CN111936849A - 用于检测伸长方向的映射部件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对部件进行无损映射以确定部件在至少一个兴趣点处的细长的微观结构的伸长方向的方法，其特征在于，该方法包括至少两个连续的强度测量步骤，强度测量步骤包括以下步骤：使线性传感器旋转至多个角度位置的旋转子步骤，所述线性传感器包括多个传感器元件；在每个角度位置处发射多个初级超声波束的发射子步骤；测量由所述细长的微观结构对初级超声波束进行反向散射而导致的多个反向散射信号的测量子步骤，强度测量步骤使得能够获得沿两个旋转轴线测量的两个系列强度，并且该方法包括将测量的多个系列强度结合在一起以确定微观结构在所述至少一个兴趣点处的伸长方向的结合步骤。

Description

用于检测伸长方向的映射部件的方法和设备

技术领域

本发明涉及具有多个元件的超声传感器的一般领域。特别地，本发明适用于对包括细长的微观结构的部件进行映射和无损检查。

背景技术

现有技术特别包括由里安巴尔德(Aurélien Baelde)等人于2017年9月20日在《超声学》第82卷第379页至389页发表的文献“微观结构伸长率对反向散射场的影响：线性传感器阵列的强度测量和多重散射估计”；以及编号为EP-A1-2 594 935和JP-A-2012 247262的专利申请。

在航空学领域，检查准备安装在飞行器中的锻造部件、特别是锻造的旋转部件的完整性是重要的。这些部件由例如钛或钛合金的材料制成，该材料包括晶体结构和微观结构。根据定义，部件的晶体结构限定了该部件在十分之一纳米的量级上的结构。部件的微观结构限定了该部件在纳米与厘米之间的数值范围上的结构。

使用基于电磁波的衍射(例如，衍射或X射线)的方法来检查部件的晶体结构。使用基于声波(例如超声波)的反射、散射和/或反向散射的方法来检查部件的微观结构。

因此，存在旨在检测部件中的瑕疵的超声波检查的已知方法。瑕疵可以包括例如位于形成部件的两层之间的叠层，或者还包括所述部件的表面不连续或体积不连续。这些方法包括在待检查的部件的方向上产生超声波束，并分析由位于该部件中的瑕疵反射、散射和反向散射的信号。

但是，这些方法和这些设备无法检测位于待检查部件中的细长的微观结构。

这是因为待检查的部件可以包括一个或多个细长的微观结构。由钛或钛合金圆柱形坯料制成的部件尤其是这种情况。在这些部件的制造期间，例如在锻造期间，在这些部件中形成一个或多个细长的微观结构，该微观结构对应于多晶材料的晶粒的伸长。

然而，包括细长的微观结构的部件的缺点在于，在通过超声波束对该部件进行检查的过程中，超声波束与该细长的微观结构的反向散射会产生噪声(被称为结构噪声)。这种结构噪声会干扰由位于部件中的瑕疵对超声波束进行反射、散射和/或反向散射而产生的信号，并掩盖了在检查部件的过程中测量的信号中的一些信号。

当待检查的部件包括复杂的形状或各向异性的内部结构时，该缺点尤其明显。特别是在轴对称形状的部件或者由钛或钛合金锻造的金属材料制成的部件的情况下，该缺点尤其明显。

为了克服这些缺点，已经表明，结构噪声的幅度取决于用于检查部件的超声传感器的相对位置和相对定向，并且已知的超声传感器的几何形状不能精确地检测位于待检查的部件中的细长的微观结构的存在。

因此，提出了一种解决方案，即，使用包括多个传感器元件的线性传感器，该多个传感器元件发射多个初级超声波束并将该多个初级超声波束聚焦以在部件上形成聚焦区域。

传感器通过细长的微观结构对初级超声波束的反向散射来接收结构噪声信号。当根据线性传感器的不同位置测量的多个结构噪声中的一个结构噪声的幅度最小时，这些结构噪声信号用于确定细长的微观结构的伸长方向。

但是，该解决方案具有多个缺点。首先，对伸长方向的检测不是最佳的，因为结构噪声信号不一定容易判断，并且所寻求的最小幅度可能难以确定或不能精确地对应于伸长方向。

此外，检测到的伸长方向可能不正确，因为当线性传感器沿着线性传感器的平面采集结构噪声信号时，所确定的伸长方向位于与线性传感器的该平面平行的测量平面中，从而对应于实际伸长方向在该测量平面上的投影。

