Häufig gestellte Fragen zu PCI (Phase Coherence Imaging)
Frage: Was bedeutet Phasenkohärenz?
Antwort: Die Phase eines A-Bilds bezieht sich auf die Frequenzen, aus denen das Signal an einem bestimmten Punkt erzeugt wird. Aufgrund der Auswirkungen von konstruktiver und destruktiver Interferenz lässt sich das A-Bild durch den Phasenanteil beschreiben, der die Signalfrequenz und einen Amplitudenanteil vorgibt. Beim Phase Coherence Imaging (PCI), einer Form der TFM-Bildgebung (Total Focus Method) werden die Phaseninformationen zwischen A-Bildern und dem Grad der Ähnlichkeit in ihren Frequenzverteilungen verglichen, was die Phasenkohärenz bestimmt. Je größer die Ähnlichkeit zwischen den Frequenzverteilungen der A-Bilder ist, desto höher ist die Kohärenz.
Frage: Wie kann die Phasenkohärenz zur Fehlererkennung verwendet werden?
Antwort: Da Fehler die Schallwelle reflektieren oder beugen, wird die Phase des zurückgesendeten Signals dieser Fehler in einem kleinen Bereich nah an der Sensorfrequenz zentriert. Die Phase des Hintergrundrauschens hat dahingegen keine Mittenfrequenz und deckt einen großen Bereich ab. Wenn mehrere A-Bilder dieselbe Mittenfrequenz in einem kleinen Bereich an derselben Position im TFM-Bereich zurückgeben, sind sie kohärent. Je höher der Grad der Kohärenz, desto wahrscheinlicher ist es, dass an dieser Stelle ein Fehler vorliegt.
Frage: Was bedeutet es, dass PCI amplitudenfrei ist?
Antwort: Die Signalamplitude spielt bei der Generierung von TFM-Bildern mit PCI keine Rolle. So kann sogar in Materialien mit hoher Schalldämpfung oder Hintergrundrauschen die Kohärenz des Signals beurteilt werden, da die Frequenzverteilung auch bei geringer Signalamplitude gefunden werden kann.
Frage: Wie lange dauert es, bis PCI-Bilder generiert werden?
Antwort: Die PCI-Bildgebung des OmniScan X3 64 Prüfgeräts erfolgt live, sodass die PCI-Bilder während der Prüfung in Echtzeit auf dem Bildschirm angezeigt werden, und zwar ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit wie TFM-Bilder. Auch wenn PCI einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt erfordert, ist der Zeitaufwand aufgrund des leistungsstarken Datenprozessors des Geräts unerheblich.
Frage: Wie unterscheidet sich PCI von anderen phasenbasierten TFM-Bildgebungsverfahren?
Antwort: Die PCI-Technologie des OmniScan X3 64 Prüfgeräts (verfügbar im MXU 5.10 Update) kann Live-Daten während des Prüfvorgangs verarbeiten, sodass die Bilder sofort angezeigt werden. Die wenigen derzeit verfügbaren phasenbasierten Bildgebungsoptionen müssen alle FMC-Daten erfassen und speichern und dann die Phaseninformationen in der Nachbearbeitung extrahieren. Dies führt zu langsamen Prüfgeschwindigkeiten, was sich nur für Stichproben eignet. Die Verarbeitungsleistung von PCI bietet Prüfgeschwindigkeiten, mit denen Sie vollständige Prüfungen durchführen und gleichzeitig eine qualitativ hochwertige Live-Bildgebung erzielen können.
Frage: Warum sind kleine Fehler und Besonderheiten mit PCI leichter erkennbar?
Antwort: Bei amplitudenbasierten Techniken sind bestimmte kleine Fehler unter den richtigen Bedingungen immer noch sichtbar. Doch da ihre zurückgesendete Signalamplitude niedrig ist, kann sie im Hintergrundrauschen verloren gehen oder durch ein anderes Signal mit hoher Amplitude verdeckt werden. Trotz der geringen Amplitude ist die Phase des von diesen Fehlern reflektierten Signals sehr kohärent. In einem PCI-Bild erzeugt diese hohe Kohärenz zwei Endpunkte, die leicht zu beschreiben sind und als Referenzpunkte zur Größenbestimmung verwendet werden können. Diese zwei Endpunkte können auch nützlich sein, um festzustellen, ob ein Riss mit der Prüfteiloberfläche verbunden ist, was bei der Verwendung von konventioneller TFM manchmal nicht erkannt werden kann.
