Воздействие лучей на секторные сканы ФАР

Оборудование с фазированными решетками позволяет оператору программировать число параметров, влияющих на форму звукового луча и, следовательно, графическое разрешение получаемого изображения.

Представленные ниже развертки показывают эффект увеличения виртуальной апертуры ФР-ПЭП путем возбуждения и группирования элементов. С помощью 64-элементного преобразователя с шагом 0,6 мм, элементы возбуждаются и собираются в группы 4, 8 и 16, отображая боковые просверленные отверстия в контрольном образце. Изображение, полученное самой большой апертурой (16 элементов), намного контрастнее по сравнению с изображением, полученным с помощью более маленьких апертур. Также, большая апертура обеспечивает высокоамплитудный сигнал от отверстий. Разумеется, большие апертуры достигаются только при использовании ПЭП с большим количеством элементов, что не может не отразиться на общей стоимости оборудования.

Другой параметр настройки контроля с использованием фазированных решеток – число программируемых законов фокусировки или угловое приращение при сканировании, которое существенно контролирует количество отдельных областей просмотра, используемых для создания общего изображения. Чем больше законов фокусировки, тем детальнее будет изображение; возможно, в ущерб скорости сканирования и за счет больших энергозатрат. Использование меньшего количества законов фокусировки позволяет сократить энергозатраты, но полученные изображения будут менее четкими.

Так же, как апертура и число законов фокусировки, фокусировка электронного луча (как отмечалось в разделе 2.14) может иметь значительное воздействие на контрастность изображения и амплитуду отражения от дефекта. Сканы ниже представляют несфокусированное (слева) и сфокусированное (справа) изображения (5 МГц) трех боковых просверленных отверстий в контрольном образце из стали.

Пожалуй, самым важным фактором, влияющим на графическое разрешение, является выбор преобразователя. Высокочастотные преобразователи, как правило, обеспечивают лучшее разрешение, по сравнению с низкочастотными преобразователями; в то же время низкочастотные ПЭП имеют лучшие характеристики проникновения в приложениях, где используются длинные пути УЗ или материалы с высоким коэффициентом затухания. На развертках ниже изображена серия боковых просверленных отверстий в стальном образце, полученных с помощью 64-элементного преобразователя 5 МГц (слева) и 16-элементного преобразователя 2 МГц (справа); в обоих случаях используется 16-элементная апертура. Изображение, полученное с помощью преобразователя 5 МГц, значительно контрастнее.

Использование преобразователя на 5 МГц требует более высокого уровня усиления, т.к. затухание в материале усиливается пропорционально частоте. Тем не менее, в большинстве систем ФАР усиление не является ограничивающим фактором.

Перейти к главе 4
Оборудование на фазированных решетках >>