Bisher fehlten Informationen bezüglich der Schallbündelabdeckung, die von Phased-Array-Prüfgeräten mit der Total Focusing Method (TFM) bereitgestellt wurden. Im Grunde war es ein Ratespiel. Prüfer konnten nur annehmen, dass die Schallbündelabdeckung für den gesamten Prüfbereich einheitlich ist. Aber bekanntermaßen reicht eine bloß Annahme nicht aus, um präzise Ergebnisse zu ermitteln.

Die Kenntnis über die Abdeckungskapazität jedes Ausbreitungsmodus und über die höchste und geringste Signalempfindlichkeit bietet Prüfern einen erheblichen Vorteil. Mit dem Wissen über die Funktionsweise der Modi können die verschiedenen Fehlerarten besser erkannt werden. Für Prüfunternehmen wiederum ist eine erhöhte Genauigkeit von großem Vorteil.

Acoustic Influence Map (AIM) und Total Focusing Method (TFM)

Auch wenn die Total Focusing Method (TFM) seit Jahrzehnten im medizinischen Bereich und seit ein paar Jahren im ZfP-Bereich angewendet wird, war dies mit häufigem Ausprobieren verbunden, um die richtigen Ergebnisse zu ermitteln. Die vielen Optionen für die Ausbreitungsmodi (Bildgebung oder Schallwege) können verwirrend sein und die Prüfergebnisse unvorhersehbar machen.

Mit herkömmlicher TFM wird vorausgesetzt, dass der Schallausbreitungsbereich (oder der Energie) gleichmäßig über den gesamten Prüfbereich verteilt ist In der Praxis variiert die Schallausbreitung innerhalb des TFM-Prüfbereichs jedoch, sodass einige Fehler trotz ausreichendem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) möglicherweise nicht erkannt werden. Die Schallausbreitung wird von vielen Faktoren beeinflusst, einschließlich der Geschwindigkeit im Material, der Sensorfrequenz, der Fehlerausrichtung usw. Noch wichtiger ist, dass die Schallausbreitung stark vom gewählten Prüfmodus abhängt.

Die Herausforderung bei der Arbeit mit TFM

Diese Erstellungsmethode eines Prüfbereichs erzeugt falsche Erwartungen beim Prüfer. Die erzeugte Schallbündelfokussierung, die mit der Software nach der Erfassung erfolgt, ist ebenso wie die herkömmliche PAUT durch die physikalischen Eigenschaften des Ultraschalls eingeschränkt. Nicht alle Schallbündel können mit der vorhergesagten Fokussierkapazität alle Stellen des Prüfbereichs erreichen.

Im TTT-Modus ist es beispielsweise unmöglich eine akustische Empfindlichkeit zu erzielen, die hoch genug ist, um einen Reflektor in der oberen rechten Ecke des Prüfbereichs zu erkennen (siehe folgende Abbildung). Ein Prüfer könnte jedoch fälschlicherweise annehmen, dass dieser Abschnitt des Prüfbereichs abgedeckt wird, und glauben, dass er fokussiert ist.

AIM-Funktion: Der rote Pfeil wurde hinzugefügt, um das fehlende Amplitudensignal in der oberen rechten Ecke des Prüfbereichs mit einer TT-T-Wellengruppe bei einem ebenen Fehler hervorzuheben

AIM-Funktion zur Optimierung

Die Acoustic Influence Map (AIM) ist eine Modellierungshilfe zur Auswahl des richtigen Modus für den entsprechenden Fehler. AIM erstellt ein Modell, direkt auf dem OmniScan X3 Prüfgerät, das eine Amplitudenkarte für den Prüfbereich darstellt. Die Karte enthält farbig markierte Bereiche:

• Rot markierte Bereiche zeigen, dass das Ultraschallsignal sehr gut ist und zwischen 0 dB und -3 dB entsprechend der maximalen Amplitude variiert.
• Orange markierte Bereiche liegen zwischen 3 dB und -6 dB der maximalen Amplitude.
• Gelb markierte Bereiche liegen zwischen -6 dB und -9 dB.
• Und so weiter...

Es besteht die Wahl zwischen Reflektoren in allen Richtungen (Volumen), wie Porosität, oder ein ebener Reflektor, wie ein Riss. Durch die Anpassung an die Fehlerart wird das AIM-Modell aktualisiert und der Amplitudenunterschied wird für einen bestimmten Fehler in einem bestimmten Modus angezeigt.

AIM-Funktion: Das AIM-Modell ändert sich entsprechend dem geänderten Reflektorwinkel

Mit dieser Funktion können Prüfer die Abdeckung der einzelnen Modi vergleichen und sicherstellen, dass die optimale Signalempfindlichkeit für die Erkennung im festgelegten Prüfbereich erzielt wird. So haben Prüfer bereits vor Prüfbeginn die Gewissheit, dass der richtige Modus für die gewünschte Fehlerart verwendet wird.