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M2M发布Capture 2.3 软件更新


2019年新年伊始,经过了7个多月的紧张研发测试 M2M 正式发布便携仪器专用操作平台软件Capture 的*新版 2.3 版。同步推出的版本包括 Capture GEKKO、Capture Mantis、Capture PC、Capture Viewer。Capture是M2M 两款主要便携式相控阵检测仪 Gekko 和 Mantis 的机载软件,它是集检测工艺设计、数据采集和后期数据分析为一体的相控阵检测操作平台。Capture大量采用图形化交互式全中文界面,操作简单,功能完善已经得到广大用户的一致认可。

Capture的设计宗旨是简单高效,让操作人员可以在现场快速完成参数设置及校准,在复杂艰难的工作环境下短时间完成检测任务。整个操作流程,各步骤的次序衔接都做到*大程度符合UT检测人员的工作习惯;从器材配置、超声工艺、数据采集和分析都能快速无误的完成操作。同时M2M工程师针对不同的应用场景设计了应用模块向导,预置参数得到了极大的优化,操作步骤更加有逻辑性,很大程度上降低了配置失误,提高工作效率。

完善的功能给特殊的检测工艺设计带来了更多的可能性,使仪器的能被应用到更有挑战的检测工作中。

§  支持的标准工件类型包括:管材板材原材料及焊缝、TKY结构焊缝、插管及管座角焊缝,同时对于更加复杂的工件结构Capture支持用户导入工件CAD图,比如叶根、大小接头焊缝及钢轨和一些特殊结构锻件等。

§  聚焦点分布区域的的精确设置(支持深度聚焦、等声程聚焦和投影聚焦)允许在某些特殊检测应用上得到更好的检测灵敏度。

§  Capture提供一整套易用的快速校准工具,器材的准备方面有:工件声速、探头晶片一致性、探头零点、楔块声速角度校准和编码器精度校准。超声校准包括:TCG、DAC、DGS等的快速定量校准工具。

§  丰富的视图系统包括A、B、C、D、3D、顶视图、侧视图及前视图保证检测结果能更加直观地显示,对缺陷位置的判断更加准确,大大降低了评图分析的时间。

Capture 在过去5年中,以每年两次的高效率更新速度不断优化操作设置,我们认真地倾听用户的意见反馈,及时调整不合理设置且对所有反馈的BUG都快速补救,下面让我们来看今年的升级给我们带来了哪些新的功能和性能提升。

 

    *新的 v2.3版本仍然以**实用为指导,更新优化了多个上等功能,增加了专用工具,可以极大的改善用户体验并提升检测工作的效率。在这次*新升级中,M2M根据客户所需进行了重大更新:

§  针对腐蚀快速C扫和复合材料检测的应用,进行了功能及效率的重大提升。

§  完善了TOFD检测及分析工具。

§  对全聚焦的性能进行了全面提升,极大优化了硬件资源及TFM的成像算法,在同样图像分辨率的前提下将TFM成像检测速度提升了3.5倍。

§  增加曲面楔块角度/高度校准助手(AOD / COD),提升了对纵向焊缝回波的定位精度。

 

在此我们将选取几个重要的功能更新进行详细介绍。

 


1 ·.    半步扫查法

首先是线性扫查步进精度的提升,传统的线性扫查的*小步进为单个晶片的pitch值尺寸,如果需要提高检测范围的横向分辨率只能减小晶片Pitch值;然而为了保证其检测范围一致,必须增加探头的晶片数量,限于仪器通道总数量已经确定,从而此项优化无法如愿。M2M工程师巧妙地设计了以半个晶片长度为步进精度的高精度扫查模式:“半步扫查法”。我们以16个晶片为一组虚拟孔径实现电子扫查为例来介绍其实现原理。首先传统的电子扫查模式的晶片分配利用办法为〔1-16〕〔2-17〕〔3-18〕〔4-19〕..., 虚拟探头孔径为固定的16个晶片为一组,以一个晶片为步进整体移动,扫查精度为一个晶片的pitch值尺寸。


