una sonda monoelemento se dota de una apertura fija, la selección del ángulo de entrada, la compensación cero y la calibración de la amplitud son específicas para una sola combinación de sonda-suela (zapata). Al cambiar una sonda o su suela (zapata), debe efectuarse una nueva calibración.
Cuando se usan sondas Phased Array, el usuario debe seguir estos mismos principios. La principal ventaja de los ensayos Phased Array es la capacidad para cambiar la apertura, el enfoque o el ángulo de forma dinámica, lo que permite sustancialmente el uso de varias sondas a la vez. Esto imparte la condición adicional de ampliar los requisitos de calibración y configuración en cada estado de sonda Phased Array (comúnmente conocido como ley focal). Esta capacidad no solo favorece mediciones precisas de amplitud y profundidad en toda la secuencia focal programada, sino que también proporciona una visualización precisa y mejorada a través de las representaciones reales que producen los instrumentos Phased Array.
Una de las principales diferencias entre las inspecciones por ultrasonido convencional y ultrasonido multielemento (Phased Array) se produce en la inspección de haz angular. Con el ultrasonido convencional, la entrada de un ángulo de suela (zapata) o una velocidad del material incorrectos provocará errores en la localización del defecto, pero la propagación de la onda básica (y, por lo tanto, el A-scan resultante) no se ve influenciada, ya que se basa únicamente en la refracción mecánica. Sin embargo, en el caso del ultrasonido multielemento (Phased Array), se requiere que la velocidad de la suela (zapata) y del material sean correctas, junto con los valores de entrada de suela (zapata) y sonda, para generar las leyes focales adecuadas a fin llevar una orientación electrónica a través de los ángulos refractados deseados y obtener representaciones sensibles. En instrumentos de mayor rendimiento, las utilidades de reconocimiento de sonda transfieren automáticamente la información crítica de las sondas Phased Array y usan bibliotecas bien organizadas para administrar la selección de los parámetros de suela (zapata).
Por lo general, se deben ingresar los siguientes valores para programar un escaneo Phased Array:
Parámetros de la sonda:
Frecuencia
Ancho de banda
Dimensión
Cantidad de elementos
Paso del elemento
Parámetros de la suela (zapata)
Ángulo de incidencia de la suela (zapata)
Velocidad nominal de la suela (zapata)
Desplazamiento Z = altura en el centro del primer elemento
Desplazamiento de índice X = distancia desde el frente de la suela (zapata) hasta el primer elemento
Desplazamiento de escaneo Y = distancia desde el lado de la suela (zapata) hasta el centro de los elementos
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Configuración de la ley focal>>