И опрема за скенирање акустичне томографије уроњена у воду и опрема за скенирање акустичне томографије са водопадом користе методу НДТ (бесконтактна инспекција). Они користе воду као медијум за спајање за пренос ултразвучних таласа у радни предмет који се прегледа. Међутим, они се значајно разликују у погледу принципа језгра опреме, конструкцијског дизајна, примене, као и њихових предности и мана.
Испод је систематско поређење два уређаја за скенирање акустичне томографије:
Основни принцип
Метода спајања |
Ултразвучно скенирање потопљено у воду |
Ултразвучно скенирање водопада |
Свеукупно урањање спојнице. Радни предмет и сонда (или једна од њих) су потпуно уроњени у резервоар за воду. |
Локално спајање. Кроз млазницу се формира стабилан водени стуб, који служи као спојни мост између сонде и радног предмета. |
|
Пут звучног снопа |
Звучни талас се шири на велику удаљеност у води пре него што уђе у радни предмет. Звучни сноп дифундује у води. |
Звучни талас улази у радни предмет кроз веома кратку или фиксну дужину воденог стуба. Ширење звучног снопа је добро контролисано. |
Скенирање покрета |
Обично је радни предмет фиксиран, а сонда се креће прецизно дуж Кс, И и З осе. |
Типично, портална или роботска рука се користи за покретање главе за прскање (са интегрисаном сондом) за скенирање изнад радног комада, који може бити фиксиран или помичан. |
Структура и састав
Главни делови |
Ултразвучно скенирање потопљено у воду |
Ултразвучно скенирање водопада |
Велики судопер (захтева систем за пречишћавање дејонизоване воде) Оквир за 3Д скенирање високе прецизности Сонда за урањање и учвршћење Учвршћење радног комада Циркулација воде, филтрација и термостатски систем |
Глава за прскање (интегрисана са ултразвучном сондом и млазницом) Механизам за скенирање портала или роботске руке Независни систем за циркулацију воде (резервоар за воду, пумпа за воду, филтер) Уређај за рециклажу воде (опционо) Платформа за подршку обрадака |
|
Сложеност система |
Релативно висок. Захтева одржавање великих резервоара за воду и квалитет воде, а систем је гломазан. |
Релативно ниско. Структура је компактнија, елиминишући потребу за великим резервоаром за урањање. |
Флексибилност |
Релативно ниско. Величина радног комада је ограничена величином резервоара за воду, што отежава замену величине радног комада. |
Релативно висок. У теорији, сваки велики радни комад може да се скенира, све док механизам за скенирање покрива подручје. |
Перформансе и примена
Прецизност детекције и резолуцију |
Ултразвучно скенирање потопљено у воду |
Ултразвучно скенирање водопада |
Екстремно висока. Уз стабилно водено окружење, прецизну контролу путање звука и фокусирање које је лако постићи (акустично сочиво или дигитално фокусирање), може се постићи веома висока резолуција и однос сигнал-шум. |
Високо. Иако водени стуб може унети мале флуктуације, висока прецизност се и даље може постићи добрим дизајном, што га чини уобичајеним у детекцији високих перформанси. |
|
Брзина скенирања |
Релативно споро. Ограничено је брзином и убрзањем механичког скенирања, а мора се узети у обзир отпор воде. |
Обично брже. Механичка структура је лакша, што омогућава веће убрзање, што га чини погодним за брзо скенирање на великој површини. |
Применљив радни предмет |
Мали и средњи предмети сложеног облика, високе вредности. |
Обрадаци средње и велике величине, плочасти или једноставно закривљени. |
Прилагодљивост површине |
Захтеви за равност површине радног комада су високи, а сложене површине захтевају 3Д планирање путање и сталну контролу удаљености воде. |
Има добру прилагодљивост нежно закривљеним површинама и може да одржи стабилност спојеног воденог стуба преко серво система. Међутим, суочава се са већим изазовима када се бави сложеним површинама са значајним варијацијама висине. |
Вода температура утицај |
Осетљив. Промене температуре воде утичу на брзину звука и перформансе сонде. Неопходан је систем константне температуре. |
Мање осетљиво. Са малим воденим стубом и брзом разменом топлоте, утицај је релативно мали. |
Резиме предности и недостатака
Тип потопљен у воду |
Предност |
Недостатак |
Спој је најстабилнији, са одличном конзистентношћу сигнала и поновљивошћу. |
Опрема заузима велику површину и има високе трошкове инфраструктуре. |
|
Са највећом резолуцијом, посебно је погодан за детекцију микро дефекта |
Величина радног комада је ограничена умиваоником. |
|
Лако се постиже фокусирање снопа и комплексна детекција угла (као што је фазно скенирање низа) |
Одржавање је сложено (третман квалитета воде, спречавање рђе, чишћење) |
|
Сонда има дуг животни век и ради у благом радном окружењу |
Утовар и истовар материјала су незгодни, а време припреме за испитивање је дуго. |
|
Погодно за аутоматско снимање Ц-скеном, са високим квалитетом слике |
Није погодан за предмете који су осетљиви на воду или захтевају гломазну накнадну обраду. |
|
Тип водопада |
Одликује се високом флексибилношћу и способан је да детектује превелике радне комаде |
Стабилност спајања је мало лоша, а на водени стуб могу утицати вибрације, проток воде и површински услови. Потешкоће у откривању вертикалних или нагнутих површина. Може доћи до прскања воде, што захтева мере заштите и опоравка |
Сонда је интегрисана у млазницу, што чини одржавање и замену проблематичним. Под изузетно високим захтевима за прецизност, резолуција ће бити нижа од оне типа који је уроњен у воду. |
Предлози за избор
Треба узети у обзир следећа основна разматрања:
• Одаберите тип који је потопљен у воду у случајевима када:
Примарни задатак је испуњавање захтева за тачност детекције, резолуцију и квалитет слике (као што су истраживање и развој и потпуна инспекција компоненти високе вредности).
Радни предмет је умерене величине и покретљив.
Задатке инспекције углавном карактерише више варијанти, мале серије и висока сложеност.
Има довољно лабораторијског простора и буџета за одржавање опреме.
• Одаберите тип водопада у случајевима када:
Радни предмет је превелик или претежак да би се могао потопити или га је тешко померити.
Потребна је велика пропусност детекције и брзина скенирања.
Главни објекти контроле су равне плоче, панели велике закривљености или дугачки профили.
Доступни простор је ограничен.
Горе наведене две врсте опреме за скенирање акустичне томографије нису потпуно заменљиве. Модерни врхунски системи такође имају хибридне дизајне, као што су 'резервоари са делимичним урањањем у воду' или 'спојнице за пад воде', са циљем да комбинују предности оба. У међувремену, било да се ради о урањању у воду или о типу пада воде, опрема се фокусира на све више комбиноване напредне технологије снимања као што су ултразвучни фазни низ (ПАУТ) и метода тоталног фокуса (ТФМ) како би се побољшала способност и ефикасност детекције.
