BR112015016725B1 - método e sistema para teste ultrassônico de um objeto de teste - Google Patents

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Abstract

MÉTODO E SISTEMA PARA VERIFICAÇÃO DE ULTRASSOM ORIENTADO MANUALMENTE DE UM OBJETO DE TESTE. A invenção refere-se a um método para a verificação ultrassónica de um objeto de teste (12) compreendendo as etapas de mover um cabeçote de teste (16) ao longo de uma superfície de objeto de teste (14) e enviar impulsos ultrassónicos para dentro do objeto de teste (12) por meio da sonda de teste (16); receber sinais de eco respectivos correspondendo aos impulsos ultrassónicos emitidos por meio da sonda de teste (16); preparar uma imagem (20) de uma região de teste predeterminada do objeto de teste (12) com base em uma sobreposição e realização de média de valores de amplitude dos sinais de eco recebidos por meio de uma unidade de processamento de dados (18); onde o método de acordo com a invenção é caracterizado pelas etapas a seguir: captura da posição respectiva da sonda de teste (16) quando do envio de sinais ultrassónicos e?ou quando do recebimento de sinais de eco correspondentes por meio de uma unidade de captura; considerando as posições respectivamente capturadas da sonda de teste (16) quando da criação da imagem (20) da região de teste do objeto de teste (12).

Description

[0001] A invenção refere-se a um método e a um sistema para o teste ultrassónico de um objeto de teste.
[0002] Para o teste não destrutivo de objetos de teste, uma variedade muito grande de métodos de teste ultrassónicos é conhecida. Para uma melhor localização e separação dos defeitos durante o teste não destrutivo com ultrassom, a técnica de análise SAFT (Técnica de Foco de Abertura Sintética) é conhecida. A inspeção é, nesse caso realizada como um teste ultrassónico convencional, mas os dados são gravados sem retificação. Durante a análise subsequente dos dados de medição, as somas de amplitude são determinadas a partir de uma multiplicidade de sinais de medição para elementos de volume pequenos respectivos, que também são referidos como os chamados voxels. O teste ultrassónico com o auxílio de análise SAFT é utilizado de forma convencional no caso de movimento automatizado de um cabeçote de teste emitindo pulsos ultrassónicos e recebendo os sinais de eco correspondentes.
[0003] Pelo uso de cabeçotes de teste de conjunto em fase, os objetos de teste podem ser digitalizados não apenas mecanicamente, mas também eletronicamente, isso é, uma pluralidade de medições é realizada em uma grade definida por um tipo de deslocamento eletrônico do cabeçote de teste. No caso de um cabeçote de teste estacionário, os dados que foram gravados com a mesma digitalização eletrônica podem ser avaliados pela análise SAFT. Isso funciona tanto para um cabeçote de teste imóvel quanto para um cabeçote de teste movido durante a digitalização eletrônica, quando as posições exatas de emissão e recepção e ângulo de incidência e foco no momento de reconstrução são conhecidos.
[0004] É o objetivo da presente invenção se permitir um teste ultrassónico orientado manualmente aperfeiçoado de um objeto de teste com o auxílio da análise SAFT.
[0005] Esse objetivo é alcançado por um método e por um sistema para teste ultrassónico possuindo as características da invenção. Configurações vantajosas com refinamentos rápidos e não triviais da invenção são especificadas nas concretizações.
[0006] O método de acordo com a invenção para o teste ultrassónico de um objeto de teste compreende as seguintes etapas: mover um cabeçote de teste ao longo de uma superfície de objeto de teste e emitir os pulsos ultrassónicos para dentro do objeto de teste por meio do cabeçote de teste; receber os sinais de eco respectivos correspondendo aos pulsos ultrassónicos emitidos por meio do cabeçote de teste; compilar uma imagem de uma região de teste predeterminada do objeto de teste com base na sobreposição e realização de média dos valores de amplitude dos sinais de eco recebidos por meio de um dispositivo de processamento de dados. Em outras palavras, o método para teste ultrassónico de um objeto de teste compreende as etapas necessárias para uma análise SAFT, o método de acordo com a invenção sendo distinguido pelo fato de as posições respectivas do cabeçote de teste durante a emissão dos sinais de ultrassom e/ou durante a recepção dos sinais de eco correspondentes serem detectados por meio de um dispositivo de detecção, e as posições detectadas respectivamente do cabeçote de teste serem levadas em consideração durante a geração da imagem do objeto de teste.
