CIVA仿真平臺

Cl/A：的無損檢測仿真平臺矩陣科技
CIVA是應(yīng)用于無損檢測的專業(yè)仿真平臺。它由仿真、成像和分析模塊組成，可以用來設(shè)計(jì)或者優(yōu)化檢測工藝，可以預(yù)測在實(shí)際無損檢測中的檢測能力。CIVA軟件包括了超聲(UT)，X射線(X-Ray)和渦流(ET)三種常規(guī)的檢測技術(shù)。CIVA9的主要特點(diǎn)如下：
超聲仿真
超聲仿真包括聲束傳播計(jì)算和聲束與缺陷或工件之間的相互作用（底面回波，表面回波，端角效應(yīng)和陰影效應(yīng)）。超聲仿真可以模擬整個(gè)檢測過程（脈沖回波，串列或TOFD）：不同的探頭、工件和缺陷。
探頭
可以處理各種標(biāo)準(zhǔn)的或者特殊設(shè)計(jì)的超聲探頭：
接觸式、水浸式、雙晶探頭和串列探頭矩形或者圓形的探頭表面發(fā)射面為聚焦形狀或者有聲透鏡的探頭平面或者球形／雙焦點(diǎn)／費(fèi)馬聚焦表面雙晶探頭，支持非對稱結(jié)構(gòu)探頭單晶或者相控陣探頭（參考相控陣部分）用于管子檢測的外環(huán)或者內(nèi)環(huán)陣列探頭智能柔性相控陣探頭（與參數(shù)化或CAD工件緊密接觸，可以是線性或者矩陣模式）工件
參數(shù)化幾何外形工件：
在圖形界面中可以定義參數(shù)化幾何外形工件平面，圓柱，圓錐，球狀三維參數(shù)化的彎管，插管或鉆孔
CAD文件：可以將CAD文件導(dǎo)入剄CIVA軟件中建立工件，并對該可以將二維CAD文件經(jīng)過拉伸或者旋轉(zhuǎn)生成三維工件：支持的二維CAD文件格式為DXF或者IGES可以使用CIVA軟件中的CAD工具自定義工件三維CAD文件（IGES或者STEP格式）

材料
工件可以是同一性質(zhì)或者是分層材料（例如覆層）。每層材料可以為各向同性或者各向異性，可以具有任意對稱性和方向性。材料同樣可以定義為纖維強(qiáng)化、多層或者顆?；旌衔?。材料的聲學(xué)特征包括衰減系數(shù)等都可以自定義。可以利用CIVA中的CAD工具設(shè)計(jì)非均質(zhì)材料。
可以模擬背散射噪聲（散射體隨機(jī)地分布于材料中，可以定義任意密度和反射率，可設(shè)置工件中每個(gè)材料的噪聲）。


相控陣設(shè)置
CIVA軟件可以非常方便地定義各種類型的陣列探頭：線形、矩陣和環(huán)形陣，并可以計(jì)算延遲法則和定義激發(fā)順序以實(shí)現(xiàn)常規(guī)和高級的相控陣技術(shù)：
可以單獨(dú)定義發(fā)射或接收晶片發(fā)射或接收的孔徑可以是變化的常規(guī)和高級的電子掃查（接收晶片與發(fā)射晶片不同）
環(huán)陣


