Hỏi đáp liên quan đến TFM

Hỏi đáp liên quan đến TFM

Tác giả: Nguyễn Trọng Quốc Khánh



Q: Sự khác nhau giữa FMC (full matrix capture) và TFM (total focusing method)?

A: Cả hai đều là quá trình xử lý số. Thu ảnh ma trận đầy đủ (FMC) là một chiến lược thu nhận dữ liệu. Trong chế độ FMC cơ bản, một phần tử tạo xung và tất cả các phần tử khác nhận tín hiệu phản xạ, tạo ra A-Scan sơ cấp cơ bản. Quá trình lặp lại cho đến khi từng phần tử trong đầu dò được kích hoạt, và mọi kết hợp có thể có giữa phát và thu được ghi nhận. Bản thân việc thu dữ liệu FMC cần phải được xử lý thêm để có thể trở nên hữu dụng, trong đó phương pháp xử lý ảnh lấy nét tổng thể (TFM) là thuật toán hay được sử dụng. TFM là một quá trình tái tạo hình ảnh sử dụng các A-Scan cơ bản thu được từ FMC. Thuật toán TFM xử lý dữ liệu dựa trên các biến số đầu vào chính, như chế độ lan truyền âm thanh và độ phân giải để đưa ra các dữ liệu có nghĩa và chia thành các chế độ xử lý khác nhau. Các chế độ hay tập sóng TFM biểu thị đường đi của sóng siêu âm từ biến tử phát đến vị trí pixel hình ảnh và trở lại các biến tử thu (bao gồm cả tín hiệu phản xạ, nhiễu xạ…), được xác định bởi các loại sóng (ngang hoặc dọc) cho mỗi đường truyền. Ví dụ, tập sóng TT-T là đường truyền sóng ngang phản xạ hai lần trước quay về biến tử nhận.

Dữ liệu FMC có thể được xử lý để đưa ra nhiều hình ảnh TFM khác nhau.

Q: Chế độ lan truyền sóng nào nên được sử dụng với các bất liên tục dạng thẳng đứng ?

A: Vài chế độ (hay tập sóng) có phản hồi tốt hơn trên các khuyết tật dạng thẳng đứng. Khuyến cáo ban đầu là sử dụng TT-T ở chế độ self-tandem. Cần chú ý rằng, thông thường, một chế độ không thể cho phản hồi tốt trên toàn bộ chiều cao vách. Việc sử dụng thêm một vài tập hợp sóng nữa, ví dụ như TL-T, có thể giúp đưa ra hình ảnh tốt hơn ở những vị trí cho phản hồi kém từ chế độ đầu tiên (T-TT), trong khi các chế độ pulse-echo như T-T và TT-TT có thể sử dụng để phát hiện hiệu ứng góc và tín hiệu nhiễu xạ. Cách dễ nhất để đảm bảo có hình ảnh tốt và khả năng phát hiện cao là sử dụng tính năng bản đồ màu tín hiệu phản hồi – Acoustic Influence Map (AIM) trên thiết bị OmniScan X3, kết hợp với các thí nghiệm thực tế để phân loại và hiểu rõ ưu nhược điểm của từng chế độ sóng. Cần lưu ý rằng khi sử dụng chế độ self-tandem sẽ gặp một số hạn chế tương tự như sử dụng với siêu âm thường, đó là chiều dày hay vận tốc của sóng siêu âm cần đảm bảo rất chính xác để có kết quả đúng. (Xem thêm “Sự khác nhau giữa chế độ sóng pulse-echo và self-tandem?” để có thêm thông tin.)


Q: Có thể kết hợp bộ quét HydroForm với TFM?

A: Trừ một vài ứng dụng rất cụ thể có chiều cao cột nước giữ cố định, câu trả lời là Không thể. Do vận tốc sóng âm khác nhau giữa nước và vật liệu cần kiểm tra, chiều cao cột nước chỉ cần có một sự thay đổi nhỏ sẽ gây ra sự sai lệch lớn khi tính toán đường truyền âm trong vật liệu. Ví dụ, chiều cao cột nước thay đổi 0.5 mm tương ứng với sự thay đổi 2 mm trong thép carbon, qua đó ảnh hưởng đến khả năng hội tụ của TFM. Tuy nhiên, mong bạn tiếp tục theo dõi vấn đề này do Olympus cũng đang có kế hoạch phát triển các giải pháp mới liên quan.


Q: Làm thế nào để truy suất dữ liệu thô FMC (full matrix capture) trên OmniScan X3?

A: Tại thời điểm này, bạn chưa thế truy suất các dữ liệu FMC thô. Tuy nhiên, mong bạn tiếp tục theo dõi vấn đề này do Olympus cũng đang có kế hoạch phát triển các giải pháp mới liên quan.


Q:  Lợi ích của việc sử dụng chế độ đường bao khi kiểm tra TFM trên OmniScan X3?