[0007] De acordo com a invenção, portanto, a posição do cabeçote de teste na superfície do objeto de teste é medida através da duração do teste. A medição da posição respectiva é, nesse caso, realizada dentro de intervalos de tempo relativamente curtos e com uma relação de tempo definida para os pulsos de ultrassom emitidos para inspeção do objeto de teste. Preferivelmente, a medição de posição é respectivamente realizada quando um pulso de ultrassom é emitido. Adicionalmente, uma medição de posição pode, adicionalmente, respectivamente, ser realizada quando o sinal de eco correspondente ao pulso de ultrassom emitido é recebido.
[0008] Como uma função das posições detectadas ou medidas respectivas do cabeçote de teste, uma posição instantânea respectiva do cabeçote de teste é determinada, preferivelmente no momento da emissão respectiva do pulso de ultrassom e é utilizada na análise SAFT para determinação da distância entre um voxel a ser reconstruído e a posição de medição real.
[0009] O método de acordo com a invenção possibilita o uso de teste ultrassónico de um objeto de teste com o auxílio da análise SAFT mesmo no caso de um cabeçote de teste orientado manualmente. Preferivelmente, o cabeçote de teste pode, nesse caso, ser movido manualmente ao longo da superfície do objeto de teste. Em particular, o cabeçote de teste pode ser orientado livremente na superfície do objeto de teste no método de acordo com a invenção. A localização dos defeitos no objeto de teste é aperfeiçoada de forma significativa pelo método, defeitos individuais sendo distinguidos melhor um do outro e a razão de sinal para ruído sendo aperfeiçoada, em particular para o teste manual, isso é, orientado manualmente. Durante a compilação da imagem da região de teste do objeto de teste, isso fornece uma resolução aperfeiçoada de artefatos de grupo, isso é, artefatos individuais que estão próximos um do outro, que podem não ser separados um do outro sem análise SAFT e, portanto, avaliados como um grande artefato, e, em particular, a detecção aperfeiçoada de defeitos pequenos. Os defeitos pequenos são, nesse caso, designados a significar os defeitos possuindo uma dimensão que é pequena com relação ao comprimento de onda de pulso de ultrassom utilizado. Adicionalmente, os resultados de teste que são alcançados com o método de acordo com a invenção podem ser interpretados de forma particularmente intuitiva por referencia a um modelo digital tridimensional do objeto de teste.
[0010] De acordo com uma configuração vantajosa da invenção, uma orientação do cabeçote de teste durante a emissão dos sinais de ultrassom e/ou durante a recepção dos sinais de eco correspondentes é detectada por meio do dispositivo de detecção e é levada em consideração durante a geração da imagem da região de teste do objeto de teste. Particularmente no caso de teste ultrassónico manual, isso é, orientação do objeto de teste manualmente, é relativamente fácil se mover o cabeçote de teste ao longo de uma superfície de objeto de teste configurada de forma não plana, de modo que mesmo tal objeto de teste possa ser examinado por meio de teste ultrassónico com relação aos defeitos. Em tais casos, o problema surge onde, dependendo da posição do cabeçote de teste na superfície do objeto de teste, os pulsos ultrassónicos podem ser introduzidos no objeto de teste com orientações diferentes uma da outra, isso é, ângulos diferentes. A detecção da orientação respectiva do cabeçote de teste pode, nesse caso, por exemplo, ser realizada com relação a um sistema de coordenadas de referência fixas, uma orientação inicial do cabeçote de teste no começo do teste ultrassónico, ou similar, de modo que exista uma referência singular para a determinação da orientação respectiva do cabeçote de teste. Levando-se em consideração a orientação, é possível se levar em consideração ambos os ângulos diferentes com os quais os pulsos ultrassónicos são introduzidos no objeto de teste e inclinações de superfície respectivas do objeto de teste, de modo que uma melhor criação de imagem do objeto de teste pelo teste ultrassónico seja possibilitada como um todo.
[0011] De acordo com outra configuração vantajosa da invenção, a posição central da abertura ativa do cabeçote de teste durante a emissão dos sinais de ultrassom é determinada com o auxílio da posição detectada e orientação do cabeçote de teste e é levada em consideração durante a geração da imagem da região de teste do objeto de teste. Uma abertura ativa é, nesse caso, destinada a significar que a região do cabeçote de teste que é utilizada como uma superfície de emissão e recepção ativa para os pulsos de ultrassom ou sinais de eco, respectivamente. Se um cabeçote de teste de conjunto em fase for utilizado, por exemplo, a posição central da abertura ativa é a região que foi especificamente acionada de forma correspondente para a emissão dos pulsos ultrassónicos ou a recepção dos sinais de eco correspondentes. Vantajosamente, a posição central é, nesse caso, determinada durante a emissão respectiva dos pulsos ultrassónicos e/ou durante a recepção respectiva dos sinais de eco correspondentes. Pela determinação da posição central da abertura atualmente ativa do cabeçote de teste, o teste ultrassónico particularmente preciso e a geração de uma imagem da região de teste do objeto de teste podem ser alcançados.
