技術情報
ビーム効果の概要
フェイズドアレイ探傷装置では、ユーザーにより超音波ビームの形状及びグラフィック画像の解像度に影響を与える多くのパラメーターをプログラミングすることが出来ます。
下のスキャン画像は、振動素子の励振タイミングをグループ単位で制御して形成されるバーチャルアパーチャを増減させることによる変化を紹介しています。０．６ｍｍ（０．０２４インチ）ピッチで配列された６４振動素子入りのプローブを使用し、振動素子の励振タイミングを４個、８個、１６個のグループ単位で制御すると同時に、試験片のドリル加工穴（横穴）の画像を生成します。最大のアパーチャ(１６振動素子) はより小さいアパーチャ４振動素子、８振動素子）と比べて、より鮮明な画像を生成し、ターゲット穴から最大振幅を受信しています。勿論、最大のアパーチャは多数の振動素子が入った探触子だけしか実現出来ません。そのようなフェイズドアレイ探触子は高価であり、その探触子を駆動するために通常高価な探傷装置を必要とします。
フェイズドアレイ探傷のセットアップ行う際のもう一つのパラメーターは、プログラム化されたフォーカルロウの数もしくは１スキャンに含まれる角度成分の数です。その数が画像生成に使用される個別の A－スキャン画像数を効果的に制御することになります。一般的にフォーカルロウの数が多い程より詳細な画像を生成できますが、探触子の走査速度が遅くなり、と電力消費量が増加する可能性あります。フォーカルロウの数が少ないと云うことは画像がより速く更新され、電力消費は抑えられますが、その結果画像は鮮明さを失います。
アパーチャとフォーカルロウの数と同様に、電子制御による超音波ビームの集束（２．１４章で説明）は画像の鮮明さ及びターゲット部位からの反射エコーの振幅に大きな影響を与える可能性があります。下のスキャンはスチール製の基準ブロックのドリル加工穴（横穴）３個を周波数 5 MHz のリニアアレイ探触子で探傷した画像（左側は非集束ビームによる画像、右側は集束ビームによる画像）を表示しています。
画像解像度に影響を与える最も基本的な要素は、探触子の選択です。高周波数の探触子は、低周波数の探触子と比べて通常高い解像度を示します。一方、ビーム路程が非常に長いアプリケーション超音波ビームの減衰や散乱が大きい材料のアプリケーションでは低周波数の方が透過性の面で優れています。下のスキャンはスチール製試験片の一連のドリル加工穴（横穴）の画像です。これらの画像は５ＭＨｚ、６４振動素子が入ったプローブ（左側）と２ＭＨｚ、１６振動素子が入ったプローブ（右側）で生成されています。アパーチャは、両画像共に１６振動素子の固定アパーチャを使用してセクタースキャンを行っています。画像は５ＭＨｚの方が著しく鮮明です。
どんな物質でも減衰は周波数に比例して増加する為、５ＭＨｚでの検査は２ＭＨｚ以上に高いゲイン・レベル（感度レベル）を必要とします。しかし、フェイズドアレイを利用したシステムでは多くの場合ゲインは制約要素でありませ
続きを読む 4.0
フェイズドアレイ機器の使用 >>
