Công cụ thực nghiệm xác định độ phân giải lưới khi kiểm tra TFM

Tổng quan

Công cụ Xác minh lưới TFM (TFM Grid Verification), được giới thiệu trong phiên bản phần mềm 6.3 của OmniScan™, giúp đơn giản hóa việc xác minh thông qua thực nghiệm độ phân giải lưới cần thiết và tối ưu khi thực hiện kiểm tra theo Phương pháp lấy nét tổng thể (TFM). Tính năng này cung cấp hỗ trợ bổ sung để tuân thủ các tiêu chuẩn ISO 23865:2021 và ASME BPVC 2023 Phần V.

Bối cảnh và Yêu cầu của các Quy chuẩn

Độ phân giải không gian của một hình ảnh TFM – được xác định bởi khoảng cách giữa các điểm ảnh liền kề hoặc số điểm ảnh trên mỗi milimet – phải đủ mịn để giữ cho các biến thiên biên độ từ một bộ phản xạ nằm trong dung sai chấp nhận được khi vị trí đầu dò dịch chuyển. Duy trì độ nhạy nhất quán giúp đảm bảo rằng các bộ phản xạ nhỏ không bị bỏ sót và kích thước vẫn chính xác trong suốt quá trình kiểm tra.

Biến thiên biên độ tối đa cho một bộ phản xạ nhất định ở một độ phân giải lưới cụ thể được biểu thị thông qua chỉ số Độ trung thực biên độ TFM (ASME – BPVC 2023 Phần V) hoặc chỉ số Ổn định biên độ (ISO 23865:2021), được định nghĩa như sau:

trong đó A_min và A_max là các biên độ đo được tối thiểu và tối đa cho cùng một bộ phản xạ ở một độ phân giải lưới cố định.

Độ trung thực biên độ (hoặc Độ ổn định) chủ yếu bị ảnh hưởng bởi:

• Độ phân giải lưới TFM
• Tín hiệu đầu vào TFM (RF hoặc bao hình)
• Các đặc điểm của đầu dò (tần số trung tâm, băng thông)
• Các đặc tính vật liệu (tốc độ sóng)

Cả hai tiêu chuẩn ISO và ASME đều quy định rằng biến thiên biên độ không được vượt quá 2 dB.

Xác minh Độ trung thực biên độ và Độ phân giải lưới TFM

ASME BPVC 2023 Phần V cho phép xác minh độ trung thực biên độ thông qua tính toán hoặc xác nhận thực nghiệm. ISO 23865:2021 khuyến khích xác minh thực nghiệm và bắt buộc phải đưa kết quả vào các báo cáo kiểm tra.

OmniScan X3 và X4 đã giới thiệu chỉ số Độ trung thực biên độ được tính toán sẵn, chỉ số này vẫn có thể được sử dụng và cung cấp một ước tính thận trọng mà không yêu cầu một quy trình thực nghiệm đầy đủ.

Tuy nhiên, xác nhận thực nghiệm thường có lợi – đặc biệt là khi xác nhận độ phân giải lưới TFM. Cả hai tiêu chuẩn đều khuyến nghị xác nhận kết quả bằng cách sử dụng một khối kiểm tra chứa các lỗ khoan cạnh (SDH) thẳng hàng theo chiều dọc. Công cụ Xác minh Lưới TFM mới trong phiên bản 6.3 cho phép thực hiện xác nhận này bằng cách sử dụng SDH hoặc bất kỳ loại bộ phản xạ nào khác có liên quan đến việc kiểm tra.

Truy cập Công cụ xác minh lưới TFM

Công cụ này có sẵn trong menu Plan & Calibrate > Calibration Tools khi Cấu hình FMC/TFM hoặc PWI/TFM cho một nhóm cụ thể. Lưu ý rằng menu Công cụ hiệu chuẩn không có sẵn khi Cấu hình FMC/PCI.