[0012] De acordo com outra configuração vantajosa da invenção, a imagem da região de teste do objeto de teste é compilada durante o movimento do cabeçote de teste ao longo da superfície de objeto de teste. Em outras palavras, um resultado de análise correspondente do teste ultrassónico pode, opcionalmente, ser exibido já durante a medição em andamento. Dessa forma, defeitos localizados correspondentes no objeto de teste podem ser deduzidos de forma particularmente rápida, isso é, mesmo enquanto o teste ultrassónico está sendo realizado.
[0013] De acordo com outra configuração vantajosa da invenção, os dados sobre as posições detectadas e/ou orientações e momentos respectivamente designados são armazenados. Esses dados podem ser fornecidos para avaliação subsequente, por exemplo, como uma indicação de que nenhuma posição de teste relevante foi omitida durante o teste ultrassónico, ou para visualização subsequente de um modelo tridimensional do objeto de teste.
[0014] De acordo com outra configuração vantajosa da invenção, o teste ultrassónico é realizado com uma pluralidade de cabeçotes de teste. A detecção das posições e/ou orientações respectivas é, nesse caso, realizada para todos os cabeçotes de teste e é levada em consideração durante a compilação da imagem do objeto de teste. Pela utilização de uma pluralidade de cabeçotes de teste, é possível se submeter objetos de teste ainda maiores ao teste ultrassónico em um período de tempo relativamente curto.
[0015] O sistema de acordo com a invenção para o teste ultrassónico de um objeto de teste compreende um cabeçote de teste, que pode ser movido ao longo de uma superfície de objeto e por meio do qual pulsos ultrassónicos podem ser emitidos para dentro do objeto deteste e sinais de eco respectivos correspondendo aos pulsos de ultrassom emitidos podem ser recebidos. O sistema compreende, adicionalmente, um dispositivo de processamento de dados, por meio do qual uma imagem de uma região de teste predeterminada do objeto de teste pode ser compilada com base na sobreposição e realização de média dos valores de amplitude dos sinais de eco recebidos. O sistema de acordo com a invenção é, nesse caso, distinguido pelo fato de o sistema compreender um dispositivo de detecção, por meio do qual as posições respectivas do cabeçote de teste durante a emissão dos sinais de ultrassom e/ou durante a recepção dos sinais de ultrassom correspondentes podem ser detectadas, a imagem da região de teste do objeto de teste sendo compilável por meio do dispositivo de processamento de dados enquanto se leva as posições respectivamente detectadas do cabeçote de teste em consideração. As configurações vantajosas do método de acordo com a invenção podem, nesse caso, se consideradas configurações vantajosas do sistema, o sistema compreendendo, em particular, meios a fim de poder realizar as etapas do método.
[0016] De acordo com uma configuração vantajosa do sistema, o dispositivo de detecção compreende um sensor de movimento ótico, que é encaixado no cabeçote de teste e por meio do qual a posição respectiva com relação a um ponto de referência pode ser detectada. O ponto de referência pode, por exemplo, ser a posição na qual o cabeçote de teste foi disposto no começo do teste ultrassónico. Vantajosamente, o dispositivo de detecção, nesse caso, compreende um sensor de movimento ótico adicional, que é encaixado no cabeçote de teste a uma distância predeterminada do outro sensor de movimento ótico e por meio do qual a posição respectiva com relação a um ponto de referência pode ser detectada. Pelo uso de dois sensores de movimento, que podem, por exemplo, operar de acordo com o chamado princípio de medição de fluxo ótico, e que são conhecidos a partir de dispositivos de registro em computador, por exemplo, mouse de computador, propriedades óticas localmente variáveis da superfície de objeto de teste podem ser utilizadas para realizar a detecção de movimento, a fim de se poder determinar a posição respectiva do cabeçote de teste em momentos diferentes da medição. Pela adição do segundo sensor de movimento ótico, a detecção de movimento pode ser expandida a partir de dois graus de liberdade de translação para um terceiro grau de liberdade, isso é, um grau de liberdade de rotação.