传统线性电子扫查虚拟孔径扫查方法

相对传统的线性扫查,半步扫查法的虚拟孔径晶片分配方式为16晶片和17个晶片交替进行:〔1-16〕〔1-17〕〔2-17〕〔2-18〕〔3-18〕〔3-19〕〔4-19〕〔4-20〕...由此以来,使用同一个探头相对传统电子扫查办法,可使声束将在每半个pitch值的位置进行一次发射接收,同一检测位置声束数量增加一倍,横向分辨率增加了一倍。需要说明16晶片与17晶片合成的声束能量差异极小且可以通过虚拟探头一致性校准消除差异。我们将在另外一篇文章中利用实例介绍其具体优势。

具体实现方式如下

 


半步法线性电子扫查虚拟孔径扫查方法



2 ·.    COD楔块校准工具
熟悉M2M Capture软件平台的用户都了解在楔块校准中Capture可以进行楔块角度的自动校准,此功能对被磨损的楔块有较好的修正作用。实现原理是已知楔块声速(可以利用Capture提供的工具进行校准)前提下,利用采集到的每个晶片单独发射的声波在楔块底面(与工件接触面)的回波声程来计算出楔块的延迟和角度。可以在一定程度上消除由于楔块磨损理论角度改变带来的缺陷定位误差问题。但是此校准工具只是用于平面斜楔块和AOD(Axial Ouside Diameter)型弧度楔块上,无法应用到COD(Circumferential Outside Diameter)型楔块上。


COD楔块主要应用到管道纵向直焊缝检测中,由于楔块的特殊结构,如果没有在设备软件中输入准确的参数,将对检测结果造成直接影响,比如聚焦位置的准确性,回波定位的准确性等等。 

V2.3版本中新增的COD楔块计算工具可以一键快速准确地计算出COD楔块的弧度,入射点位置,入射角度以及对应的楔块延迟。可以*大程度降低楔块设置的不确定性,给管道直焊缝等结构检测提供了极大的便利。此工具的重大挑战是COD弧形楔块无法像常规平楔块或AOD楔块一样对每一个晶片激励的超声波都能有效反射,存在反射盲区(如下图左侧蓝色部分回波B扫图所示),但是M2M开发的高阶数学算法让使用人员在保证能采集到一半晶片回波的前提下准确计算出楔块的弧度角度和延迟(如下图右侧计算结果)。

  

 


3 ·.    探头激励接收孔径分开自由设置
为了*大程度相控阵检测技术的潜力,从2.3版开始Capture允许用户自由地在同一探头上选择激励与接收的孔径(晶片组)。在一些特殊检测工艺中,我们曾经尝试使用探头上一部分晶片组来激励发射脉冲,而使用另一部分晶片组来进行能量接收,用于检测无法利用脉冲回波直接检测的有方向性的缺陷比如垂直性缺陷。同时对与一些面阵探头检测工艺中,也有用户根据检测厚度区域的不同,采用不同的工作晶片组来实现更好的声束覆盖。


上图中红色晶片组为选中的激励晶片组合,蓝色部分为选中的接收晶片组合,下方可以选择激励与接收一致或否。这样的配置适用于线阵、面阵、双线阵以及双线阵探头。


4 ·.    数据采集完整性检查

在执行现场检测过程中,由于检测速度的不均匀(速度不均可能是认为造成的,或者是工件表面的飞溅等异物造成的),超过既定检测速度上限时,便会造成数据丢失。数据丢失比例在各大检测标准中都有明文规定,如果数据丢失超过规定上限,便需要重新检测。通常在仪器的C扫描或者D扫描上会以黑色(或其他颜色)来指示丢失的缺陷位置。但是由于我们仪器的显示屏分辨率有限,比如在C扫描显示窗口中有800个横向像素点,但是检测数据采集了1600个数据,通常仪器会从两个相邻数据点选择一个来显示,选择原则是幅值*覆盖幅值小的数据。这种覆盖的原则极有可能掩盖数据丢失点,但是限于设备显示分辨率,我们无法直接肉眼观察到此问题的存在,或者量化数据的丢失率。在2.3版中,当数据采集完成后,立即会显示数据丢失率,让操作人员立即进行数据有效性判断。