A: Ưu điểm lớn nhất là cải thiện đáng kể độ rõ ràng của ảnh TFM, có được qua phương pháp xử lý các rìa sóng phát sinh trong quá trình tái tạo hình ảnh TFM. Khả năng xử lý đường bao thời gian thực cũng làm giảm các tín hiệu sai lệch. Một lợi thế rõ ràng của tính năng đường bao trên OmniScan X3 khi cần phát hiện các khuyết tật nhỏ, như các ăn mòn do xâm thực Hydro ở nhiệt độ cao (HTHA). Các hình ảnh bên dưới so sánh tín hiệu từ HTHA với đường bao tắt và bật.


Với chế độ đường bao bật


Với chế độ đường bao tắt

Q: Tại sao TFM có thể sử dụng 64 biến tử nhưng phased array bị giới hạn ở 32 biến tử?

A: OmniScan X3 có khả năng chia việc thu nhận FMC thành 2 phần, phát 1 biến tử và thu sử dụng 32 biến tử đầu tiên, sau đó lặp là và tiếp thục thu sử dụng vùng biến tử tiếp theo (33–64) trong chu trình rất nhanh. Kết quả là có thể tạo ra tín hiệu hình ảnh từ 64-element TFM mà vẫn giữ được giá thành của thiết bị không quá cao.

Q: Khi lên phương án kiểm tra, TFM có chế độ bản đồ màu AIM rất hay, nhưng khi dựng Scan Plan cho Phased Array Ultrasound (PAUT) lại không có?

A: Ở thời điểm này, AIM (Acoustic Influence Map) là tính năng độc quyền trên TFM. Tuy nhiên, mong bạn tiếp tục theo dõi vấn đề này do Olympus cũng đang có kế hoạch phát triển các giải pháp mới liên quan.

Q: Tại sao cần giữ độ phân giải lưới ảnh ở mức hợp lý?

A: Trong khi tăng độ phân giải (độ phân giải lưới đặt ở mức cao) có thể cải thiện chất lượng ảnh TFM, gánh nặng xử lý sẽ làm giảm tốc độ thu nhận dữ liệu. Do vậy, người sử dụng cần chọn “giá trị tối ưu” giữa khả năng phát hiện và đánh giá tín hiệu mà không lảm giảm năng suất. OmniScan X3 có tích hợp các thông số hiển thị rất hữu ích cho việc thay đổi độ phân giải lưới tùy theo tần số trung tâm của đầu dò cũng như bước sóng trong vật liệu, cả cho sóng cắt (T-wave) và sóng dọc (L-wave). Một giá trị hiển thị khác về giá trị Amplitude fidelity theo chế độ sóng âm và độ phân giải lưới cũng được đưa ra tự động. Giá trị hiển thị và tính toán tự động này rất hữu ích do các tiêu chuẩn mới về FMC/TFM thường yêu cầu người vận hành tính toán Amplitude fidelity phải đạt tới 2db hoặc nhỏ hơn dựa trên độ phân giải lưới đã chọn. Với việc tính toán tự động, thiết bị OmniScan X3 loại bỏ các rắc rối khi cần làm thực nghiệm để tính toán giá trị amplitude fidelity.

Q: Sự khác nhau giữa các phương án tính toán dạng sóng pulse-echo và self-tandom?

A: Sự khác nhau giữa hai phương án lên Scan plan là đáng kể do cách xây dựng hình ảnh TFM. Ở chế độ pulse-echo, hình ảnh TFM được dựng sử dụng cùng một dạng sóng âm (ví dụ, T-T, TT-TT, L-L…) dù dùng tia trực tiếp hay phản xạ mặt đáy. Các chế độ lan truyền sóng này, hay tập sóng, tương tự như trong PAUT. Trong chế độ pulse-echo TFM, thay đổi về chiều dày vật kiểm tra chỉ làm thay đổi vị trí của tín hiệu mặt đáy hay các khuyết tật kết nối với ID. Ở chế độ Self-tandem TFM lại khác, do đường truyền âm từ biến tử phát và tới biến tử thu là khác nhau ( TT-T, TL-T) và bao gồm phản hồi từ back wall, tiếp theo là các tín hiệu phản hồi từ bất liên tục khác (chỉ thị, mặt thẳng đứng) trước khi quay trở lại đầu dò. Ngược với chế độ pulse-echo TFM, self-tandem rất nhạy với các thay đổi dù là nhỏ của chiều dày vật kiểm tra. Thay đổi về chiều dày khoảng 5% có thể làm cho tín hiệu của self-tandem TFM “không hội tụ”, do vậy cần rất chú ý khi đặt chiều dày vật kiểm tra.

Q: Có thể sử dụng nêm khi ở chế độ TFM?
A: Tất nhiên! Giống như với PAUT, bạn có thể sử dụng đầu dò có hoặc không có nêm trong kiểm tra TFM.

Q: Có thể quan sát A-scan trong chế độ TFM?
A: Tín hiệu A-scan hiển thị cạnh TFM “end view” được lấy từ tín hiệu hình ảnh TFM image và không phải lấy trực tiếp từ FMC. TFM A-scan biểu diễn biên độ của một điểm ảnh trong ma trận. Do vậy A-scan trong TFM được gọi là A-scan nhân tạo thay vì A-scan gốc như PAUT.

Chi tiết xin vui lòng truy cập https://visco.com.vn/2019/11/05/hoi-dap-lien-quan-den-tfm/