Cách thức hoạt động

Công cụ xác minh lưới TFM tuân theo các quy trình được khuyến nghị được nêu trong các quy chuẩn ISO và ASME và xây dựng trên các công cụ hiệu chuẩn hiện có như Hiệu chuẩn TCG cho TFM và Hiệu chuẩn vận tốc cho PA. Nó xác minh lưới TFM cho từng bộ phản xạ riêng lẻ bằng cách cho phép người dùng chọn một vùng quan tâm (ROI) và tự động dịch chuyển lưới tái tạo theo các bước tăng nhỏ theo chiều ngang và chiều dọc.

Trước khi bắt đầu quy trình xác minh:

• Cấu hình (các) nhóm TFM của bạn với các tham số mong muốn (mẫu, đầu dò, nêm, tập sóng, vùng tái tạo).
• Đặt đầu dò trên một khối kiểm tra với các bộ phản xạ tham chiếu có khoảng cách thích hợp (ví dụ: một hàng SDH dọc).

Quy trình làm việc

1. Xác định ROI xung quanh một bộ phản xạ duy nhất.
2. Thực hiện xác minh cho bộ phản xạ đó.

Lặp lại các bước này cho từng bộ phản xạ nếu cần.

Các điều khiển có thể sử dụng

• Điều chỉnh khuếch đại: Đặt độ lợi của hình ảnh TFM. Độ lợi không ảnh hưởng đến phép tính.
• Định nghĩa ROI: Xác định ROI bằng cách sử dụng Độ sâu bắt đầu, Độ sâu kết thúc, Chỉ số bắt đầu và Chỉ số kết thúc. ROI phải đủ lớn để tránh các hiệu ứng biên trong quá trình xác minh.
• Quản lý phép đo:
  • Thêm điểm: Bắt đầu phép đo cho ROI đã chọn.
  • Đặt lại: Xóa tất cả các phép đo.
  • Hoàn tất: Lưu và chấp nhận các kết quả xác minh cho nhóm TFM.

Phép đo và Xác minh

Khi một phép đo được thêm vào, quá trình xác minh bắt đầu:

• Lưới TFM dịch chuyển λ/20 theo chiều ngang và chiều dọc (20 bước tăng mỗi hướng), trong đó λ là bước sóng tối thiểu trong nhóm TFM đang hoạt động.
• Đối với mỗi vị trí lưới, một hình ảnh TFM được tái tạo và biên độ tối đa (A) trong ROI được ghi lại.
• Đối với mỗi hướng, biến thể biên độ tối đa trên tất cả các bước tăng được tính toán:

Kết quả đo lường

Sau khi một phép đo hoàn tất, kết quả sẽ xuất hiện trong bảng Phép đo, bao gồm:

• ID phép đo (1–9)
• Vị trí trung tâm ROI (Index, Độ sâu)
• Biến thiên biên độ tối đa tính bằng dB cho các hướng ngang và dọc

Chỉ số Biến thiên tối đa hiển thị biến thể cao nhất từ tất cả các phép đo được ghi lại bất kể hướng nào.

Tính bổ sung với Độ trung thực biên độ ước tính

Trong khi công cụ mới cung cấp xác nhận thực nghiệm, phần mềm trên OmniScan vẫn cung cấp giá trị Độ trung thực biên độ ước tính thông qua menu Cài đặt TFM. Giá trị ước tính này – bắt nguồn từ một mô hình phân tích được xác nhận thực nghiệm – giúp người dùng chọn độ phân giải lưới TFM tối ưu đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn.

Mô hình này tính đến:

• Độ phân giải lưới ngang và dọc
• Tần số trung tâm của đầu dò
• Vận tốc sóng vật liệu (vận tốc chậm nhất dựa trên tập sóng)

Bởi vì mô hình giả định các giá trị biến thiên dọc theo đường chéo lưới (kịch bản xấu nhất cho TFM), các ước tính của nó thường thận trọng hơn so với kết quả thực nghiệm.

Người dùng có thể dựa vào ước tính này cho hầu hết các lần kiểm tra và chuyển sang công cụ xác minh thực nghiệm khi các tiêu chuẩn yêu cầu hoặc khi làm việc với các vật liệu phức tạp như hợp kim hạt thô hoặc vật liệu composite.