Parameter and surface estimation in ultrasound non-destructive testing - Moura, Hector Lise de (2021)
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.