Caratteristiche tecniche Phased Array
Visto che gli strumenti phased array sono caratterizzati da un sistema a multi-elementi, è necessario considerare e valutare delle caratteristiche tecniche supplementari.
Numero di pulsatori: Definisce il numero massimo di elementi che è possibile raggruppare per formare l'apertura attiva o l'apertura virtuale della sonda.
Numero di ricevitori: Definisce il numero di elementi totali che è possibile usare per il sequenziamento delle aperture che permette l'aumento potenziale della copertura d'ispezione da una sola posizione della sonda.
XX:YY: Convenzione di denominazione dove XX = numero di pulsatori e YY= numero di ricevitori. Il numero di ricevitori è sempre superiore o uguale al numero di pulsatori. Gli strumenti da 16:16 a 32:128 sono disponibili in un formato portatile per un uso in campo. Sono disponibili delle combinazioni con più pulsatori e ricevitori per l'ispezione in linea di produzione o per i sistemi che usano delle sonde con numerosi elementi.
Leggi focali: Viene spesso specificato il numero di leggi focali che possono essere combinate per formare un'immagine. In generale, le configurazioni XX:YY più elevate supportano un numero più elevato di leggi focali visto che supportano delle aperture di maggiori dimensioni o un maggior numero di passi nella scansione lineare. Notare che un maggior numero di leggi focali non significa sempre una maggior funzionalità. Nell'esempio riportato di seguito una sonda a 64 elementi effettua una scansione settoriale di tre fori laterali (SDH) da 40 a 70 gradi, confrontando l'orientazione con degli incrementi da 1 grado (30 leggi), 2 gradi (15 leggi) e 4 gradi (7 leggi) su un percorso metallico da 50 mm. Sebbene sia maggiore la definizione dell'immagine con degli incrementi angolari minori, il rilevamento con una risoluzione minore è ugualmente accettabile. Almeno che il diametro del fascio sia estremamente ridotto durante la focalizzazione, non cambierà drasticamente nemmeno il dimensionamento delle immagini.
Di seguito viene riportato il numero di leggi focali necessario per le scansioni lineari con differenti combinazioni d'apertura virtuali della sonda e numero di elementi totali.
Dai dati riportati precedentemente risulta che una configurazione 16:16 usata con le sonde a 16 elementi possono necessitare solamente 30 leggi, mentre una configurazione 16:128 o 32:128 in modalità di scansione lineare con le sonde a 128 elementi possono necessitare 128 leggi focali.
PRF/Frequenza di aggiornamento della schermata:La frequenza di aggiornamento degli strumenti può variare ampiamente da una modalità di visualizzazione ad un'altra. Per le modalità di rappresentazione grafica phased array:
Di seguito viene illustrato un esempio di una sequenza di scansione lineare ridotta con 4 leggi focali con una frequenza di aggiornamento della schermata da 60 Hz.
La frequenza di aggiornamento reale può essere influenzata da altri parametri. La frequenza di aggiornamento dell'A-scan di una singola legge focale varia da uno strumento ad un altro. In alcuni strumenti, la PRF dell'A-scan è limitata dalla frequenza massima di aggiornamento della schermata sia che si tratti dell'immagine phased array o di un A-scan massimizzato. Per questa ragione, in alcune applicazioni potrebbe essere importante verificare la PRF dell'A-scan se deriva dalla sequenza della legge focale in differenti modalità di visualizzazione.
Riconoscimento delle sonde: La capacità di riconoscimento della sonda riduce i tempi di configurazione dello strumento dall'operatore, poiché lo strumento è automaticamente configurato per la forma della sonda e il numero di elementi corretti.
Tipi d'immagine: Negli strumenti phased array sono in genere disponibili le scansioni settoriale e lineare. La capacità di combinare queste modalità di visualizzazione per creare dei C-scan di ampiezza e di profondità, permette di creare delle immagini planari e fornisce degli strumenti supplementari per realizzare il dimensionamento delle indicazioni.
Memorizzazione delle forme d'onda: La capacità di archiviazione delle forme d'onda RF grezze permette di esaminare i dati in modalità di analisi. Questa funzione è particolarmente utile quando si raccolgono i dati su un'ampia superficie.
Supporto multi-gruppo: Gli avanzati strumenti ad ultrasuoni phased array permette il sequenziamento di diversi gruppi di leggi focali mediante una o più sonde collegate allo strumento. Questa funzione è particolarmente utile quando è importante acquisire dei dati volumetrici da analizzare off line. Per esempio, una sonda da 64 elementi da 5 MHz può essere programmata per usare gli elementi 1-16 per una scansione settoriale da 70 gradi, mentre un secondo gruppo può essere usato per effettuare una scansione lineare da 60 gradi con un'apertura da 16 elementi, con un incremento di un elemento su tutta la lunghezza dei 64 elementi.
Encoding: In genere sono disponibili due tipi di strumenti: manuali e con acquisizione mediante encoder.
Uno strumento di rilevamento di difetti phased array manuale funziona come uno strumento di rilevamento di difetti ad ultrasuoni convenzionali, poiché acquisisce dati in tempo reale. Oltre ad un A-scan, lo strumento visualizza degli S-scan o delle immagini di scansione lineare in tempo reale che possono facilitare la ricerca di difetti e l'analisi delle discontinuità. L'utente si orienta principalmente verso questo strumento per la capacità di usare e visualizzare più di un angolo simultaneamente durante un'ispezione. In alcuni casi, come per esempio nel dimensionamento delle cricche, l'immagine può essere usata come strumento per facilitare la misura della profondità della cricca.
Uno strumento di rilevamento di difetti ad ultrasuoni phased array con un'interfaccia dell'encoder combina i dati di posizionamento della sonda, la forma della sonda e le sequenze programmate delle leggi focali per permettere la generazione d'immagini della parte superiore, posteriore e laterale del pezzo ispezionato. Negli strumenti che registrano i dati completi della forma d'onda, è inoltre possibile ricostruire le immagini per generare delle viste delle sezioni trasversali sulla lunghezza della scansione o rigenerare dei C-scan planari a differenti livelli. Queste immagini acquisite con encoder permettono il dimensionamento planare delle indicazioni.
Cursori di riferimento: Gli strumenti sono dotati di differenti cursori che possono essere usati sull'immagine per il dimensionamento in tempo reale. In una scansione settoriale è possibile usare i cursori per la misura dell'altezza delle cricche. È inoltre possibile misurare la dimensione approssimativa delle indicazioni nei C-scan lineari acquisiti con encoder.
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