[0017] De acordo com outra configuração vantajosa do sistema, o dispositivo de detecção compreende uma multiplicidade de emissores de ultrassom encaixados no cabeçote de teste e pelo menos um receptor de ultrassom, que é disposto a uma distância do cabeçote de teste e por meio do qual a posição e orientação do cabeçote de teste podem ser determinadas com o auxílio dos pulsos de ultrassom emitidos pelos emissores de ultrassom. Dessa forma, a informação de posição tridimensional e as orientações respectivas do cabeçote de teste em torno dos três eixos geométricos espaciais pode ser determinada de forma particularmente confiável. Uma pluralidade de receptores ultrassónicos pode ser fornecida também. Adicionalmente, as posições dos emissores ultrassónicos e do receptor ultrassónico ou receptores ultrassónicos podem ser intercambiadas. Em outras palavras, os emissores ultrassónicos ou emissores podem ser fornecidos no cabeçote de teste, o sensor ultrassónico sendo disposto de forma estacionária e a uma distância correspondente do cabeçote de teste.
[0018] De acordo com outra modalidade vantajosa da invenção, o dispositivo de detecção compreende um dispositivo de retenção giratório, no qual o cabeçote de teste é encaixado de modo que possa ser movido em rotação, o dispositivo de retenção compreendendo um transdutor de distância e rotação, por meio do qual a posição e/ou orientação do cabeçote de teste podem ser determinadas. Dessa forma, o posicionamento respectivo do cabeçote de teste em todas as três direções espaciais, além da orientação do cabeçote de teste em torno de três eixos geométricos espaciais, podem, da mesma forma, ser detectadas de forma confiável.
[0019] De acordo com outra configuração vantajosa do sistema, o dispositivo de detecção compreende um dispositivo de aquisição, por meio do qual uma multiplicidade de marcações óticas aplicadas ao cabeçote de teste pode ser detectada, e com base no qual a posição e orientação do cabeçote de teste podem ser determinadas. As marcações óticas podem, por exemplo, ser marcações ativas, isso é, marcações de emissão de luz, ou marcações passivas que refletem a luz ambiente ou iluminação auxiliar. Pela detecção correspondente das marcações óticas, o posicionamento e orientação tridimensional do cabeçote de teste podem ser determinados de forma contínua, por exemplo, com relação a um sistema de coordenadas predeterminado.
[0020] De acordo com outra modalidade vantajosa do sistema, o dispositivo de detecção compreende um dispositivo de aquisição de imagem encaixado no cabeçote de teste, por meio do qual uma multiplicidade de marcações óticas aplicadas ao cabeçote de teste pode ser detectada, e com base no qual a posição e a orientação do cabeçote de teste podem ser determinadas. Preferivelmente, o dispositivo de detecção compreende um dispositivo de projeção, por meio do qual as marcações óticas podem ser projetadas na superfície do objeto de teste com um padrão predeterminado. O padrão predeterminado pode, por exemplo, ser um ponto, tira ou padrão quadriculado, ou similar. A configuração do padrão, que varia localmente de uma forma predeterminada, por exemplo, pela codificação por meio do formato de ponto, a disposição de pontos, o comprimento de onda ou similares, é, nesse caso, vantajosa. Dessa fora, uma determinação particularmente simples e confiável do posicionamento e orientação do cabeçote de teste são possíveis.
[0021] Por fim, de acordo com outra configuração vantajosa do sistema, o cabeçote de teste é configurado como um cabeçote de teste perpendicular, um cabeçote de teste angulado ou um cabeçote de teste de conjunto em fase.
[0022] Outras características e detalhes vantajosos da invenção podem ser encontrados na descrição a seguir das modalidades ilustrativas preferidas e com o auxílio dos desenhos. As características e combinações de características mencionadas acima na descrição, além de características e combinações de características mencionadas abaixo na descrição das figuras e/ou apenas ilustradas nas figuras podem ser utilizadas não apenas na combinação respectivamente indicada, mas também em outras combinações ou separadamente, sem se distanciar do escopo da invenção.
