При контроле пластин, стержней, композитных материалов или труб одним из критериев является производительность. Технология фазированных решеток использовалась в течение довольно долгого времени, заменив обычный ультразвуковой контроль, или ультразвуковой контроль, благодаря своей способности направлять и сканировать акустические лучи на высоких скоростях. Чтобы сократить время цикла и еще больше увеличить производственные возможности, Panther™ от Eddyfi Technologies оснащен расширенными режимами контроля, которые позволяют повысить скорость сканирования по сравнению со стандартным линейным сканированием в десять раз. В этой статье содержится дополнительная информация о режимах контроля, обеспечивающих более высокую производительность.
Типичный контроль пластин, стержней, композитных материалов или труб с использованием технологии фазированных решеток обычно включают электронное сканирование, процесс, который воспроизводит проверку, выполняемую путем ручного перемещения стандартного УЗ-преобразователя. Ультразвуковой луч, который зависит от выбранной апертуры, электронно перемещается по всему датчику. Это позволяет проводить более быстрые проверки и ограничивает механическое смещение.
Электронное сканирование
Электронное сканирование обычно выполняется с помощью одной вспомогательной апертуры, поэтому производительность существенно зависит от количества последовательностей (количества срабатываний), которые система должна выполнить, прежде чем механически перейти к следующему шагу. В то время как Panther имеет довольно высокую частоту повторения импульсов (PRF) 30 кГц, время для выполнения одной последовательности обычно определяется путем прохождения (задержка + диапазон), поскольку система ультразвукового контроля с фазированной решеткой или PAUT должна ждать. ультразвуки распространяются, прежде чем возбуждать другую субапертуру. Задержка и диапазон обычно фиксированы и основаны на высоте водяного слоя или призмы и толщине проверяемой детали.
Итак, основным вариантом повышения производительности является уменьшение количества последовательностей. Panther предлагает два дополнительных режима помимо стандартного электронного сканирования: смешанный режим и сверхбыстрый режим.
Смешанный режим
Смешанный режим представляет собой комбинацию электронного сканирования с параллельным срабатыванием. Вместо того, чтобы стрелять одной субапертурой, Panther может стрелять до восьми субапертур одновременно. Затем эти субапертуры сканируются по части массива так же, как при электронном сканировании. Чем больше количество одновременных параллельных выстрелов, тем выше производительность.
Однако следует обратить внимание на потенциальное взаимодействие между различными лучами, генерируемыми при параллельном включении.
Супер быстрый режим
Режим Super Fast состоит из одновременного запуска всех элементов массива без каких-либо законов задержки, генерирующих большой плоский волновой фронт. Сигналы принимаются на все элементы одновременно благодаря параллельной архитектуре Panther. Затем система реконструирует до восьми виртуальных субапертур параллельно, аналогично смешанному режиму. Преимуществом этого режима является то, что имеется только одна последовательность, обеспечивающая оптимальную производительность.
Следующая анимация показывает различные режимы по времени.
Режим Super Fast выполняется почти мгновенно, так как требуется только одна последовательность. Показанный здесь смешанный режим с тремя субапертурами заканчивается после того, как три субапертуры просканировали массив. Наконец, стандартное электронное сканирование должно последовательно сканировать одну субапертуру по всему массиву.
С точки зрения акустических характеристик три режима сравнивались при обнаружении 1,2-миллиметрового (0,05-дюймового) отверстия с плоским дном в 100-миллиметровой (4-дюймовой) алюминиевой пластине.
На предыдущих изображениях показаны B-сканы и A-сканы, полученные для каждого режима. Линейный и смешанный режимы идентичны по форме и амплитуде сигнала, поскольку субапертура, используемая для смешанного режима, идентична одиночной субапертуре, используемой для электронного сканирования. Для быстрого режима отклик FBH немного больше, а эхо-сигнал от передней поверхности длиннее. Однако с точки зрения обнаруживаемости результат почти такой же, а амплитуда эхо-сигнала FBH почти идентична откликам, полученным при электронном сканировании и смешанном режиме.
С точки зрения производительности между тремя режимами есть большая разница. Предполагая отсутствие паразитного эха, теоретические скорости сканирования, достижимые для каждого режима, отображаются здесь с учетом механического шага в 2 мм, которого обычно достаточно для получения требуемой чувствительности и охвата
Чтобы проиллюстрировать это, в следующем видео показано обнаружение FBH на пошаговом макете с использованием многогрупповой конфигурации, сочетающей группу смешанного режима для контроля вблизи поверхности и сверхбыстрый режим для более глубокой проверки. Проверка проводится в погружении с помощью 128-элементного линейного датчика с частотой 10 МГц, двухосного механического смещения, обеспечиваемого роботом, и Panther 128:128. В видео представлен графический пользовательский интерфейс программного обеспечения при сборе данных, показывающий C-сканы по амплитуде и глубине для каждой группы. Спидометр показывает, что для этой многогрупповой конфигурации достигается скорость сканирования более 750 миллиметров (30 дюймов) в секунду.
Panther обеспечивает все эти режимы изначально и позволяет их комбинировать для обеспечения полномасштабного контроля очень толстых компонентов при высокой скорости сканирования
Признанный одним из ультразвуковых методов с самым высоким разрешением, метод полной фокусировки (TFM) изначально реализован в Panther. С изображениями TFM размером более 1,5 миллиона пикселей в режиме реального времени, TFM предлагает эффективное изображение высокой четкости для лучшего обнаружения дефектов и более легкой характеристики дефектов. На следующем видео показан тот же пошаговый макет, проверенный с помощью TFM.
В то время как расширенные режимы идеально подходят для высокой производительности и распознавания дефектных деталей, TFM обеспечивает оптимальное пространственное разрешение для большей точности размеров и определения характеристик дефектов. Panther предлагает лучшее из обоих миров.
В дополнение к программному обеспечению для сбора данных Panther Eddyfi Technologies предлагает комплект для разработки программного обеспечения (SDK) для настройки программных интерфейсов на основе приложений для полностью автоматизированного решения для контроля:
- Полный контроль в режиме реального времени над программным обеспечением Acquire (удаленный сервер): усиление, усиление с поправкой на время (TCG), гейты, сигналы тревоги, кодеры и т. д.
- Извлечение данных в режиме реального времени (сервер данных)
- Независимость от языка программного обеспечения
- Одна и та же программа для всех аппаратных архитектур Eddyfi Technologies M2M
Panther компактен (300 × 220 × 155 мм/11,8 × 8,7 × 6,1 дюйма), имеет степень защиты IP54 и использует преимущества параллельной и наращиваемой архитектуры (до 16 блоков по 128 каналов, всего 2048 каналов) для обеспечения скорости и требования к разрешению для самых требовательных приложений.