水浸式接觸式雙晶陣列智能柔性探頭曲率線陣
可以處理任意幾何形狀（常規(guī)或者復(fù)合）和材料（均質(zhì)或者非均質(zhì)材料，各向同性和各向異性）的工件，并且可以計(jì)算從到最復(fù)雜的相控陣技術(shù)：
聚焦于一個(gè)或多個(gè)任意點(diǎn)電子掃查錘灞蘸廣_一-霸扇形掃查≮…■動(dòng)態(tài)延遲法則的應(yīng)用★非均一幅值法則的應(yīng)用（影響非均勻單元的響應(yīng)和聲束變跡）對于復(fù)雜幾何形狀和不均勻材料，可以計(jì)算沿著掃查釉的每個(gè)探頭位置上的延遲法則。
缺陷
可以在工件內(nèi)部設(shè)置任意數(shù)量缺陷，缺陷可以處于任意位置，其形狀為：
校準(zhǔn)缺陷：球形孔、橫孔、平底孔和半球形孔
平面缺陷：任意大小和方向，矩形或半橢圓●
多面缺陷和二維CAD外形缺陷
固體夾雜物（圓柱、球形或者橢圓形）：缺陷由，母固體材料組成矩陣科技
結(jié)果
聲束計(jì)算
在該模塊中可以計(jì)算在工件中的超聲波束，也可以計(jì)算在耦合材料中的聲場。可以在工件中按照以波幅一顏色關(guān)系或者等波幅面的方式顯示聲束，也可以顯示聲束的局部方向和波前（可以保存為動(dòng)態(tài)文件，AVI格式）。
缺陷響應(yīng)
該模塊模擬聲束一缺陷相互作用，并且預(yù)測各回波的波幅和時(shí)間差：直接回波，端角效應(yīng)等等。它可以計(jì)算由幾何形狀產(chǎn)生的回波、表面回波和波形轉(zhuǎn)換。
對于TOFD仿真，可以計(jì)算缺陷邊緣產(chǎn)生的直接回波、直通波以及對底面回波造成的陰影效應(yīng)。
分析工具
該軟件提供了大量的信號處理方法，包括一些常規(guī)的處理方法（濾波，去卷積等等）和很多的處理方法（小波，雙伯努利一高斯去卷積等等）。3D分段工具可以將信號進(jìn)行分組，可以處理這些組，并且輸出報(bào)告。
該軟件還整合了重建工具，對于合成聚焦尤其有用。該軟件能夠從采集到的數(shù)據(jù)文件或相控陣模擬結(jié)果中提取并合并信號，使得在點(diǎn)獲得聚焦效果，并重建圖像。聲束軌跡工具考慮了波形轉(zhuǎn)換、反射、時(shí)間延遲顯示等等。
仿真實(shí)例







渦流檢測模擬
渦流仿真模塊可以預(yù)測工件內(nèi)的電場和使用一個(gè)或多個(gè)探頭檢測時(shí)的缺陷響應(yīng)。
探頭
這個(gè)模塊可以處理：
圓形、外環(huán)或者內(nèi)環(huán)甚至是扇形（用于管子檢測）線圈；平面線圈（用于圓柱、平板或者二維和三維工件檢測）?？梢詾槊總€(gè)渦流線圈添加一個(gè)鐵磁芯。可以是圓柱或者C或者E形狀的杯狀鐵磁芯。
CIVA同樣可以處理多線圈或者多頻率結(jié)構(gòu)模型：
線圈的特殊參數(shù)和位置（線圈可以在工件表面上傾斜或者在管子內(nèi)偏心）通道可隨意定義（式和差動(dòng)式，阻抗和發(fā)射／接收模式）工件
參數(shù)化幾何結(jié)構(gòu)：在圖形界面中可以定義參數(shù)化幾何外形工件：平面、圓柱和鉆孔CAD文件：
可以將CAD文件導(dǎo)入到CIVA軟件中建立工件，并對該工件進(jìn)行計(jì)算。
可以將二維CAD文件經(jīng)過拉伸或者旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生三維工件支持的二維CAD文件格式為DXF或者IGES可以使用CIVA軟件中的CAD工具自定義工件三維CAD文件（IGES或者STEP格式）

缺陷可以在工件中添加一個(gè)缺陷。缺陷種類如下：
可以在平板、二維或三維CAD工件，或者圓柱體內(nèi)添加一個(gè)三維平行六面體缺陷，在種情況中，缺陷沿著圓柱體延伸。
平底孔在平板中可以添加一個(gè)半橢圓狀缺陷。
結(jié)果


