CIVA仿真平台

Cl\/A：完美的无损检测仿真平台矩阵科技
CIVA是应用于无损检测的专业仿真平台。它由仿真、成像和分析模块组成，可以用来设计或者优化检测工艺，可以预测在实际无损检测中的检测能力。CIVA软件包括了超声(UT)，X射线(X-Ray)和涡流(ET)三种常规的检测技术。CIVA9的主要特点如下：
超声仿真
超声仿真包括声束传播计算和声束与缺陷或工件之间的相互作用（底面回波，表面回波，端角效应和阴影效应）。超声仿真可以模拟整个检测过程（脉冲回波，串列或TOFD）：不同的探头、工件和缺陷。
探头
可以处理各种标准的或者特殊设计的超声探头：
接触式、水浸式、双晶探头和串列探头矩形或者圆形的探头表面发射面为聚焦形状或者有声透镜的探头平面或者球形／双焦点／费马聚焦表面双晶探头，支持非对称结构探头单晶或者相控阵探头（参考相控阵部分）用于管子检测的外环或者内环阵列探头智能柔性相控阵探头（与参数化或CAD工件紧密接触，可以是线性或者矩阵模式）工件
参数化几何外形工件：
在图形界面中可以定义参数化几何外形工件平面，圆柱，圆锥，球状三维参数化的弯管，插管或钻孔
CAD文件：可以将CAD文件导入刭CIVA软件中建立工件，并对该可以将二维CAD文件经过拉伸或者旋转生成三维工件：支持的二维CAD文件格式为DXF或者IGES可以使用CIVA软件中的CAD工具自定义工件三维CAD文件（IGES或者STEP格式）

材料
工件可以是同一性质或者是分层材料（例如覆层）。每层材料可以为各向同性或者各向异性，可以具有任意对称性和方向性。材料同样可以定义为纤维强化、多层或者颗粒混合物。材料的声学特征包括衰减系数等都可以自定义。可以利用CIVA中的CAD工具设计非均质材料。
可以模拟背散射噪声（散射体随机地分布于材料中，可以定义任意密度和反射率，可设置工件中每个材料的噪声）。


相控阵设置
CIVA软件可以非常方便地定义各种类型的阵列探头：线形、矩阵和环形阵，并可以计算延迟法则和定义激发顺序以实现常规和高级的相控阵技术：
可以单独定义发射或接收晶片发射或接收的孔径可以是变化的常规和高级的电子扫查（接收晶片与发射晶片不同）
环阵


水浸式接触式双晶阵列智能柔性探头曲率线阵
可以处理任意几何形状（常规或者复合）和材料（均质或者非均质材料，各向同性和各向异性）的工件，并且可以计算从最简单到最复杂的相控阵技术：
聚焦于一个或多个任意点电子扫查锤灞蘸广_一-霸扇形扫查≮…■动态延迟法则的应用★非均一幅值法则的应用（影响非均匀单元的响应和声束变迹）对于复杂几何形状和不均匀材料，可以计算沿着扫查釉的每个探头位置上的延迟法则。
缺陷
可以在工件内部设置任意数量缺陷，缺陷可以处于任意位置，其形状为：
校准缺陷：球形孔、横孔、平底孔和半球形孔
平面缺陷：任意大小和方向，矩形或半椭圆●
多面缺陷和二维CAD外形缺陷
固体夹杂物（圆柱、球形或者椭圆形）：缺陷由，母固体材料组成矩阵科技
结果
声束计算
在该模块中可以计算在工件中的超声波束，也可以计算在耦合材料中的声场。可以在工件中按照以波幅一颜色关系或者等波幅面的方式显示声束，也可以显示声束的局部方向和波前（可以保存为动态文件，AVI格式）。
缺陷响应
该模块模拟声束一缺陷相互作用，并且预测各回波的波幅和时间差：直接回波，端角效应等等。它可以计算由几何形状产生的回波、表面回波和波形转换。
对于TOFD仿真，可以计算缺陷边缘产生的直接尖端回波、直通波以及对底面回波造成的阴影效应。
分析工具
该软件提供了大量的信号处理方法，包括一些常规的处理方法（滤波，去卷积等等）和很多尖端的处理方法（小波，双伯努利一高斯去卷积等等）。3D分段工具可以将信号进行分组，可以处理这些组，并且输出报告。
该软件还整合了重建工具，对于合成聚焦尤其有用。该软件能够从采集到的数据文件或相控阵模拟结果中提取并合并信号，使得在指定点获得最好的聚焦效果，并重建图像。声束轨迹工具考虑了波形转换、反射、时间延迟显示等等。
仿真实例







