Composizione di una schermata phased array

Questa sezione fornisce una panoramica sulla generazione delle immagini phased array. In particolare descrive i necessari tipi di input e le relazioni tra i diversi tipi di schermate phased array in rapporto all'assemblaggio della sonda e al pezzo ispezionato. Questa sezione descrive inoltre gli A-scan associati all'immagine phased array.

Aspetti da considerare per una corretta ispezione

Come menzionato precedentemente, bisogna identificare numerosi fattori per effettuare l'ispezione ad ultrasuoni. In sintesi esistono caratteristiche specifiche del materiale e della sonda da considerare per tarare lo strumento assicurando un'ispezione corretta.

Materiale:

1. La velocità di propagazione delle onde ultrasonore nel materiale deve essere regolato correttamente per poter misurare la profondità. Bisogna assicurarsi di selezionare la modalità corretta (longitudinale o trasversale). Come si ricorderà, l'ispezione mediante onde di compressione con sonde a fasci dritti usa delle onde longitudinali mentre l'ispezione con sonde a fasci angolari usa in genere delle onde trasversali.
2. Viene in genere inserita l'informazione dello spessore del pezzo da ispezionare. Questa informazione è particolarmente utile per l'ispezione con la sonda a fascio angolare. Permette di misurare le misure di profondità corrette in rapporto al numero di semipassi nelle applicazioni con sonde a fascio angolare.
3. Il raggio della curvatura dovrebbe essere configurato per l'ispezione di pezzi non piani. Questa curvatura può essere determinata in modo algoritmico per delle misure di spessore ancora più precise.

Sonda:

1. È necessario conoscere la frequenza per poter configurare correttamente i parametri del trasmettitore e i parametri dei filtri del ricevitore.
2. Bisogna definire lo scarto dello zero per compensare i ritardi meccanico ed elettrico causati dall'accoppiamento, gli strati di protezione, il cablaggio e i ritardi indotti elettronicamente per ottenere delle misure di spessore corrette.
3. È necessario inoltre regolare l'ampiezza dei riflettori noti mantenendoli come riferimento per l'applicazione delle tecniche correnti di dimensionamento mediante l'ampiezza.
4. Angolo di entrata del fascio nel materiale sottoposto ad ispezione.
5. Per le sonde phased array, è necessario conoscere il numero di elementi e il passo.

Zoccolo:

1. Velocità di propagazione delle onde ultrasonore nello zoccolo.
2. Angolo d'incidenza dello zoccolo.
3. Punto dell'indice del fascio o riferimento della parte frontale della sonda.
4. Scarto dell'altezza del primo elemento per il phased array.

Nell'ispezione ad ultrasuoni convenzionali, bisogna effettuare tutte le fasi precedenti per ottenere dei risultati corretti. Visto che una sonda a singolo elemento possiede un'apertura fissa, la selezione dell'angolo di entrata, dello scarto dello zero e della taratura dell'ampiezza sono specifici a una sonda o a una combinazione sonda-zoccolo. Ad ogni cambiamento della sonda o dello zoccolo, è necessario eseguire nuovamente la taratura.

Con le sonde phased array, bisogna seguire gli stessi principi. I principali vantaggi dell'ispezione ad ultrasuoni phased array è la possibilità di cambiare l'apertura, la focalizzazione o la dinamica dell'angolo, permettendo l'uso contemporaneo di diverse sonde. Questo aggiunge la necessità supplementare di estendere le esigenze di taratura e di configurazione a tutti gli stati della sonda phased array (leggi focali). In questo modo sarà possibile ottenere delle misure precise d'ampiezza e di profondità su l'intera sequenza programmata. Inoltre anche la visualizzazione sarà migliorata grazie alle immagini naturali generate dagli strumenti ad ultrasuoni phased array.

Una delle maggiori differenze tra le ispezioni ad ultrasuoni convenzionali e phased array è riscontrabile nell'ispezione a fasci angolari. Con gli ultrasuoni convenzionali, sarà più difficile determinare la posizione di un difetto se si inserisce un angolo dello zoccolo o una velocità di propagazione dell'onda ultrasonora erronei. Tuttavia la propagazione delle onde (e di conseguenza l'A-scan creato) non viene influenzato poiché dipende solamente dalla rifrazione meccanica. Comunque, per gli ultrasuoni phased array, bisogna inserire le corrette velocità di propagazione dell'onda ultrasonora del materiale e dello zoccolo, insieme ai corretti parametri dello zoccolo per ottenere le leggi focali usate per l'orientazione elettronica degli angoli di rifrazione e creare delle immagini precise. Negli strumenti più avanzati, la funzione di riconoscimento automatica della sonda trasferisce automaticamente l'informazione critica e impiega delle librerie organizzate in maniera ottimale per gestire la selezione dei parametri dello zoccolo.

In genere bisogna inserire i seguenti valori per poter programmare una scansione ad ultrasuoni phased array:

parametri sonda:
Frequenza
Larghezza di banda
Dimensioni
Numero di elementi
Passo degli elementi

Parametri dello zoccolo:
Angolo d'incidenza dello zoccolo
Velocità di propagazione nominale nello zoccolo
Scarto Z = Altezza al centro del primo elemento
Scarto sull'asse dell'indice X = Distanza dalla parte frontale dello zoccolo al primo elemento
Scarto sull'asse di scansione Y = Distanza dal lato dello zoccolo al centro degli elementi

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Configurazione delle leggi focali>>