Kund:
Force Technology
Får avancerad industriell skanning att fungera.
Force Technology och Prevas har utvecklat en ny ultraljudsskanner med ett stort antal ultraljudselement som snabbt kan skanna enorma mängder data och visa dem i realtid.
Force Technology grundades på 1970-talet och har varit en pionjär inom ultraljudsskanningsutrustning. Företaget har utvecklat utrustning för skanning av metallrör, vindturbinblad och många andra strukturer. Ultraljudsskanning kan ”se” in i strukturerna och avslöja kritiska fel och på så sätt möjliggöra en icke-destruktiv testning.
I den senaste versionen av det populära P-Scan Stack-systemet har Force Technology tagit tekniken ett jättekliv framåt. I stället för att använda endast en eller två ultraljudselement samtidigt kan nya P-Scan Stack med hjälp av phased array-teknik hantera upp till 128 element. Det innebär att enheten kan sända och detektera en riktningsstyrd ultraljudsvågfront i stället för bara en enda stråle.
Det nyutvecklade systemet gör det möjligt att med ett speciellt elektriskt fordon som kör ultraljudsskannern skanna ett 100 meter långt vindturbinblad på endast en kvart. Hittills har det tagit flera timmar att utföra en sådan skanning.
– Det är viktigt för bladtillverkare att kunna skanna bladen snabbt eftersom de produceras snabbt. En längre testningsfas kan förlänga produktionstiden, säger Lars Vesth, chef för digital IT och innovation på Force Technology och ansvarig för utvecklingen av det nya P-Scan-systemet.
Ultraljudselement, eller kristaller, sänder ultraljudsstrålar och registrerar ekot från materialet. Med denna information kan enheten sedan rita en bild av materialet. Till exempel kan den upptäcka ojämnheter i ett glasfiberblad eller i en metallsvetsning. Den används också inom olje- och gasindustrin för att mäta korrosion i rör.
– Det nya systemet gör det möjligt för oss att samla in mycket stora mängder data med hög upplösning mycket snabbt, säger Lars Vesth.
Phased array-system
Inte många företag har ingående kunskaper om phased array-system men Prevas har omfattande expertis inom detta komplexa område. Och detta är också orsaken till att Force Technology valde just Prevas som sin partner för att utveckla sin nya produkt.
På området phased array-system har Prevas projekt innefattat gemensam utveckling av ett stort phased array-system, SARUS, med BK Medical och DTU, Danmarks Tekniska Universitet. SARUS kan utföra vektorhastighetsavbildning och kan därigenom mäta blodflödet genom enskilda vener hos en patient i realtid.
Realtidsbearbetning
Ett stort problem när stora datavolymer tas emot från sondelementen är att kunna bearbeta informationen tillräckligt fort. P-Scan-systemet är ett realtidssystem som visar livebilder av strukturer för användare under tiden de skannar.
– Vi behövde samla in data från samtliga element och visualisera resultaten direkt, säger Peter Aagaard Kristensen, VP Technology på Prevas.
Som elektronikutvecklingsföretag konstruerar Prevas ett stort antal mönsterkort (PCB) varje år och är experter på kort med FPGA (Field Programmable Gate Arrays). FPGA:er spelar en viktig roll i det nya systemet.
– Man kan enkelt generera 10 Gbit av data per sekund från ett phased array-system, säger Peter Aagaard Kristensen. Vi har fått ned den siffran till sub-1 Gbit per sekund. Vi utför en omfattande förbearbetning av data i en FPGA och extraherar den viktigaste delen innan vi skickar det till en dator för vidare bearbetning där data visualiseras i 3D i realtid med hjälp av GPU-teknik.
– Prevas har gjort ett mycket bra jobb med att konstruera PCB:er och programmerat korten, säger Lars Vesth på Force Technology. Prevas har den nödvändiga expertisen inom FPGA-programmering och de har arbetat med phased array-system i medicinska tillämpningar.
Industriell skanning
Många känner till ultraljudsskanning från undersökning av gravida kvinnor. I ett industriellt sammanhang kan tekniken användas för att skanna allt från byggnadsstrukturer till små industriella produkter som behöver kvalitetskontrolleras före försäljning.
– När man undersöker ett vindturbinblad är det mest intressanta att ta reda på styrkan i kritiska områden, där krafterna är väldigt stora, säger Lars Vesth. Och de här områdena är där de bärande balkarna är förbundna med bladets skal.
– Vi kan undersöka områden i bladen ned till millimeter för millimeter. Vårt P-Scan-system undersöker rör inom oljeindustrin, ståltankar och kärnkraftsanläggningar. Det kan användas för alla kritiska strukturer där fel kan uppstå.
Specialutrustning
Force Technology har utvecklat ett antal specialenheter för specifika skanningsbehov. Till exempel har de utvecklat ett system för att skanna rör installerade i oljeplattformar. Utrustningen cirkulerar runt röret och mäter varje centimeter av röret. Med det nya phased array-systemet kan nu skanningen av rör utföras mycket snabbare eftersom det täcker ett mycket större område.
– Vi kan nu använda upp till 64 elementsonder så att utrustningen bara behöver vända ett fåtal gånger. Det sparar mycket tid och tiden är dyrbar på en oljeplattform. Vi kan genomföra skanningen upp till tio gånger snabbare än tidigare, säger Lars Vesth.
Rörskannern är en liten enhet som väger mindre än 10 kilogram medan skannern för turbinblad egentligen är ett stort elektriskt fordon som en förare kör utmed bladet för att mäta det från den ena änden till den andra.
Vill du veta mer om det här projektet eller få reda på vad Prevas kan göra för dig, kontakta oss.
KONTAKTA OSS
Henrik Møller, President, Prevas A/S, e-mail
