Das OmniScan X3 Prüfgerät für Phased-Array-Ultraschallprüfungen (PAUT) verfügt über hochmoderne Funktionen für die Erfassung und Verarbeitung von Prüfdaten: die Funktionen Full Matrix Capture (FMC)/Total Focusing Method (TFM). Diese Technologie optimiert Sensorsignale, sodass bei bestimmten Anwendungen schärfere Bilder und zuverlässigere Ergebnisse erzielt werden.
Die FMC- und TFM-Funktion wurden dem OmniScan Prüfgerät nicht einfach nur hinzugefügt, sie wurden auch weiterentwickelt. In diesem Blogartikel werden die drei wichtigsten Verbesserungen der FMC- und TFM-Funktion erläutert. Doch lassen Sie uns zuerst ein paar Grundlagen erklären.
Was ist FMC?
Full Matrix Capture (FMC) ist eine Datenerfassungsmethode, die jede mögliche Sende/Empfangs-Kombination eines Sensor-Arrays erfasst. Anders ausgedrückt, stellt sie alle akustischen Informationen aller Elemente des Phased-Array-Sensors bereit. Beim Senden arbeitet jedes Element individuell, während alle anderen Array-Elemente die zurückkommenden Signale empfangen. Auf diese Weise wird eine Matrix roher A-Bilder erzeugt, die den FMC-Datensatz bildet. Anders als bei der Phased-Array-Erfassung gibt es mit der FMC-Methode mit programmierten Sendemodulierungen keine Zeitverzögerung oder Schallbündelsteuerung.
Was ist TFM?
Mit der Total Focusing Method (TFM) werden die mit der Funktion Full Matrix Capture (FMC) erfassten Prüfdaten verarbeitet. Die TFM-Algorithmen verwenden spezifische Variablen, um die die Menge an rohen A-Bild-Daten im FMC-Datensatz in Wellengruppen zu ordnen. Diese Wellengruppen (oder Ausbreitungsmodi) stehen für einen Schallweg vom Impulsgeber zur Bildpixelposition und zurück zum Empfänger (einschließlich Reflexionen). Die Unterteilung erfolgt nach Wellenart bei jeder Umlenkung des Schallwegs, transversal (T) oder longitudinal (L).
Beim Führen des Sensors über das Prüfteil wird der FMC-Datensatz im OmniScan X3 Prüfgerät erfasst, codiert und mittels TFM verarbeitet.. Die resultierenden TFM-Bilder werden für alle ausgewählten Wellengruppen in Echtzeit angezeigt (bis zu vier Wellengruppen gleichzeitig). Derselbe FMC-Datensatz wird mehrere Male verarbeitet, um verschiedene Rekonstruktionsparameter für eine Weggeberposition zu generieren.
Einfachere Identifizierung der Fehlerausrichtung, sogar für das ungeschulte Auge
Unter bestimmten Bedingungen bietet die TFM äußerst gut fokussierte Bilder von Fehlern an ihrer tatsächlichen geometrischen Position im Prüfteil. Die Wiedergabe hängt allerdings von einigen Faktoren, wie Sensor, Vorlaufkeil, Prüfmethode, Prüfteileigenschaften und Ausbreitungsmodus (oder Wellengruppe) ab. Dies ermöglicht eine einfachere Entschlüsselung der Fehlerposition, z. B. bei einem Bericht an Kollegen, die mit dieser Technologie nicht so vertraut sind.
Ist TFM besser als Phased-Array?
Die Frage Total Focusing Method oder Phased-Array lässt sich nicht eindeutig beantworten. Die FMC/TFM-Technologie bietet viele Vorteile bei einigen Anwendungen, während Phased-Array bei anderen vorteilhafter sein kann. Die beste Option ist ein leistungsstarkes Prüfgerät mit qualitativ hochwertiger Bildverarbeitung, das über beide Technologien verfügt.
Da mittels TFM der gesamte Prüfbereich einheitlich im Fokus ist, kann die Erkennung sehr kleiner Fehler in diesem Bereich, anders als mittels Standard-Phased-Array, verbessert werden. Das heißt, dass die Prüfung mit FMC/TFM langsamer als mit Phased-Array verläuft und die Fokussierung nur im Nahfeld ordnungsgemäß funktioniert. Phased-Array wiederum erzeugt hervorragende Bilder, die denen mit TFM-Qualität ähneln. Eine detaillierte Diskussion der Vor- und Nachteile finden Sie in unserem FAQ über TFM.
Die Erfassung und Verarbeitung von Prüfdaten mittels FMC/TFM mit dem OmniScan X3 wurde durch verschiedene innovative Funktionen ergänzt, die noch bessere Bilder generieren.
Die drei bemerkenswertesten Verbesserungen der Bildverarbeitung sind:
1. Optimiertes TFM-Bild in Echtzeit
Die optimierte TFM-Verarbeitung des OmniScan X3 Prüfgeräts enthält eine Funktion, die die Signaloszillationen im Bild entfernt, die Zuverlässigkeit der Messungen mit maximaler Amplitude verbessert und die Anzeigegenauigkeit erhöht. Fehlerdarstellung und amplitudebasierte Fehlergrößenbestimmung wurden verbessert. Die Funktion für optimiertes TFM-Bild ermöglicht zudem eine schnellere Erfassungsrate als die oszillierende Standard-TFM-Wiedergabe, während die Amplitudentreue beibehalten wird.