Frage: Warum wird die Verstärkungseinstellung blockiert, wenn PCI verwendet wird?
Antwort: Die Verstärkung hat keinen Einfluss auf das Ergebnis, da die PCI-Ergebnisse unabhängig von der Amplitude sind.
Frage: Wie passe ich unter Verwendung von PCI das Signal an eine Referenz an?
Antwort: Das müssen Sie nicht. Dies ist einer der Hauptvorteile von PCI, denn die Verstärkung muss nicht an einen Referenzreflektor angepasst werden. So wird das Erstellen von Konfigurationen beschleunigt.
Frage: Wie wähle ich eine geeignete TFM-Wellengruppe mit PCI aus?
Antwort: Die AIM-Funktion (Acoustic Influence Map) im OmniScan X3 64 Prüfplan kann weiterhin zur Auswahl von Wellengruppen verwendet werden. Die Amplitudenschwankungen sind bei der Verwendung von PCI geringbedeutend. Dennoch ist es wichtig, auf eine ausreichende Schallbündelverteilung im TFM-Bereich zu achten.
Frage: Welche Sensorarten bieten eine bessere Leistung mit PCI?
Antwort: Größere Sensoren mit mehreren Elementen und höheren Frequenzen funktionieren normalerweise besser. PCI basiert auf einem statistischen Vergleich zwischen den erfassten A-Rohbildern. Je mehr Rohdaten verfügbar sind, desto größer ist der Kontrast zwischen den kohärenten Fehlern und dem inkohärenten (sehr variierendem) Hintergrundrauschen. Bei kleinen Sensoren besteht eine größere Wahrscheinlichkeit für Kohärenz im Hintergrundrauschen. Das gleiche gilt für eine niedrige Sensorfrequenz, wobei höhere Frequenzen eine erhöhte Empfindlichkeit für kleinere Fehler bieten.
Frage: Kann der Sparse-Impuls-Modus mit PCI verwendet werden?
Antwort: Auf jeden Fall! Wie bei konventioneller TFM ist die Auswahl der Sparse-Einstellung von Bildqualität und Prüfgeschwindigkeit ausgeglichen. Für die beste Bildqualität wird die Einstellung Full Matrix empfohlen, da sie mehr Daten für die statistische Analyse bietet, aber Sparse kann verwendet werden, um die Prüfgeschwindigkeit zu erhöhen.
Frage: Warum wird die Spannung mit PCI erhöht?
Antwort: Da es unmöglich ist, das Signal in PCI zu sättigen, können wir die Spannung erhöhen (z. B. auf 160 Vpp), um die Impulsleistung des Geräts vollständig zu nutzen, wodurch das Hintergrundrauschen erhöht und der Kontrast zwischen den kohärenten und inkohärenten Signalen verbessert wird. Im Gegensatz zur Logik herkömmlicher amplitudenbasierter Ultraschallprüftechniken werden die PCI-Ergebnisse durch mehr Rauschen verbessert.
Frage: Können PCI und TFM gleichzeitig verwendet werden?
Antwort: Der PCI-Modus gilt für alle Gruppen gleichzeitig, aber das Umschalten zwischen den Modi kann auf dem OmniScan X3 64 Prüfgerät durchgeführt werden, ohne in den Prüfplan wechseln zu müssen.
Frage: Wie sollten Fehler bei der Verwendung von PCI gemessen werden?
Antwort: Die Größenbestimmung von Fehlern mit PCI erfolgt wie mit TOFD. Anstatt die Phaseninversion zu identifizieren und die Cursors auf die Signalmaxima zu positionieren, identifizieren Sie einfach die Endpunkte der Fehler in der Endansicht und positionieren Sie die Cursors auf die Maxima.
Weitere Informationen finden Sie in unserem Leitfaden: Einführung in die PCI-Prüftechnik.