2D結(jié)構(gòu)工件中的缺陷渦流和阻抗計(jì)算
該模塊可以快速計(jì)算均勻材質(zhì)的2D結(jié)構(gòu)工件（在工件中傳導(dǎo)率和滲透率為常數(shù)）。對于圓柱結(jié)構(gòu)，渦流線圈（不包含鐵磁芯）可以為外環(huán)或者內(nèi)環(huán)線圈。對于平板結(jié)構(gòu)，線圈可以為平面線圈（包含或者不包含鐵磁芯）。
矩陣科技
可以直觀地顯示以下量的數(shù)值：渦流密度、電場和電勢矢量。對于平板工件，可以計(jì)算并繪制一組頻率的標(biāo)準(zhǔn)阻抗圖。
模擬在工件中3D缺陷的響應(yīng)可以模擬使用一個(gè)或多個(gè)平面線圈（包含或者不包含鐵磁芯）檢測平板工件中的3D缺陷所產(chǎn)生的響應(yīng)。平板工件可以由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電材料組成。可以模擬使用圓形線圈、內(nèi)環(huán)或者外環(huán)線圈（內(nèi)穿或者外穿，位于中心或者偏心）檢測管子工件中的縱向或橫向槽（外表面槽或者內(nèi)表面槽）或者平底孔所產(chǎn)生的響應(yīng)。
在2D或3D CAD工件情況下，表面近似為圓柱或者平面。
渦流分析工具
一個(gè)專業(yè)的后處理工具可以將阻抗變化轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)彩色圖像（可以同時(shí)進(jìn)行多通道顯示，濾波，混頻，平衡，提離清除等）。用戶同時(shí)可以提取一行或者一列渦流數(shù)據(jù)，并使用阻抗平面圖來分析。
復(fù)繞組變壓模型
復(fù)繞組模型可以預(yù)測不同結(jié)構(gòu)中（管子或圓棒的外穿線圈，管子中的軸向探頭，平板上的線圈）由于軸對稱缺陷的存在所引起的探頭阻抗變化。該技術(shù)目前只能用于軸向和對稱性結(jié)構(gòu)中。



X射線模擬
射線模塊可以預(yù)測X射線源或伽瑪射線源所產(chǎn)生的直接輻射和散射輻射。
該模塊可以設(shè)置相關(guān)的參數(shù)：工件選擇、源和探測器，能夠插人缺陷，定義源和探測器相對工件的位置，選擇計(jì)算選項(xiàng)。
源

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可以設(shè)置X射線源或伽瑪射線源。對于X射線源需要定義陽極和能譜，對于伽瑪射線源需要定義能量分布（預(yù)定，義了C060、lr192和Se75_種常見的源）。源的形狀可以為圓柱或圓錐狀，聚焦點(diǎn)可以是精確的或者不精確的。
工件
??? 可以用于該模塊的工件有：
??? 具有圖形接口，允許定義參數(shù)化幾何結(jié)構(gòu)（平板、圓柱、圓錐、彎管或插管）??? 可以將二維CAD文件經(jīng)過拉伸或者旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生三維工件3D CAD工件（STEP或IGES格式文件）可以設(shè)計(jì)均勻介質(zhì)工件，模塊中內(nèi)置了110種常規(guī)材料，也可以定義合金材料。
缺陷
??? 可以在工件中插入缺陷。缺陷幾何形狀可以為平面、球狀、橢球狀或不規(guī)則表面（平面或曲面）、橫孔、平底孔和半球形孔，也可以定義3D CAD缺陷?？梢詫⑷毕莶馁|(zhì)定義為合金。
探測器
??? 對不同類型的源可以定義不同探測器（平面或曲面）。對于伽瑪射線源可以選擇多達(dá)十余種膠片。對于X射線源，只需要定義探測器的主要特征（像素?cái)?shù)量、像素尺寸、整體增益、缺陷量子效率），同時(shí)還需定義探測器材料。對所有源都可以設(shè)計(jì)并添加過濾器。
結(jié)果
??? 可以使用比爾一朗伯解析法或蒙特卡洛方法計(jì)算結(jié)果。也可以將兩種方法結(jié)合在一起進(jìn)行計(jì)算。
??? 使用圖像（直接輻射、散射、在探測器上能量的水平分量和垂直分量等等）顯示計(jì)算結(jié)果。圖像中的指針與3D工件中的指針是聯(lián)動(dòng)的?？梢允褂蒙渚€軌跡工具顯示光子在材料中的運(yùn)動(dòng)軌跡?？梢詫D像以Tiff格式導(dǎo)出。


CIVA9的硬件和軟件設(shè)備配置：
? PCj-I算機(jī)：
? 配置：Pentium IV 推薦2 Gb（尤其是Vista版本）硬盤至少需要350Mb可用空間，需要超過9Gb的空間存儲臨時(shí)文件推薦1280X1024-19英寸顯示器
??? 與OpenGL⑥兼容的顯卡
?? ?CD-Rom光驅(qū)
??? 操作系統(tǒng)：Windows XP或VISTA