相位相干成像（PCI）的5大主要优点

作者 Trevor Tartaglia - 2022年 7月 21日

随着MXU 5.10软件的发布，OmniScan X3 64探伤仪获得了一种全新的先进超声检测技术：相位相干成像（PCI）。更新OmniScan X3 64装置后，便可以发挥PCI在微小缺陷检测方面所具有的出色的清晰度和灵敏度优势，获取实时全聚焦（TFM）图像。

PCI的工作方式和与其他超声技术的区别

PCI是一种无振幅技术。其信号处理完全基于用于生成TFM图像的基本A扫描的相位信息。

工作方式：

在我们的测试中，已证实PCI可为各种具有挑战性的使用案例提供出色的检测结果，并优化焊缝检测等常见使用案例的检测结果。以下是这项强大的全新检测技术的5大优点。

超声波检测（UT）用户可能对使用信号相位信息通过衍射时差法（TOFD）等技术识别和确定缺陷尺寸更为熟悉。如果缺陷非常小或位于对相控阵（PA）技术响应较差的方向，此类技术非常有效。

这意味着，TOFD有两大主要缺点：

PCI是一种强大的技术，可用于识别定向不良或非常小的缺陷，例如高温氢腐蚀（HTHA），同时还可避免与TOFD相关的问题。由于TFM获取的是体数据，因此可以从所有方向定位缺陷并确定其尺寸。使用PCI模式的最终图像也与振幅完全无关。

因为无需在多个索引点进行扫描，分析变得更加容易。而且，由于OmniScan X3 64探伤仪的PCI技术生成的是实时图像，因此不需要借助完整的原始数据进行采集后处理。

信号饱和是基于振幅的技术所面临的一大挑战。尽管在设置过程中进行了校准和增益调整，但某些反射体仍可能导致信号饱和。这可能是由于其尺寸、类型，或相对于校准块或其他已知反射体中侧钻孔（SDH）的方向所导致。

由于PCI基于每个基本A扫描相位统计方差的相干性，所有A扫描之间的相干性不会超过100%。即使基本A扫描的信号饱和，也不会对最终PCI数据产生影响，因为只会考虑和使用相位信息。

由于配置对扫描质量的影响不大，因此可以更轻松、更快速地完成检测准备。选择波集并将电压设置为160 Vpp（峰间电压）后，等待结果即可。

PCI是一种完全无振幅技术。这意味着，在校准块中使用已知反射体调整增益的设置步骤已无必要。在OmniScan X3 64设置参数中选择“相位相干”模式时，可以看到增益调整被阻止，因为最终PCI数据无需考虑振幅。

由于不需要调整增益，大大减少了获得高质量图像所需的设置创建时间和工作量。此外，无需再根据发现的反射体类型重新调整扫描之间的增益，从而减少了为确保数据有效而重复进行TFM扫描的必要性。

PCI设置在确定尺寸方面的精度仍然可以验证，但需要使用带有缺口的样品。利用缺口的端点衍射响应峰值，可通过光标测量缺陷高度。

由于检测员需要配置的参数更少，可以更轻松、快捷地创建PCI设置，因此该技术可在不同检测之间以及不同检测员之间实现更好的一致性。由于在扫描过程中信号不可能饱和，且增益对信号并无影响，因此分析过程中可能改变结果的操作也更少。

为确定缺陷尺寸，检测员只需要从端点衍射中找到热点，并将光标放在这些热点的最大值上。由此产生的读数即为缺陷的尺寸，并且在每一次确定尺寸之前无需进行任何调整。这一过程既快捷又简单。

如果使用相同的探头，则两次扫描之间缺陷尺寸将保持不变。

扫描计划中的声学影响图（AIM）工具仍可以与PCI组合使用。PCI与传统TFM相比的优势在于，检测结果与AIM显示的信号振幅变化无关。如果AIM显示工件中的信号分布，即使返回的振幅很低，PCI也可以提供良好结果。

这是PCI无振幅特性的优势。即使振幅很弱，也可以评估相干性，因为在评估相位之前信号已归一化。更重要的是，缺陷在TFM区内的位置对信号相干性的影响比振幅小。

当使用传统TFM或相控阵技术时，端点衍射通常会在背景噪声中丢失。而PCI则使得这些衍射更加突出，即使其在传统TFM或PA中并不明显。

所有这些因素使得相同覆盖区域所需的组数更少。

由于PCI不是基于振幅的技术，因此在选择配置和设置参数时需要修改方法。其与您可能使用的其他UT方法不同。请阅读我们的“相位相干成像（PCI）入门指南”，了解我们推荐的最佳实践（添加网站的文本链接），或联系您当地的Evident Industrial代表安排演示。