Hochwertiger TFM-Bilder bei schneller Erfassungsrate
Überzeugen Sie sich anhand des folgenden Vergleichs: HTHA-Fehler (Wasserstoffversprödung bei hohen Temperaturen) mit aktiviertem (oben) und deaktiviertem (unten) optimiertem TFM-Bild.
Die Abbildung mit aktiviertem optimiertem TFM-Bildund deutlich angezeigtem HTHA-Fehler wurde mit einer gröberen Auflösung als das TFM-Bild mit deaktiviertem optimiertem TFM-Bilderfasst, der Wert der Amplitudentreue bleibt jedoch unter der Standardtoleranz von 2 dB. Die schnellere Erfassungsrate (19,5 Hz im Gegensatz zu 10,6 Hz) wird durch die gröbere Auflösungseinstellung ermöglicht, die die Berechnungslast verringert. Aber wie zu sehen ist, wird die Bildqualität nicht beeinträchtigt. Tatsächlich sind die Echos im TFM-Bild leichter zu unterscheiden.
2. AIM-Simulator (Acoustic Influence Map)
Mit einem typischen TFM-System kann der Prüfer davon ausgehen, dass die gesamte Prüfstelle von den Schallwellen des Sensors erfasst wurde. Doch alle Variablen, wie Beugungsmuster der Sensorelemente, Schallweglänge, Übertragungs- und Reflexionskoeffizienten an den Übergangsflächen und Fehlermerkmale, die die Akustik beeinflussen, können auch den Schallpegel im Prüfbereich beeinträchtigen.
Um sicherzustellen, dass die Fehler mit einem guten Signal-Rausch-Verhältnis erfasst werden, verfügt das OmniScan X3 Prüfgerät über die AIM-Funktion (Acoustic Influence Map).
Bei der Erstellung eines TFM-Prüfplans auf dem Prüfgerät zeigt das AIM-Modulierungswerkzeug den tatsächlichen Schallpegel der Prüfstelle und jedes Ausbreitungsmodus (oder jeder Wellengruppe). Die folgende Bildschirmanzeige zeigt eine Prüfabdeckung unter Verwendung der TFM-Wellengruppe TTL (oben) und TTTT (unten).
Die deutliche Farbzuordnung zeigt die Amplitudenprüfabdeckung
Die Farbzuordnung der AIM-Amplitudenkarte gibt einen deutlichen Hinweis auf die Prüfabdeckung der TFM-Wellengruppen im Prüfbereich.
- Rot markierte Bereiche zeigen, dass das Ultraschallsignal sehr gut ist und zwischen 0 dB und -3 dB entsprechend der maximalen Amplitude variiert.
- Orange markierte Bereiche liegen zwischen 3 dB und -6 dB der maximalen Amplitude.
- Gelb markierte Bereiche liegen zwischen -6 dB und -9 dB.
- Und so weiter...
Dieses Werkzeug hilft bei der Auswahl der geeigneten TFM-Wellengruppen für die Prüfung.
3. Angezeigter Vergleich von bis zu 4 Wellengruppen
Während einer Prüfung können Bilder von bis zu 4 Wellengruppen auf dem Prüfgerät verglichen werden. Der Vergleich dieser Wellengruppen ergibt zusätzliche Informationen, die die Erkennung wie die Fehlergrößenbestimmung erleichtern können.
Präzisere Cursorpositonen ermöglichen eine genauere Fehlergrößenbestimmung
So bietet eine Wellengruppe eine deutlichere Ansicht der Wellenbeugung, eine andere Wellengruppe bietet eine bessere Ansicht komplexer Ecken und eine dritte Wellengruppe (häufig TTT für Schweißnähte) bietet eine Profilansicht des Fehlers beinah an der genauen geometrischen Position.
Diese Kombination von Wellengruppen kann verwendet werden, um Cursor zur Größenbestimmung zuverlässiger zu positionieren.
Unverkennbare Zuverlässigkeit
Die Kombination dieser TFM-Funktionen macht das OmniScan X3 Prüfgerät zu einem leistungsstarken Werkzeug, besonders zusammen mit erweiterten Phased-Array-Funktionen. Der Hauptvorteil ist jedoch, dass umfangreichere und aussagekräftige Daten zur Analyse und zuverlässigere Entscheidungen zur Verfügung stehen.
Weitere Vorteile der FMC- und TFM-Funktion und Phased-Array-Technologie für verschiedene Anwendungen finden Sie unter den folgenden Links.
Ähnliche Artikel
5 Gründe, um zum Prüfgerät OmniScan X3 zu wechseln
Häufig gestellte Fragen zu TFM (FAQ)
Anwendungshinweis: Total Focusing Method zur Verbesserung der Phased-Array-Bildverarbeitung
Kontakt
