聲學模擬圖和靈敏度的概述
OmniScan X3探傷儀的聲學模擬圖(AIM)是一個有助於設置TFM掃描計劃的的軟體工具。 AIM可以為每種音波路徑的組合(音波組)預測音束覆蓋範圍,有助於檢測人員優化TFM掃描計劃,提高檢出率。由於每個AIM都獨立進行歸一化,而且從0到-15 dB的對數波幅標度中顯示,僅透過AIM無法推斷出不同TFM掃描計劃之間的相對聲學靈敏度。為了便於比較,我們將靈敏度指數顯示在AIM的上方。
如何使用AIM靈敏度指數
靈敏度指數就是每個AIM在歸一化之前所具有的最大波幅,並以與接收時預測的電壓波幅成比例的任意單位顯示。通過綜合考慮AIM的信息及其靈敏度指數,用戶可以比較不同TFM檢測設置的聲學靈敏度。
說明示例
在這則應用註釋中,我們透過一個示例說明如何使用AIM提供的信息和靈敏度指數,為特定的檢測選擇適當的TFM檢測模式。

圖1:用於TT-T模式的平面AIM

圖2:用於TL-T模式的平面AIM

圖3:用於TL-L模式的平面AIM

圖4:用於LL-L模式的平面AIM

圖5:用於LT-T模式的平面AIM

圖6:用於TT-L模式的平面AIM

圖7:用於TT-TTT(5T)模式的平面AIM
比較TFM聲波組的靈敏度指數
透過比較這些AIM,我們發現TL-T和TT-TTT(5T)模式可能是最適用於目前檢測方案的兩種模式,因為它們可為扁鋼上表面附近的區域提供最佳聲學覆蓋範圍。比較這兩種模式的靈敏度指標,我們發現5T模式的靈敏度指標為1.83,而TL-T模式的靈敏度指標為0.41。根據這些信息,我們預測5T模式的信噪比(SNR)大約會比TL-T模式好4.5倍。圖8為使用這兩種模式採集的實驗性TFM圖像。

圖8:使用5T模式(圖a)和TL-T模式(圖b)獲得的TFM圖像。圖a)所用的模擬增益是16 dB,圖b)所用的模擬增益是35 dB。
在圖8中,5T和TL-T模式的模擬增益值分別被設置為16 dB和35 dB,這樣可使兩種模式的峰值波幅都達到80%。由此可以看出5T模式的聲學靈敏度優於TL-T模式19 dB(約8倍)。 5T模式TFM圖像中較低水平的背景噪聲也能明顯地說明這點。在實驗中測得的聲學靈敏度與根據AIM靈敏度指數預測的聲學靈敏度之間的差異,可歸因於真實的裂紋與理想的平面反射體之間的偏差。從圖8中,我們還觀察到在表現垂直裂紋使表面斷裂的本質方面,5T模式更為準確,如圖2和圖7中的AIM所預測。
使用AIM選擇適當TFM模式的過程總結
以上示例說明,AIM可以準確地模擬某種給定TFM模式的聲學覆蓋情況,而且靈敏度指數可用於預測不同TFM模式之間的相對聲學靈敏度。
選擇適當TFM模式的過程總結如下:
- 為所有與檢測配置相關TFM模式生成AIM。確保選擇正確的缺陷設置(例如:球形或平面,以及平面缺陷的方向)。
- 選擇TFM模式的一個子集,這個子集相應的AIM需在關注區域提供足夠大的聲學覆蓋範圍。可能需要多種互補的TFM模式來覆蓋關注區域的不同部分。
- 從TFM模式的子集中,選擇具有最高AIM敏感度指數的模式。