相位相干成像常见问题解答

问：相位相干性是什么意思？

答：A扫描的相位是指在任何给定点构成信号的频率。由于建设性干扰和破坏性干扰的影响，A扫描可以由决定信号频率和振幅部分的相位部分来描述。相位相干成像（PCI） — 全聚焦法（TFM）成像的一种变化形式 — 通过比较A扫描之间的相位信息及其频率分布的相似程度，可以确定相位相干性。A扫描频率分布之间的相似性越大，相干性越高。

问：如何使用相位相干性来识别缺陷？

答：由于缺陷会反射或衍射超声波，因此这些缺陷返回信号的相位将集中在靠近探头频率的小频带内。相反，背景噪声的相位没有中心频率，并且覆盖宽频带。当多个A扫描在TFM区域相同位置的小频带内返回相同的中心频率时，则存在相干性。相干性越高，该位置存在缺陷的可信度越高。

问：PCI无振幅意味着什么？

答：对于PCI，在生成TFM图像时，根本不会考虑信号振幅。因此，即使在具有高衰减或背景噪声的材料中，仍然可以评估信号的相干性，因为即使在信号振幅较低的情况下，也可以找到频率分布。

问：生成PCI图像需要多长时间？

答：OmniScan X3 64探伤仪的相位相干成像采用的是实时模式，因此PCI图像将在检测过程中实时显示在屏幕上，其速度与传统TFM图像的生成速度大致相同。尽管PCI还有一个额外的处理步骤，但由于设备采用了功能强大、性能优异的数据处理器，该处理步骤所需的时间可以忽略不计。

问：PCI与其他基于相位的TFM成像技术有何不同？

答：OmniScan X3 64探伤仪的PCI技术（已集成到MXU 5.10更新中）能够在扫描期间进行实时数据处理，因此图像可以立即显示。当前面市的少数基于相位的成像设备必须采集和存储所有FMC数据，然后通过后处理提取相位信息。这导致扫描速度缓慢，仅适用于抽查。使用PCI时，强大的处理性能带来了扫描速度的提升，在实现实时高质量成像的同时，确保您完成整个检测。

问：为何使用PCI可以更容易地看到一些微小的缺陷和特征？

答：使用基于振幅的技术时，一些小缺陷在适当条件下仍然可见，但由于其返回的信号振幅较低，因此可能会在背景噪声中丢失或被另一个高振幅响应掩盖。尽管振幅较低，但从这些缺陷反射的信号相位存在高度相干性。在PCI图像中，这种高度相干性产生了易于表征的热点，可以用作尺寸调整的参考点。这些热点还可用于确定裂纹是否延伸到工件表面，在使用传统TFM时，有时可能无法看到裂纹。

问：为什么使用PCI时无需进行增益调整？

答：增益对结果没有影响，因为PCI的结果与振幅无关。

问：使用PCI时，如何根据参考调整信号？

答：您不需要调整！这是PCI的主要优点之一；由于无需根据参考反射器调整增益，因此可以更快创建设置。

问：如何确定PCI使用哪种TFM波集？

答：OmniScan X3 64扫描计划中的声学影响图（AIM）工具仍可用于选择波集。使用PCI时，振幅的变化不太重要，但确保TFM区域中有足够的声音分布仍然很重要。

问：什么类型的探头可以为PCI提供更好的性能？

答：拥有更多元件和更高频率的较大探头通常表现更好。由于PCI基于采集的基本A扫描之间的统计比较，可用的原始数据越多，相干缺陷和非相干（高方差）背景噪声之间的对比度越大。使用小型探头时，背景噪声中相干性的概率更大。同样的原因也适用于较低的探头频率，较高的频率可以提高对较小缺陷的敏感性。

问：稀疏触发模式可以用于PCI吗？

答：是的！与传统TFM一样，选择稀疏设置是为了实现图像质量和扫描速度之间的平衡。为了获得最佳图像质量，建议使用全矩阵设置，因为可为统计分析提供更多数据，但稀疏设置可以用于提高扫描速度。

问：为什么我们在使用PCI时要提高电压？

答：由于PCI中的信号不可能饱和，我们可以提高电压（例如，至160 Vpp）以充分利用仪器的脉冲功率，从而增加背景噪声并改善相干和非相干信号之间的对比度。与传统的基于振幅的超声技术逻辑相反，PCI的结果会随着噪声的增加而改善。

问：可以同时使用PCI和TFM吗？

答：PCI模式可同步应用于所有组，但可以在OmniScan X3 64探伤仪上进行模式切换，而无需进入扫描计划。

问：使用PCI时应如何确定缺陷大小？

答：使用PCI确定大小时，方法与使用TOFD时一样。不必识别相位反转并将光标放在信号峰上，只需简单识别端视图中缺陷末端的热点，并将光标放在最大值上即可。

更多信息，请参阅我们的“PCI入门”指南。