Metodi e strumenti di misura per l'esecuzione di test non distruttivi ...

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Capitolo 3 Sviluppo ed ottimizzazione del sistema basato sulla Sonda Fluxset acquisiti, atti all’estrazione delle informazioni riguardanti la presenza dei difetti. Infatti, nella realizzazione di uno strumento che effettui l’intera procedura di analisi non distruttiva, oltre alla precisione nell’individuazione dei difetti, il software di gestione ed elaborazione necessita anche di caratteristiche quali la ridotta occupazione di memoria (installazione on-board) e la velocità di calcolo (elaborazione in real time). Queste specifiche progettuali, sono state ottemperate effettuando analisi in frequenza, sfruttando l’algoritmo di Goertzel. Infatti, come esaurientemente descritto in precedenza, il primo algoritmo di elaborazione utilizzato era basato su un approccio nel dominio del tempo che permetteva di avere le migliori prestazioni in termini di linearità, sensibilità e risoluzione della caratteristica del sensore ma presentava grossi limiti in termini di velocità di esecuzione. Si è quindi passati all’approccio nel dominio della frequenza effettuando l’FFT del segnale ed analizzando il comportamento della seconda armonica dei segnali di pickup. Al fine di meglio comprendere il passaggio dall’FFT all’algoritmo di Goertzel è bene chiarire alcuni aspetti riguardo la complessità di calcolo di questi algoritmi. L’analisi digitale dei segnali nel dominio della frequenza è strettamente legata al calcolo della Trasformata Discreta di Fourier (DFT); questa però presenta il grosso problema di una complessità di calcolo di tipo N 2 se N è il numero di campioni su cui viene eseguita. Per questo è nata la necessità di avvalersi di algoritmi con complessità minori, quali la FFT. In realtà, l’acronimo FFT indica una classe di algoritmi efficienti per il calcolo della trasformata discreta di una sequenza periodica per cui, generalmente, si ha una complessità di calcolo del tipo N·log2(N). Questi algoritmi, se N è la lunghezza del time record, cioè il numero di punti, forniscono (N/2)+1 componenti spettrali del segnale. Goertzel non è considerato un algoritmo FFT in quanto ha una complessità di calcolo di tipo N 2 . Questo però permette, volendo, il calcolo di un numero ridotto di componenti spettrali (al limite 1); in tal caso, se M è il numero di componenti che si vogliono calcolare, il peso totale dei calcoli è proporzionale ad M·N. Conseguenza vuole che quando M< log2(N) l’algoritmo 127
Capitolo 3 Sviluppo ed ottimizzazione del sistema basato sulla Sonda Fluxset di Goertzel è più veloce di un algoritmo FFT. Al limite, quando è necessario il calcolo di una sola componente spettrale, la complessità di calcolo si riduce di log2(N). In aggiunta, l’algoritmo di Goertzel ha il grande vantaggio di poter processare i dati così come arrivano, mentre gli algoritmi FFT devono aspettare che siano disponibili tutti i punti nella finestra. E’ quindi possibile ridurre significativamente la memoria dati necessaria. In seguito a questa breve descrizione degli algoritmi per l’analisi dei segnali nel dominio della frequenza, che lungi dall’essere esaustiva, risulta chiaro l’incremento di prestazioni ottenibili dall’ausilio dell’algoritmo di Goertzel nel caso in esame. Infatti, utilizzando ed accordando l’algoritmo di Goertzel per l’estrazione della sola seconda armonica del segnale di pickup, si è ottenuta una notevole riduzione sia dei tempi di calcolo che dell’occupazione in memoria. In definitiva, il software di gestione della procedura di misura, installato sullo strumento e gestito mediante un PC, permette di: effettuare la procedura di taratura e/o di calibrazione; gestire la comunicazione tra le diverse unità al fine di permettere l’alimentazione della sonda e, quando necessario, della bobina di taratura; gestire il sistema di movimentazione; acquisire ed elaborare i segnali di pickup mediante l’algoritmo di Goertzel; inviare al PC i dati relativi alle mappe di modulo e fase del campo magnetico misurato. 3.3.7 La verifica sperimentale In seguito alla realizzazione dello strumento sono stati eseguiti numerosi test su provini con difetti noti, al fine di verificarne le prestazioni e valutarne alcune caratteristiche d’interesse. In particolare: a) Verificare la correttezza ed il funzionamento della procedura automatica di taratura e calibrazione implementata sullo strumento; b) Valutare la ripetibilità del processo di misura, sia rispetto alla sonda che al sistema di scansione; c) Misurare il tempo necessario ad eseguire la scansione di un’area definita; 128
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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CASSINO
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Ringraziamenti Dovuti e sentiti rin
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Capitolo 3 Sviluppo ed ottimizzazio
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Introduzione ed Internazionale che
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Introduzione sviluppando nuove tecn
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Introduzione identificare oltre che
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Capitolo 1 I controlli non distrutt
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