[0023] Nos desenhos:
[0024] a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva esquemática de um sistema para o teste ultrassónico de um objeto de teste, dois sensores de movimento ótico para detecção da posição e orientação do cabeçote de teste sendo disposto no último;
[0025] a Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva esquemática de uma modalidade alternativa do sistema para teste ultrassónico de um objeto de teste, um receptor ultrassónico sendo disposto em um braço acima de um cabeçote de teste em formato de T no qual três emissores de ultrassom são encaixados, por sua vez;
[0026] a Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva de outra modalidade alternativa para o teste ultrassónico de um objeto de teste, um cabeçote de teste orientado manualmente sendo disposto em um dispositivo de retenção giratório;
[0027] a Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva esquemática de outra modalidade do sistema para o teste ultrassónico de um objeto de teste, uma multiplicidade de marcações óticas sendo aplicadas a um objeto de teste e um dispositivo de aquisição de imagem disposto acima do cabeçote de teste sendo fornecido; e
[0028] a Figura 5 ilustra uma vista em perspectiva esquemática de outra modalidade do sistema para teste ultrassónico de um objeto de teste, um dispositivo de aquisição de imagem, por meio do qual uma multiplicidade de marcações óticas aplicadas à superfície de objeto de teste pode ser detectada, encaixada no cabeçote de teste.
[0029] Nas figuras, elementos que são iguais ou funcionalmente iguais são fornecidos com as mesmas referências.
[0030] Um sistema denotado por 10 como um todo para teste ultrassónico de um objeto de teste 12 é ilustrado em uma vista em perspectiva esquemática na figura 1. O sistema 10 compreende um cabeçote de teste 16, que pode ser movido ao longo de uma superfície de objeto de teste e por meio do qual os pulsos ultrassónicos podem ser emitidos para dentro do objeto de teste 12 e os sinais de eco respectivos correspondendo aos pulsos ultrassónicos emitidos podem ser recebidos, O sistema 10 compreende adicionalmente um dispositivo de processamento de dados 18 (não representado aqui) por meio do qual uma imagem 20 (da mesma forma não representada aqui) de uma região de teste do objeto de teste 12 pode ser compilada com base na sobreposição e realização de média dos valores de amplitude dos sinais de eco recebidos. Em outras palavras, o sistema 10 para o teste ultrassónico do objeto de teste 12 é configurado a fim de realizar a chamada análise SAFT (Técnica de Foco de Abertura Sintética) no escopo do teste ultrassónico do objeto de teste 12.
[0031] O sistema 10 compreende adicionalmente um dispositivo de detecção (não referido em detalhes aqui), por meio do qual as posições respectivas do cabeçote de teste 16 durante a emissão dos sinais ultrassónicos e durante a recepção dos sinais de eco correspondentes pode ser detectado. Por meio do dispositivo de processamento de dados 18, a imagem 20 do objeto deteste 12 pode ser compilada como uma função das posições e/ou orientações respectivamente detectadas do cabeçote de teste 16.
[0032] No caso representado aqui na figura 1, o dispositivo de detecção compreende dois sensores de movimento ótico 22, 24 que são encaixados a uma distância um do outro em lados respectivos do cabeçote de teste 16. Os sensores de movimento 22, 24 no presente caso são sensores de movimento 2D que operam, por exemplo, de acordo com o princípio de medição de fluxo ótico, que é conhecido, por exemplo, a partir de mouse de computador. Nesse caso, as propriedades óticas de variação local da superfície de objeto de teste 14 são utilizadas para detecção de movimento. Com o auxílio de dois sensores de movimento óticos 22, 24, a posição respectiva relativa a um ponto de referência, por exemplo, uma posição inicial do cabeçote de teste 16 no início do teste ultrassónico, pode ser detectada. Pela utilização de dois sensores de movimento óticos 22, 24, além da detecção de posição bidimensional do cabeçote de teste 16 durante o teste ultrassónico, a orientação do cabeçote de teste na forma de um movimento de rotação respectivo em torno do plano normal para a superfície de objeto de teste 14 também pode ser detectada como um grau de liberdade adicional.
[0033] Um método para teste ultrassónico do objeto de teste 12 será explicado abaixo. O cabeçote de teste 16 é movido manualmente, isso é, por meio da mão, ao longo da superfície de objeto de teste 14, pulsos ultrassónicos sendo emitidos para dentro do objeto de teste 12. Os sinais de eco correspondendo respectivamente aos pulsos ultrassónicos emitidos são, nesse caso, recebidos por meio do cabeçote de teste 16. Durante o movimento do cabeçote de teste 16 ao longo de uma superfície de objeto de teste 14, a posição e orientação respectivas do cabeçote de teste durante a emissão de pulsos ultrassónicos respectivos e durante a recepção dos sinais de eco correspondentes são detectadas com o auxílio dos sensores de movimento ótico 22, 24.
[0034] Com base na sobreposição e realização de média de valores de amplitude dos sinais de eco recebidos, uma imagem 20 de uma região a ser testada do objeto de teste é compilada por meio do dispositivo de processamento de dados 18. Nesse caso, dependendo de que parte do objeto de teste 12 foi examinada por meio do teste ultrassónico, uma imagem 20 é compilada apenas de uma sub-região ou de todo o objeto de teste 12.
