Фазово-когерентная визуализация (PCI) — Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Что такое фазовая когерентность?
Ответ: Фаза А-скана относится к частотам, которые создают сигнал в любой заданной точке. Из-за эффектов конструктивной и деструктивной интерференции А-скан может быть описан фазовой частью, которая определяет частоту сигнала, и амплитудной частью. В фазово-когерентной визуализации (PCI) — варианте визуализации методом полного фокуса (TFM) — сравнение фазовой информации между А-сканами и уровнем сходства в их частотных распределениях определяет фазовую когерентность. Чем больше сходство частотных распределений А-сканов, тем выше уровень когерентности.
Вопрос: Как можно использовать фазовую когерентность для выявления дефектов?
Ответ: Поскольку дефекты отражают или преломляют ультразвуковую волну, фаза отраженного от дефектов сигнала будет сосредоточена в небольшой полосе рядом с частотой ПЭП. Напротив, фаза фонового шума не имеет центральной частоты и охватывает широкий диапазон частот. Когда несколько А-сканов возвращают одну и ту же центральную частоту в небольшой полосе в одном и том же месте в зоне TFM, они когерентны. Чем выше уровень когерентности, тем выше уверенность в том, что в этой зоне есть дефект.
Вопрос: Что означает, что PCI является безамплитудным?
Ответ: С PCI, амплитуда сигнала вообще не учитывается при создании изображений TFM. Таким образом, даже в материалах с высоким затуханием или фоновым шумом можно оценить когерентность сигнала, поскольку частотное распределение присутствует даже при низкой амплитуде сигнала.
Вопрос: Сколько времени требуется для создания PCI-изображений?
Ответ: Фазово-когерентная визуализация OmniScan™ X3 64 осуществляется в реальном времени, т.е. PCI-изображения непосредственно отображаются на экране в процессе контроля примерно с той же скоростью, что и обычные изображения TFM. Несмотря на то, что PCI требует дополнительного этапа обработки, это не занимает много времени благодаря мощному высокопроизводительному процессору данных.
Вопрос: Чем PCI отличается от других методов фазовой TFM визуализации?
Ответ: Технология PCI дефектоскопа OmniScan X3 64 (интегрированная в обновление MXU 5.10) позволяет обрабатывать данные в реальном времени в процессе сканирования, поэтому изображения отображаются немедленно. Доступные на данный момент опции фазовой визуализации собирают и хранят все данные FMC, а затем извлекают эту информацию при постобработке. Это приводит к низкой скорости сканирования и подходит только для точечного контроля. С PCI, повышается производительность обработки и скорость сканирования, что позволяет выполнять комплексный контроль с получением изображений высокого качества в режиме реального времени.
Вопрос: Почему небольшие дефекты легче увидеть с помощью PCI?
Ответ: При использовании амплитудных методов некоторые небольшие дефекты по-прежнему видны при правильных условиях, но поскольку амплитуда отраженного сигнала мала, он может быть потерян в фоновом шуме или скрыт другим высокоамплитудным сигналом. Несмотря на малую амплитуду, фаза сигнала, отраженного от этих дефектов, высоко когерентна. С PCI, такая высокая когерентность создает горячие точки, которые легко определить и которые можно использовать в качестве опорных точек для измерения размеров дефектов. Эти горячие точки также могут помочь определить, связана ли трещина с поверхностью объекта, что не всегда возможно увидеть при использовании стандартного TFM.
Вопрос: Почему настройка усиления блокируется при использовании PCI?
Ответ: Усиление не влияет на результат, так как результаты PCI не зависят от амплитуды.
Вопрос: Как настроить сигнал на эталон при использовании PCI?
Ответ: Нет необходимости! Это одно из основных преимуществ PCI; поскольку нет необходимости подстраивать усиление под эталонный отражатель, создание настроек происходит быстрее.
Вопрос: Как понять, какие группы волн TFM использовать с PCI?
Ответ: Для выбора группы волн вы по-прежнему можно использовать инструмент AIM (карта акустического воздействия) в плане сканирования OmniScan X3 64. Колебания амплитуды имеют меньшее значение при использовании PCI, но по-прежнему важно убедиться в адекватном распространении звука в зоне TFM.
Вопрос: Какие типы преобразователей обеспечат лучшую производительность при PCI?
Ответ: Здесь подойдут преобразователи с большим количеством элементов и более высокими частотами. Поскольку PCI основан на статистическом сравнении полученных элементарных А-сканов, чем больше исходных данных доступно, тем больше контраст между когерентными дефектами и некогерентным фоновым шумом (с высокой дисперсией). При использовании маленьких преобразователей вероятность когерентности фонового шума выше. Та же причина применима к низкой частоте ПЭП, при этом более высокие частоты обеспечивают повышенную чувствительность к мелким дефектам.
Вопрос: Можно ли использовать режим разреженного излучения с PCI?
Ответ: Да! Как и в случае с обычным TFM, выбор настройки «Sparse» (разреж.) — баланс между качеством изображения и скоростью сканирования. Для наилучшего качества изображения рекомендуется использовать настройку «Full Matrix» (Полноматрич.), поскольку она предоставляет больше данных для статистического анализа, но для увеличения скорости сканирования можно использовать «Sparse» (Разреж.).
Вопрос: Почему мы увеличиваем напряжение при использовании PCI?
Ответ: Поскольку насыщение сигнала в PCI невозможно, мы можем увеличить напряжение (например, до 160 Vpp), чтобы в полной мере использовать мощность генератора импульсов прибора, тем самым увеличив фоновый шум и улучшив контраст между когерентным и некогерентным сигналами. Вопреки логике традиционных ультразвуковых методов, основанных на амплитуде, результаты PCI улучшаются при большем количестве шума.
Вопрос: Могу ли я одновременно использовать PCI и TFM?
Ответ: Режим PCI применяется ко всем группам одновременно; переключаться между режимами можно в дефектоскопе OmniScan X3 64, не открывая план сканирования.
Вопрос: Как определять размер дефектов с использованием PCI?
Ответ: Измерение размеров дефектов с помощью PCI аналогично TOFD. Вместо идентификации инверсии фазы и размещения курсоров на пиках сигнала, просто определите горячие точки на краях дефектов на виде «с торца» (end view) и поместите курсоры на максимумы.
Подробнее см. в руководстве «Начало работы с PCI».