注意,此功能只能检测由于检测速度大于额定速度带来的数据丢失,无法侦测由于耦合不佳造成的数据有效性。

 

此外M2M便携式产品线经理Grégoire Benoist 先生表示:“Capture v2.3版本将M2M的**保持在*先进的水平。其研发团队致力于针对新的应用案例进行软件开发,提高可操作性,实现快速设置创建并提高数据评价分析效率。”

 

GEKKO产品经理:Gregoire Benoist

 

Capture软件操作的便利性是Gekko和Mantis成功的关键因素之一。 Capture为现场操作员提供了一个智能平台,可以非常方便高效地使用标准相控阵技术(PE,TOFD,PA)和TFM等先进的相控阵技术开展检测工作。 其中TFM是过去十年以来非常先进的超声相控阵成像技术,可以更好地检测缺陷并简化缺陷表征,Capture每一代更新都对此技术进行不断优化,不断挖掘硬件性能的潜力,让此技术的实用性发挥到精良。

  


 

上面是2.3版升级给大家带来的几个亮点,更多的功能,更多的优化请见以下列表:

  

工艺设置部分功能增强

Setup creation enhancement 

o        增加电子扫查1/2晶片步进,提高分辨

o        增加各闸门,组色板设置 

o        增加曲面楔块角度/高度校准助手  

o        增加坏晶片手动配置是否使用 

o        增加扇形扫查用户自定义孔径 

o        增加时间延迟调整

用户体验增强

User experience enhancement 

o        启用按钮面板模式(Mode)按钮,用于旋钮模式切换 

o        文件信息摘要快速浏览

o        增加子文件夹管理

o        增加数据文件修复功能

o        从检测界面直接切换至任意设置步骤

o        其它改进和优化

数据采集与评价功能增强

Acquisition & analysis enhancement 

o        声程显示范围内所有数据记录

o        增加相对值闸门,且增加对应C扫描与相对厚度值显示(用于透过油漆层测厚)

o        数据压缩管理

o        增加深度闸门设置

o        数据丢失率显示

o        TOFD工具增强:厚度校准、直通波智能消除

o        增加软件报警功能

FMC/TFM ATFM 功能增强

FMC/TFM & ATFM enhancement 

o        增加FMC数据连续扫查记录模式(时间或编码器触发)

o        快速TFM模式(比前一代提高3.5倍)

o        API数据接口,可获得所有通道原书数据

o        自适应全局角ATFM功能增强,可实现斜探头LL模式数据重构,轮廓测量算法极大优化


2018年GEKKO凭借2.3.0版软件成功通过美国电力科学研究院的能力验证(Electric Power Research Institute,EPRI)。此次能力验证主要是针对对铁磁性钢和奥氏体不锈钢管道对接焊缝手动相控阵检测工艺"EPRI-PIPE-MPA-1_Rev2"。奥氏体不锈钢的验证范围为外径大于38.1mm,壁厚范围3.4mm-88.9mm的管道;铁磁性材质管道的规格范围为:直径大于88.9mm,壁厚范围6.0mm-123.2mm。此次成功通过EPRI的能力验证给予M2M团队极大的信心,并预计将在2019年完成其他几项重要能力验证。EPRI的能力验证堪称是美国核电行业的门票,不但是对仪器的硬件能力的重要认可,并且对仪器的软件功能提出了大量苛刻要求。M2M将总结此次能力验证的经验并用此更好服务于我们的广大用户。  

 

 

 

 



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