[0035] As posições e orientações respectivamente detectadas do cabeçote de teste 16 são levadas em consideração durante a geração da imagem 20 do objeto de teste 12. A posição e orientação instantâneas e do cabeçote de teste 16 no momento de cada ultrassom são detectadas a partir das posições e orientações medidas e da relação de tempo respectiva e são utilizadas na chamada análise SAFT para determinar a distância entre um voxel reconstruído respectivo e uma posição de medição. Nesse caso, a posição central da abertura ativa do cabeçote de teste durante a emissão do ultrassom é determinada com o auxílio da posição e orientação detectadas do cabeçote de teste 16 e é levada em consideração durante a geração da imagem da região de teste do objeto de teste 12. A abertura ativa é, nesse caso, destinada a significar a parte do cabeçote de teste 16 e é levada em consideração durante a geração da imagem da região de teste do objeto de teste 12. A abertura ativa é, nesse caso, destinada a significa a parte do cabeçote de teste 16 que é utilizado como uma superfície de emissão ou recepção efetiva. Um desvio espacial entre a medição de posição respectiva e a posição do cabeçote de teste 16 é compensado com o auxílio da informação detectada sobre a orientação de cabeçote de teste.
[0036] A imagem 20 do objeto de teste 12 é, nesse caso, já compilada durante o movimento do cabeçote de teste 16 ao longo da superfície de objeto de teste 14. Posições de falha correspondentes, defeitos e similares no objeto de teste 12 são, portanto, já identificados antecipadamente e visualizados por meio da imagem 20 compilada, por exemplo, em um monitor 26 (não representado aqui).
[0037] Os dados adquiridos durante o teste ultrassónico sobre as posições respectivas e momentos respectivamente designados são armazenados de modo que essa informação, ou esses dados, estejam disponíveis para avaliação subsequente, por exemplo, como uma indicação de que nenhuma posição de teste relevante no objeto de teste 12 tenha sido omitida durante o teste ultrassónico, ou para visualização por meio de um modelo 3D subsequente do objeto de teste 12.
[0038] Diferentemente da representação ilustrada aqui, o teste ultrassónico também pode ser realizado com uma pluralidade de cabeçotes de teste adicionais, que são adequados em particular quando o objeto de teste 12 ou a região a ser estudada do objeto de teste 12 é particularmente grande. O cabeçote de teste 16, ou os cabeçotes de teste adicionais, podem, nesse caso, ser configurados como um cabeçote de teste perpendicular, cabeçote de teste angulado ou como um cabeçote de teste de conjunto em fase.
[0039] A figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de uma modalidade alternativa do sistema 10. No presente caso, o dispositivo de detecção (não referido em detalhes aqui) compreende três emissores de ultrassom 28, que são dispostos no cabeçote de teste 16 configurado com um formato de T nesse caso, ou mais precisamente uma parte em formato de T na qual os emissores de ultrassom 28 são dispostos encaixados no cabeçote de teste 16. Um receptor ultrassónico 30 disposto a uma distância do cabeçote de teste 16 é adicionalmente fornecido, por meio do qual a posição e orientação do cabeçote de teste 16 podem ser determinadas como auxilio de pulsos de ultrassom emitidos pelos emissores de ultrassom 28. Em outras palavras, a detecção da orientação é, dessa forma, realizada por meio do chamado rastreamento acústico. Com o auxílio de medições de tempo de funcionamento, as distâncias entre os emissores de ultrassom 28 e o receptor de ultrassom 30 podem ser determinadas e convertidas pela triangulação dentro de uma posição tridimensional e orientação no espaço, de modo que os posicionamentos e orientações respectivas do cabeçote de teste 16 possam ser determinadas de forma confiável durante seu movimento ao longo da superfície do objeto de teste 14.
[0040] Outra modalidade alternativa do sistema 10 para teste ultrassónico do objeto de teste 12 é ilustrada em uma vista em perspectiva na figura 3. No caso ilustrado aqui, o dispositivo de detecção compreende um dispositivo de retenção giratório 32, que é formado como um tipo de braço oscilante. No dispositivo de retenção 32, em sua extremidade, um cabeçote de teste 16 é encaixado de modo que possa girar, o dispositivo de retenção 32 compreendendo uma multiplicidade de transdutores de posição e rotação (não referidos em detalhes aqui), por meio dos quais a posição e orientação do cabeçote de teste 16 podem ser determinadas. O cabeçote de teste 16 pode, nesse caso, ser movido ao longo da superfície de objeto de teste 14 de acordo com os graus de liberdade disponíveis do dispositivo de retenção 32, o posicionamento e a orientação do cabeçote de teste 16 sendo respectivamente detectáveis de forma confiável por meio dos transdutores de posição e rotação.
