Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25095| Título: | Parameter and surface estimation in ultrasound non-destructive testing |
| Título(s) alternativo(s): | Estimação de parâmetros e superfícies em ensaios não-destrutivos por ultrassom |
| Autor(es): | Moura, Hector Lise de |
| Orientador(es): | Pipa, Daniel Rodrigues |
| Palavras-chave: | Processamento de sinais - Técnicas digitais Ensaios não-destrutivos Estimativa de parâmetros Testes de ultrassom Tubulação - Corrosão Superfícies (Tecnologia) Métodos de Simulação Signal processing - Digital technique Nondestructive testing Parameter estimation Ultrasonic testing Piping - Corrosion Surfaces (Technology) Simulation methods |
| Data do documento: | 29-Abr-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | MOURA, Hector Lise de. Parameter and surface estimation in ultrasound non-destructive testing. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | Técnicas com ultrassom possuem um papel importante na área de Ensaios Não-Destrutivos. As vantagens do uso de ultrassom são seu baixo custo, portabilidade e uso seguro. O uso de imageamento por ultrassom facilita a localização e caracterização de defeitos internos, bem como a detecção e mapeamento de áreas corroídas. O processo de imageamento pode ser feito de diferentes maneiras, porém, em todas, parâmetros de inspeção como velocidade de propagação do som em diferentes meios, assim como a interface entre meios, devem ser conhecidos. Premissas incorretas nesses parâmetros levam a distorções nas imagens resultantes. Essas distorções podem prejudicar a detecção e caracterização de defeitos. A estimação desses parâmetros, geralmente, é feita por calibração usando procedimentos e materiais específicos. Os objetivos deste estudo são: (1) desenvolver métodos para estimação de parâmetros durante a inspeção e sem a necessidade de materiais específicos, assim como (2) reconstrução de superfícies para mapear a corrosão em tubulações. Para o primeiro objetivo, é mostrado que algoritmos de imageamento comuns, como o Total Focusing Method, podem ser usados para estimar a velocidade de propagação do som nos material imageado. O método proposto consegue realizar uma estimativa sem a necessidade de uma busca em grade, atingindo uma redução de iterações de 8000 para até 23, com a mesma tolerância quando comparado a métodos presentes na literatura. Para o segundo objetivo, foi proposto um método para estimar o perfil 1D de superfícies. Esse método inédito é formulado como um problema inverso. Esse problema é definido como uma soma de mínimos quadrados ponderados com regularização Total Variation de segunda ordem, dessa forma, favorecendo soluções lineares por partes. O método desenvolvido se mostrou mais robusto a ruído do que outros métodos da literatura. Em comparação com o método estado da arte, o método proposto obteve erros menores em até uma ordem de grandeza. Quando os perfis estimados foram usados para o imageamento do interior de objetos, o método proposto também forneceu imagens melhores que possibilitam melhor detecção dos defeitos presentes. |
| Abstract: | Ultrasound techniques play an important role in Non-Destructive Testing. The advantages of ultrasound are its low-cost, portability and safety. Ultrasound imaging facilitates the localization and characterization of internal defects, as well as the detection and mapping of corroded areas. The imaging process can be done in different ways, but common to all, inspection parameters such as sound speed in the different media, as well as the interface between these media, must be known. Wrong assumptions on these parameters lead to distortions in the resulting images that could, potentially, hinder the characterization of defects. Estimation of these parameters is usually done by calibration using specific materials and procedures. The objectives of this study are to develop (1) methods to estimate such parameters during inspection time, without the need for specific materials, as well as (2) surface reconstruction methods to address corrosion mapping in pipes. In the first objective, it is shown that commonly used imaging processes, such as the Total Focusing Method, can be used to estimate the sound speed in the imaged material with low uncertainty. The proposed method does a gridless search in a given interval and is able to produce an estimate in up to 23 iterations, from the 8000 iterations needed, for the same tolerance, in the methods present in the literature. In the second objective, a method for estimating a 1D surface profile is proposed. This new method weights the contribution of each surface point as a way to cope with different SNR levels. Also, by means of a second-order Total Variation regularization, the method promotes piecewise linearity in the solution while suppressing noise. The developed method is shown to be more robust in the presence of noise than other methods in the literature. When compared to the state-of-the-art, the proposed method obtained errors almost ten-fold smaller. Using the estimated profiles to produce interior images of the objects, the proposed method lead to more accurate images, enabling better detection of the flaws. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25095 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| parametersurfaceestimationultrasound.pdf | 2,76 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