涡流检测模拟
涡流仿真模块可以预测工件内的电场和使用一个或多个探头检测时的缺陷响应。
探头
这个模块可以处理：
圆形、外环或者内环甚至是扇形（用于管子检测）线圈；平面线圈（用于圆柱、平板或者二维和三维工件检测）。可以为每个涡流线圈添加一个铁磁芯。可以是圆柱或者C或者E形状的杯状铁磁芯。
CIVA同样可以处理多线圈或者多频率结构模型：
线圈的特殊参数和位置（线圈可以在工件表面上倾斜或者在管子内偏心）通道可随意定义（绝对式和差动式，阻抗和发射／接收模式）工件
参数化几何结构：在图形界面中可以定义参数化几何外形工件：平面、圆柱和钻孔CAD文件：
可以将CAD文件导入到CIVA软件中建立工件，并对该工件进行计算。
可以将二维CAD文件经过拉伸或者旋转产生三维工件支持的二维CAD文件格式为DXF或者IGES可以使用CIVA软件中的CAD工具自定义工件三维CAD文件（IGES或者STEP格式）

缺陷可以在工件中添加一个缺陷。缺陷种类如下：
可以在平板、二维或三维CAD工件，或者圆柱体内添加一个三维平行六面体缺陷，在最后一种情况中，缺陷沿着圆柱体延伸。
平底孔在平板中可以添加一个半椭圆状缺陷。
结果


2D结构工件中的缺陷涡流和阻抗计算
该模块可以快速计算均匀材质的2D结构工件（在工件中传导率和渗透率为常数）。对于圆柱结构，涡流线圈（不包含铁磁芯）可以为外环或者内环线圈。对于平板结构，线圈可以为平面线圈（包含或者不包含铁磁芯）。
矩阵科技
可以直观地显示以下量的数值：涡流密度、电场和电势矢量。对于平板工件，可以计算并绘制一组频率的标准阻抗图。
模拟在工件中3D缺陷的响应可以模拟使用一个或多个平面线圈（包含或者不包含铁磁芯）检测平板工件中的3D缺陷所产生的响应。平板工件可以由一个或多个导电材料组成。可以模拟使用圆形线圈、内环或者外环线圈（内穿或者外穿，位于中心或者偏心）检测管子工件中的纵向或横向槽（外表面槽或者内表面槽）或者平底孔所产生的响应。
在2D或3D CAD工件情况下，表面近似为圆柱或者平面。
涡流分析工具
一个专业的后处理工具可以将阻抗变化转换为准彩色图像（可以同时进行多通道显示，滤波，混频，平衡，提离清除等）。用户同时可以提取一行或者一列涡流数据，并使用阻抗平面图来分析。
复绕组变压模型
复绕组模型可以预测不同结构中（管子或圆棒的外穿线圈，管子中的轴向探头，平板上的线圈）由于轴对称缺陷的存在所引起的探头阻抗变化。该技术目前只能用于轴向和对称性结构中。



X射线模拟
射线模块可以预测X射线源或伽玛射线源所产生的直接辐射和散射辐射。
该模块可以设置相关的参数：工件选择、源和探测器，能够插人缺陷，定义源和探测器相对工件的位置，选择计算选项。
源

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可以设置X射线源或伽玛射线源。对于X射线源需要定义阳极和能谱，对于伽玛射线源需要定义能量分布（预定，义了C060、lr192和Se75_种常见的源）。源的形状可以为圆柱或圆锥状，聚焦点可以是精确的或者不精确的。
工件
??? 可以用于该模块的工件有：
??? 具有图形接口，允许定义参数化几何结构（平板、圆柱、圆锥、弯管或插管）??? 可以将二维CAD文件经过拉伸或者旋转产生三维工件3D CAD工件（STEP或IGES格式文件）可以设计均匀介质工件，模块中内置了110种常规材料，也可以定义合金材料。
缺陷
??? 可以在工件中插入缺陷。缺陷几何形状可以为平面、球状、椭球状或不规则表面（平面或曲面）、横孔、平底孔和半球形孔，也可以定义3D CAD缺陷。可以将缺陷材质定义为合金。
探测器
??? 对不同类型的源可以定义不同探测器（平面或曲面）。对于伽玛射线源可以选择多达十余种胶片。对于X射线源，只需要定义探测器的主要特征（像素数量、像素尺寸、整体增益、缺陷量子效率），同时还需定义探测器材料。对所有源都可以设计并添加过滤器。
结果
??? 可以使用比尔一朗伯解析法或蒙特卡洛方法计算结果。也可以将两种方法结合在一起进行计算。
??? 使用图像（直接辐射、散射、在探测器上能量的水平分量和垂直分量等等）显示计算结果。图像中的指针与3D工件中的指针是联动的。可以使用射线轨迹工具显示光子在材料中的运动轨迹。可以将图像以Tiff格式导出。


CIVA9的硬件和软件设备最低配置：
? PCj-I算机：
? 配置：Pentium IV 2 GHz，推荐3GHz 内存：最低1Gb，推荐2 Gb（尤其是Vista版本）硬盘至少需要350Mb可用空间，需要超过9Gb的空间存储临时文件推荐1280X1024-19英寸显示器
??? 与OpenGL⑥兼容的显卡
?? ?CD-Rom光驱
??? 操作系统：Windows XP或VISTA