[0041] A figura 4 ilustra uma vista em perspectiva esquemática de outra modalidade do sistema 10 para teste ultrassónico do objeto de teste 12. O dispositivo de detecção no presente caso compreende um dispositivo de aquisição de imagem 34, por meio do qual uma multiplicidade de marcações óticas 36 aplicadas ao cabeçote de teste 16 pode ser detectada, e com base nisso a posição e a orientação do cabeçote de teste 16 podem ser determinadas. A medição de posição é, dessa forma, realizada por meio de rastreamento ótico externo. O cabeçote de teste móvel 16 compreende marcadores óticos, que podem ser detectados na forma de marcações óticas 36. As marcações óticas 36 podem, por exemplo, ser configuradas como marcações ativas, isso é, marcações de emissão de luz, ou marcações passivas que refletem a luz ambiente ou iluminação auxiliar. O dispositivo de aquisição de imagem 34 pode, por exemplo, ser configurado como um sistema de câmera estéreo, por meio do qual as marcações óticas 36 são detectadas, e com base no qual seu posicionamento e orientação tridimensionais no espaço com relação a um sistema de coordenadas de referenda são determinados de forma contínua.
[0042] Por fim, a figura 5 ilustra outra modalidade alternativa do sistema 10 para teste ultrassónico do objeto de teste 12. O dispositivo de detecção no presente caso compreende um dispositivo de aquisição de imagem 38, que é encaixado no cabeçote de teste 16 e por meio do qual uma multiplicidade de marcações óticas 40 aplicadas à superfície do objeto de teste 14 podem ser detectadas, e com base no qual a posição e orientação do cabeçote de teste 16 podem ser determinadas. A medição de posição ou medição de orientação do cabeçote de teste 16 é realizada no caso ilustrado aqui por meio de rastreamento ótico interno.
[0043] O dispositivo de detecção compreende um dispositivo de projeção 42 montado estatisticamente, que projeta padrões adequados na forma de marcações óticas 40 na superfície do objeto de teste 14. O cabeçote deteste móvel 16 compreende um dispositivo de rastreamento ótico na forma de dispositivo de aquisição de imagem 18, que pode, por exemplo, ser configurado como um sistema de câmera estéreo, por meio do qual a posição do cabeçote de teste 16 com relação ao padrão projetado pode ser determinada de forma contínua. Por meio do dispositivo de projeção 42, as marcações óticas 40 podem ser projetadas na superfície do objeto de teste 14 com um padrão predeterminado. O padrão pode, por exemplo, ser um ponto, tira ou padrão quadriculado. O padrão é, nesse caso, variado localmente através da superfície de objeto de teste 14 pelo fornecimento de codificação por meio do formato de ponto, a disposição de pontos ou comprimento de onda. Dessa forma, o posicionamento e a orientação do cabeçote de teste 16 podem ser determinados particularmente de forma simples e confiável.
[0044] Por meio de várias modalidades do sistema 10 e do método explicado para teste ultrassónico de um objeto de teste, o método SAFT conhecido per se pode ser utilizado de forma confiável mesmo com orientação manual de um cabeçote de teste, pela realização da detecção de posição e orientação do cabeçote de teste 16 da forma explicada durante o teste ultrassónico do objeto de teste 12 e levando isso em consideração durante a compilação de uma imagem de uma região a ser testada do objeto de teste 12.

Claims (18)

1. Método para teste ultrassónico de um objeto de teste (12), compreendendo as etapas de mover um cabeçote de teste (16) ao longo de uma superfície do objeto de teste (14) e emitir pulsos ultrassónicos para dentro do objeto de teste (12) pelo cabeçote de teste (16); receber, no cabeçote de teste (16), sinais de eco respectivos correspondentes aos pulsos ultrassónicos emitidos pelo cabeçote de teste (16); compilar, por um dispositivo de processamento de dados (18), uma imagem (20) de uma região de teste predeterminada do objeto de teste (12) com base em uma sobreposição e realização de média de valores de amplitude dos sinais de eco recebidos; caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de rastreio de uma posição do cabeçote de teste (16) durante pelo menos uma dentre emissão dos pulsos ultrassónicos e recepção dos sinais de eco com dois sensores de movimento ótico (22) instalados a uma distância um do outro em lados respectivos do cabeçote de teste (16); e levar a posição do cabeçote de teste (16) em consideração para compilar a imagem (20) da região de teste do objeto de teste (12).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cabeçote de teste (16) é movido manualmente ao longo da superfície do objeto de teste (14).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cabeçote de teste (16) é guiado livremente na superfície do objeto de teste (14).
