概要

OmniScan™搭載ソフトウェア バージョン6.3で導入されたTFMグリッド検証ツールは、実験的に必要かつ最適なグリッド解像度をTotal Focusing Method（TFM）検査のために検証する作業を効率化します。 本機能は、ISO 23865:2021およびASME BPVC 2023 Section Vへの適合を支援する追加機能です。

背景と規格の要件

TFM 画像の空間解像度（隣接ピクセル間の間隔または 1 mm あたりのピクセル数で定義される）は、プローブ位置がわずかに移動した際にもリフレクターからの振幅変動を許容誤差内に収めるのに十分に高い精度でなければなりません。 感度を一定に保つことで、微小な反射体の検出漏れを防ぎ、検査全体を通じてサイズ測定の精度を維持できます。

特定のグリッド解像度における特定のリフレクターの最大振幅変動は、TFM 振幅忠実度指標（ASME – BPVC 2023 Section V）または振幅安定性（ISO 23865:2021）指標によって表され、次のように定義されます。

ここで A _min と A _max は、固定グリッド解像度における同じ反射体の最小および最大の測定振幅です。

振幅の忠実度（または安定性）は主に以下の影響を受けます。

• TFM グリッド解像度

• TFM 入力信号（RF またはエンベロープ）
• プローブ特性（中心周波数、帯域幅）
• 材料特性（波の速度）

ISO 規格と ASME 規格の両方で、振幅の変化は2 dB. を超えてはならないと規定されています。

振幅忠実度と TFM グリッド解像度の検証

ASME BPVC 2023 Section Vでは、計算または実験による検証を通じて振幅忠実度の検証が認められています。 ISO 23865:2021 では実験による検証が推奨されており、その結果を検査報告書に記載することが義務付けられています。

OmniScan X3 および X4 では、これまで、計算による振幅忠実度インジケーターが搭載されました。これは引き続き利用可能であり、完全な実験手順を必要とせずに控えめな推定値を提供します。

しかし、実験的な検証は多くの場合有益であり、特にTFM グリッド解像度の確認には有効です。 両規格とも、垂直に整列したサイドドリルホール（SDH）を含む試験ブロックを用いた結果検証を推奨しています。 バージョン 6.3 の新しい TFM グリッド検証ツールでは、SDH または検査に関連するその他のリフレクタータイプを使用してこの検証が可能になります。

TFM グリッド検証ツールへのアクセス

このツールは、特定のグループのフォーカルロウ設定が FMC/TFM または PWI/TFM に設定されている場合に、「スキャンプラン＆校正」>「キャリブレーションツール」メニューで使用できます。 フォーカルロウ設定が FMC/PCI に設定されている場合は、「キャリブレーションツール」メニューは使用できませんのでご注意ください。

仕組みについて

TFM グリッド検証ツールは、ISO および ASME 規格に概説されている推奨手順に従い、TFM での TCG キャリブレーションや PA での音速キャリブレーションなどの既存のキャリブレーションツールを基盤としています。ユーザーが関心領域（ROI）を選択し、再構成グリッドを水平方向と垂直方向に小さな増分で自動的にシフトさせることで、個々のリフレクターの TFM グリッドを検証します。

検証プロセスを開始する前に：

1. 必要なパラメータ (試料、プローブ、ウェッジ、ウェーブセット、再構築ゾーン) を使用して TFM グループを構成します。
2. 適切な間隔で配置された基準リフレクター (垂直 SDH の列など) を備えたテストブロックにプローブを配置します。

手順

1. 単一の反射体の周囲の ROI を定義します
2. そのリフレクターの検証を実行します。

必要に応じて、各リフレクターに対してこれらの手順を繰り返します。

利用可能な操作項目

• ゲイン調整： TFM 画像のゲインを設定します。 ゲインは計算に影響しません。
• ROI 定義： 深さ開始位置、深さ終了位置、インデックス開始位置、インデックス終了位置を使用して ROI を定義します。 ROI は、検証中にエッジ効果を回避できる十分な大きさである必要があります。

• 測定管理：
  • ポイント追加： 選択した ROI の測定を開始します。
  • リセット： すべての測定値をクリアします。
  • 完了： TFMグループの検証結果を保存して承認します。

測定と検証

測定値が追加されると、検証プロセスが開始されます。

• TFM グリッドは水平方向および垂直方向に λ/20 ずつシフトします (方向ごとに 20 の増分)。ここで、λ はアクティブな TFM グループ内の最小波長です。
• 各グリッド位置について、TFM 画像が再構成され、ROI 内の最大振幅（A）が記録されます。

• 各方向について、すべての増分にわたる最大振幅変動が計算されます。

測定結果

測定が完了すると、測定結果テーブルに以下の項目が表示されます。

• 測定 ID（1 ‐ 9）
• ROI の中心位置（インデックス、深度）
• 水平方向と垂直方向の最大振幅変動（dB）

「Maximum Variation」インジケーターは、方向に関係なく、記録されたすべての測定値の中で最大の変動を表示します。

推定振幅忠実度との補完性

新しいツールが 実験的な 検証を提供する一方で、OmniScan ソフトウェアは引き続き TFM 設定メニューから 振幅忠実度の推定値を提供します。 この推定値は実験的に検証された解析モデルから算出され、ユーザーが標準要件を満たす最適な TFM グリッド解像度を選択するのに役立ちます。

このモデルでは以下を考慮します。

• 水平および垂直のグリッド解像度
• プローブ中心周波数
• 材料中の波動伝搬速度（ウェーブセットに基づく最も遅い速度）

本稿ではグリッド対角線に沿った変化（TFM エンベロープの最悪のシナリオ）を想定しているため、その推定値は一般に実験結果よりも保守的になります。

ユーザーは、ほとんどの検査においてこの推定値を信頼できますが、検査標準で要求される場合や、結晶粒の荒い合金や複合材などの複雑な材料を扱う場合には、実験的検証ツールに切り替えることができます。