Optimising ultrasonic beamforming through solid plates

Ultrasoniske verktøy gir en ikke-destruktiv måte å teste integriteten av borehull og sementen som ligger rundt røret. Dagens verktøy tar ikke i bruk dynamisk fokusering, og visse begrensninger på grunn av dette. Å fokusere ultralydstråler på varierende dybder i materialet kan gi bedre avbildning av hele volumet rundt borehullet. En stor utfordring ligger i vanskeligheten ved å oppnå god fokusering gjennom stålrøret, som introduserer mye støy på grunn av interne refleksjoner i stålet, i tillegg til å store impedanseforskjeller mellom vannet og stålet. En numerisk metode for å raskt teste og karakterisere ulike fokuseringsmetoder er utviklet, ved å ta i bruk superposisjonsprinsippet for bølger. Prosedyren er delt opp i en simuleringsfase og en etterbehandlingsfase. I den første fasen blir bølgefeltet fra ett enkelt transducerelement simulert numerisk i programvaren SimSonic, som løser 2D elastodynamiske ligninger. Dette bølgefeltet er lagret som en funksjon av posisjon og tid, og kan superposisjoneres på seg selv med ulike tidsforskyvelser for å bygge opp en fullstending og kontrollerbar transducer. Dette tillater hurtig testing av ulike parametere for stråleforming. Flere teknikker utprøves for å undersøke hvilke av disse som er best egnet for å fokusere gjennom stålplater. Effekten av et apodiseringsvindu undersøkes. Fordelen ved å bruke en skjærbølge-basert fokusering oppdages, og god fokusering med lite støy oppnås ved azimut mellom 24 mm og 40 mm for dette oppsettet