AIM(Acoustic Influence Map) 및 감도 지수 개요
OmniScan™ X3 결함 검출기에 도입된 AIM(Acoustic Influence Map)은 TFM(Total Focus Method) 스캔 도면 설정에 유용한 소프트웨어 지원 도구입니다. AIM은 파형 전파 경로(파형 세트)의 각 조합에 대해 음향 빔 커버리지를 예측하므로 검사자는 TFM 스캔 도면을 최적화하여 검출 확률을 높일 수 있습니다. 하지만, 각 AIM 맵은 자기 정규화되어 0~-15dB의 대수 진폭 스케일로 표시되므로, AIM 맵만으로는 여러 TFM 스캔 도면의 상대적인 음향 감도를 유추할 수 없습니다. 이 비교를 용이하게 하기 위해 모든 AIM 맵 위에 감도 지수가 표시됩니다.
AIM 감도 지수를 사용하는 방법
감도 지수는 단순히 정규화 이전 각 AIM 맵의 최대 진폭이며 수신 시 예측된 전압 진폭에 비례하는 임의 단위로 표시됩니다. 사용자는 AIM 맵의 정보와 감도 지수를 조합하여 다양한 TFM 검사 설정의 음향 감도를 비교할 수 있습니다.
실제 예시
이 어플리케이션 노트에서는 AIM과 감도 지수로 제공되는 정보를 바탕으로 주어진 검사 시나리오에서 최적의 TFM 검사 모드를 선택하는 사례를 다룹니다. 이 예에서는 최적의 TFM 모드 선택을 중점적으로 다루지만, 소개된 절차를 사용하여 미리 결정된 TFM 모드에서 프로브와 웨지 조합을 선택할 수도 있습니다.
이 예에서는 SA32-N55S 경사 웨지에 연결된 5L32-A32 프로브를 사용하여 두께 25mm의 플랫 바에서 표면 균열을 검사하기 위한 최적의 TFM 모드를 선택하는 것이 목표입니다. 일반적으로 셀프 탠덤(self-tandem) 모드는 수직 균열에서 "실제 기하 형상과 같은" TFM 이미지를 재현하기에 더 적합하기 때문에 이번 검색을 이 모드로 제한합니다. OmniScan™ MXU 소프트웨어의 최신 버전(5.1)에는 7가지 셀프 탠덤 모드가 들어 있고 해당 AIM 맵은 그림 1~7에 나와 있습니다. 이 AIM 맵의 경우 표면 균열의 예상 방향과 일치하도록 결함 각도가 0°인 평면 결함 모드를 선택했습니다.
그림 1: TT-T 모드의 평면 AIM 맵
그림 2: TL-T 모드의 평면 AIM 맵
그림 3: TL-L 모드의 평면 AIM 맵
그림 4: LL-L 모드의 평면 AIM 맵
그림 5: LT-T 모드의 평면 AIM 맵
그림 6: TT-L 모드의 평면 AIM 맵
그림 7: TT-TTT(5T) 모드의 평면 AIM 맵
TFM 파형 세트의 감도 지수 비교
AIM 맵을 보면 TL-T 및 TT-TTT(5T) 모드가 바의 상단 표면 근처에서 최고의 음향 커버리지를 나타내기 때문에 이 검사 시나리오에 최적인 모드일 가능성이 높습니다. 감도 지수를 비교해 보면, 5T 모드의 감도 지수는 1.83인 반면 TL-T 모드의 감도 지수는 0.41로 나타났습니다. 이 정보를 토대로 5T 모드의 신호 대 잡음비(SNR)가 TL-T 모드에 비해 약 4.5배 더 우수할 것으로 예상됩니다. 이 두 모드를 사용하여 획득한 실험 TFM 이미지는 그림 8에 나와 있습니다.
그림 8: a) 5T 모드와 b) TL-T 모드를 사용하여 획득한 TFM 이미지. a)에 사용된 16dB의 아날로그 게인과 b)에 사용된 35dB의 아날로그 게인.
그림 8에서 5T 및 TL-T 모드의 아날로그 게인 값을 각각 16dB, 35dB로 설정하여 두 모드의 피크 진폭 값이 80%가 되도록 했습니다. 따라서 5T 모드는 TL-T 모드에 비해 음향 감도가 19dB(약 8배) 더 우수합니다. 이것은 5T TFM 이미지에 존재하는 낮은 배경 소음에서도 명확히 나타납니다. 실험에서 측정된 음향 감도와 AIM 감도 지수를 통해 예측된 음향 감도의 차이는 이상적인 평면 반사체에서 발생하는 실제 균열의 편차로 인한 것일 수 있습니다. 그림 8에서 관찰에 따르면 5T 모드는 그림 2와 7에 나타난 AIM 맵으로 예측된 바와 같이 수직 균열의 표면 파괴 특성을 보다 정확하게 나타냅니다.
AIM을 사용하여 최적의 TFM 모드를 선택하는 절차 요약
위의 예는 AIM이 주어진 TFM 모드의 음향 커버리지를 정확하게 모델링할 수 있고 감도 지수를 사용하여 여러 TFM 모드 간의 상대적인 음향 감도를 예측할 수 있음을 잘 보여 줍니다.
최적의 TFM 모드를 선택하는 절차를 요약하면 다음과 같습니다.
- 검사 구성과 관련된 모든 TFM 모드에서 AIM 맵을 생성합니다. 적절한 결함 설정(예: 구형 및 평면, 평면 결함의 방향)을 선택했는지 확인합니다.
- 해당 AIM 맵이 관심 영역에서 적절한 음향 커버리지를 제공하는 하위세트의 TFM 모드를 선택합니다. 관심 영역의 다른 부분을 커버하려면 여러 상호 보완적인 TFM 모드가 필요할 수 있습니다.
- TFM 모드의 하위세트에서 AIM 감도 지수가 가장 높은 모드를 선택합니다.