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção detecta uma orientação do cabeçote de teste (16) durante pelo menos uma dentre emissão dos pulsos ultrassónicos e recepção dos sinais de eco, e a orientação é levada em consideração para compilar a imagem (20) da região de teste do objeto de teste (12).
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os pulsos ultrassónicos são emitidos de uma abertura ativa do cabeçote de teste (16), uma posição central da abertura ativa durante a emissão dos pulsos ultrassónicos é determinada com a posição do cabeçote de teste (16), e a posição central da abertura ativa é levada em consideração para compilar a imagem (20) da região de teste do objeto de teste (12).
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a imagem (20) da região de teste do objeto de teste (12) é compilada durante o movimento do cabeçote de teste (16) ao longo da superfície de objeto de teste (14).
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de pontos de dados é determinada para a posição do cabeçote de teste (16) em tempos diferentes, e cada ponto de dado é armazenado junto com informações sobre quando a posição foi determinada.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o teste ultrassónico é realizado com uma pluralidade de cabeçotes de teste (16).
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a imagem (20) da região de teste de um objeto de teste (12) é compilada levando em consideração a posição do cabeçote de teste (16) tanto durante a emissão dos pulsos ultrassónicos, quanto durante a recepção dos sinais de eco.
10. Sistema (10) para teste ultrassónico de um objeto de teste (12), compreendendo um cabeçote de teste (16) que pode ser movido ao longo de uma superfície do objeto de teste (14), para emitir pulsos ultrassónicos para dentro do objeto de teste (16) e receber sinais de eco respectivos correspondendo aos pulsos ultrassónicos que foram emitidos; dois sensores de movimento ótico (22) instalados a uma distância um do outro em lados respectivos do cabeçote de teste (16) para detectar posições respectivas do cabeçote de teste (16) durante pelo menos uma dentre emissão dos pulsos ultrassónicos e recepção dos sinais de eco; caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de processamento de dados (18) para compilar uma imagem (20) de uma região de teste do objeto de teste (12) com base em sobreposição e realização de média de valores de amplitude dos sinais de eco recebidos pelo cabeçote de teste (16), a imagem (20) da região de teste do objeto de teste (12) sendo compilada levando em consideração as posições do cabeçote de teste (16) detectadas pelo dispositivo de detecção.
11. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo sensores de movimento ótico (22) detectam uma posição relativa a um ponto de referência.
12. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção compreende uma multiplicidade de emissores ultrassónicos (28) instalados no cabeçote de teste (16), e pelo menos um receptor ultrassónico (30), que é disposto a uma distância do cabeçote de teste (16), que determina a posição e orientação do cabeçote de teste (16) com o auxílio dos pulsos ultrassónicos emitidos pelos emissores ultrassónicos (28).
13. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os emissores ultrassónicos (28) e o receptor ultrassónico (30) são utilizados de forma intercambiável, de modo que cada um serve tanto para emitir pulsos ultrassónicos, quanto para receber sinais de eco.
14. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de retenção giratório (32), no qual o cabeçote de teste (16) é instalado de forma que o cabeçote de teste (16) possa ser movido em rotação, e o dispositivo de retenção (32) compreende um transdutor de distância e um transdutor de rotação, por meio do qual a posição do cabeçote de teste (16) e uma orientação do cabeçote de teste (16) são determinadas.
15. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de aquisição de imagem (34), por meio do qual uma multiplicidade de marcações óticas (36) aplicadas ao cabeçote de teste (16) pode ser detectada, e com base na multiplicidade de marcações óticas (36), a posição e orientação do cabeçote de teste (16) são determinadas.
16. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de aquisição de imagem (38) instalado no cabeçote de teste (16), por meio do qual uma multiplicidade de marcações óticas (40) aplicadas na superfície do objeto de teste (14) pode ser detectada, e com base nas marcações óticas (40), a posição e orientação do cabeçote de teste (16) são determinadas.
17. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de projeção (42), por meio do qual as marcações óticas (40) são projetadas na superfície do objeto de teste (14) com um padrão predeterminado.
18. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o cabeçote de teste (16) é configurado como um cabeçote de teste perpendicular, um cabeçote de teste angulado ou um cabeçote de teste de conjunto em fase.
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