Obrazowanie ultradźwiękowe wad za pomocą metod syntetycznej apertury

• Autorzy: Lewandowski M. , Klimonda Z.

Warianty tytułu

EN

Ultrasonic flaw imaging using synthetic aperture methods

• Konferencja: 40. Krajowa Konferencja Badań Nieniszczących, Warszawa, 24-26 października 2011 r.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ultradźwiękowe metody badań nieniszczących przechodzą obecnie metamorfozę od systemów z głowicami jednoelementowymi do systemów wielokanałowych z głowicami fazowymi (PA Phased Array). Prowadzony obecnie w Zakładzie Ultradźwięków IPPT PAN projekt ma na celu opracowanie uniwersalnej wielokanałowej platformy ultradźwiękowej oraz metod rekonstrukcji obrazów mogących znaleźć zastosowanie zarówno w medycynie, jak i w badaniach nieniszczących. Przeprowadzono wstępne badania mające na celu porównanie różnych metod rekonstrukcji obrazów wad w trybie B-mode. W tym celu dokonano akwizycji ech ultradźwiękowych od wad w szynie kolejowej i monobloku przy pomocy ultrasonografu badawczego wyposażonego w 128-elementową głowicą fazową o częstotliwości 4 MHz. Uzyskane sygnały ech wysokiej częstotliwości poddano następnie obróbce cyfrowej w celu uzyskania obrazu B-mode. Zastosowano i porównano różne metody rekonstrukcji obrazu: klasyczny beamforming oraz metodę syntetycznej apertury. Wstępne wyniki wskazują na wysoką jakość rekonstrukcji metodą syntetycznej apertury, która zapewnia równomierną rozdzielczość poprzeczną w całej głębokości obrazowania. Zastosowanie alternatywnych schematów nadawczoodbiorczych w metodzie syntetycznej apertury umożliwia dodatkowo optymalizację metody pod względem prędkości badania lub jakości obrazowania. Wyniki te potwierdzają przydatność i konkurencyjność metody syntetycznej apertury do stosowanej obecnie metody beamformingu.

EN

Nowadays ultrasonic methods of non-destructive testing have undergone transformation from systems with single-element probes into multichannel systems with Phase Arrays probes (PA). The aim of the project currently conducted in Department of Ultrasound in IPPT PAN is to develop a versatile multichannel ultrasonic platform and image reconstruction methods in order to apply both in medicine and in non-destructive testing. Preliminary studies on comparison of different methods of the B-mode image reconstruction for flaw visualization have been done. The acquisition of ultrasonic echoes of defects in railway rail and monoblock, using the research medical ultrasound scanner equipped with 128-element phase array with 4 MHz frequency, has been performed. Then the resulting radio frequency signals of echoes were digitally processed in order to obtain B-mode image. Different methods of image reconstruction – the classic beamforming and the synthetic aperture algorithm – have been applied and compared. The experimental results indicate that the image reconstruction by synthetic aperture method has higher quality then classical beamforming. It provides a uniform lateral resolution throughout the whole imaging depth. The application of alternative transmitting-receiving schemes for the synthetic aperture method additionally allows to optimize it in terms of speed of the testing as well as quality of the imaging. The results confirm usefulness the method and competitiveness of the synthetic aperture to the method of classical beamforming being applied at present.

Słowa kluczowe

PL

obrazowanie ultradźwiękowe; badanie nieniszczące; wada; metoda syntetycznej apertury

EN

ultrasonic imaging; non-destructive technique; flaw; synthetic aperture method

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 83, nr 13
• Strony: 29--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Lewandowski M.

autor

Klimonda Z.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

Bibliografia

• [1] Lewandowski M.: Systemy głowic wieloprzetwornikowych podstawy fizyczne, XVII Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów, Zakopane, 8-11 marca 2011.
• [2] Moles M.. Phased Arrays For General Weld Inspections, OLYMPUS NDT, 2010.
• [3] U.S. Department of Transportation, Application Of Ultrasonic Phased Arrays For Rail Flaw Inspection, DOT/FRA/ORD-06/17 July 2006.
• [4] Lonsdale C., Wagner R., Traxler J., Meyer R: Phased Array Ultrasonic Inspection Of New Wrought Railroad Wheel Rims, www.standardsteel.com/rdpapers/phasedarray.pdf. 2001.
• [5] Hansenm W., Hintze H., Schubert H.: Ultrasonic testing of railway axles with phased array technique, 8th European Conference on Nondestructive Testing Proceedings, Barcelona (Spain). June 17-21, 2002.
• [6] Kopeć A., Bobrowski P.: Doświadczenia z wykorzystania ultradźwiękowej techniki phased array w diagnostyce urządzeń energetycznych, XV Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów, Zakopane, 10-13 marca 2009.
• [7] Ignaszak Z., Bobrowski P., Ciesiołka J.: Phased Array w odlewnictwie nowe możliwości identyfikacji nieciągłości, XVI Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów Zakopane. 9-12 marca 2010.
• [8] Lipnicki M.K., Mroczek K., Ostrowski B., Wójcik M. J.: Zaawansowane badania diagnostyczne wirników turbin energetycznych techniką Phased Array na przykładzie badania kształtowych elementów mocowania łopatek, XVII Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów, Zakopane, 9-11 marca 2011.
• [9] Dragan K.: Zastosowanie głowic Phased Array w diagnostyce konstrukcji lotniczych, XVII Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów, Zakopane, 9-11 marca 2011.