最后，除了进行无损检查之外，实现对部件的完整、无损映射也可能是有用的，以提高对制造错误的检测。这样的映射确实使得有可能知道部件在部件的不同点处的伸长率。

因此，发明人寻求解决这些缺点的方案。

发明目的

本发明的目的在于克服已知的无损映射方法的缺点中的至少一些缺点。

特别地，本发明目的在于，在本发明的至少一个实施例中提供一种无损映射方法，该无损映射方法能够在部件的一个或多个兴趣点处更准确地确定待检查部件的微观结构的伸长方向。

本发明的目的还在于，在至少一个实施例中提供一种方法，该方法使得能够在部件的多个兴趣点处建立待检查部件的微观结构的伸长方向的3D映射。

本发明的目的还在于，在至少一个实施例中提供一种方法，该方法使得能够根据部件的伸长方向对部件的有效性进行无损检查的方法。

本发明的目的还在于，在本发明的至少一个实施例中提供一种实施该方法的无损映射设备。

发明内容

为此，本发明涉及如下一种方法：即对包括细长的微观结构的部件进行无损映射，以确定该细长的微观结构在该部件的至少一个兴趣点处的伸长方向，其特征在于，该方法至少包括两个连续的强度测量步骤，该强度测量步骤包括以下步骤：

-使线性传感器在多个角度位置中旋转的旋转子步骤，每个角度位置限定出围绕旋转轴线的旋转角度，该旋转轴线经过所述至少一个兴趣点，所述线性传感器沿着主平面延伸并且包括沿着所述线性传感器的主方向对齐的多个传感器元件，

-由所述多个传感器元件中的每一个在所述兴趣点的方向上在每个角度位置处发射多个初级超声波束的发射子步骤，

-通过所述多个传感器元件中的每一个来测量多个反向散射信号在每个角度位置处的强度的测量子步骤，该多个反向散射信号是由所述细长的微观结构对初级超声波束进行反向散射而导致的，

第一强度测量步骤使得能够获得沿第一旋转轴线测量的第一系列强度，并且第二强度测量步骤使得能够获得沿第二旋转轴线测量的第二系列强度，第二旋转轴线不同于第一旋转轴线，

并且该方法包括将测量的第一系列强度和测量的第二系列强度结合在一起以确定微观结构在所述至少一个兴趣点处的伸长方向的结合步骤以及映射步骤，该映射步骤在每个点处对在所述点处确定的伸长方向进行归一化。

因此，根据本发明的映射方法可以确定微观结构的伸长率而无需进行破坏部件的步骤。此外，根据本发明的映射方法不仅对整个部件进行扫描，而且针对每个兴趣点，对反向散射信号进行至少两次强度测量以更精确地确定伸长方向(也被称为延伸方向)。特别地，在现有技术中，针对每个兴趣点仅测量一次伸长方向，并且该伸长方向不与实际伸长方向相对应，因为该测量使得仅能够确定与主方向平行的方向，该主方向实际上对应于实际伸长方向在与线性传感器的主平面平行的平面上的投影。

部件的映射使得能够改进对故障部件的检测，即一方面通过部件的伸长方向的常识(部件的伸长方向的常识能够更好地表征部件)以及另一方面通过确定映射部件的有效性条件来决定部件是否符合制造要求或是否被拒绝。

在本发明中，通过将每次测量的伸长方向的两个“投影”结合在一起，使得第二次测量的伸长方向能够接近实际的伸长方向。

当沿着其他旋转轴线增加其他测量时，精度会提高，并且所确定的伸长方向都更接近于实际的伸长方向，但是要进行的测量次数的增加以及这些测量所花费的时间会降低对通过较少次测量而获得的精度的兴趣。通常，沿着两个或三个轴线进行两次或三次测量就足够了。

优选地，第一旋转轴线与第二旋转轴线之间的角度介于20°至90°之间。

线性传感器配备有矩形传感器元件，并且优选地被安装在平移/旋转系统上，该平移/旋转系统使得能够将传感器定位和定向在部件周围的任何点上。该平移/旋转系统是6轴线式系统(3个平移轴线，3个旋转轴线)。

将待映射的部件浸入流体中，从而能够传播超声波和反向散射信号。

传感器元件沿着其最长的一侧连续放置。传感器元件可以根据其最大尺寸而优选地设有预聚焦透镜，以便使超声波场适应于待映射的部件的界面的曲线。线性传感器用于将超声波束聚焦在部件内的各种深度处。该聚焦是通过在线性传感器的元件上施加由延迟定律偏移的信号而以电子方式实现的，从而使波束穿过流体/部件界面而聚焦在所述深度处、特别是聚焦在与兴趣点的位置相对应的深度处，对反向散射信号的强度测量将在该兴趣点处获得。

有利地，并且根据本发明，该映射方法还包括根据类正余弦函数将测量的强度标准化，该类正余弦函数表示根据传感器的旋转角度测量的强度，特别地，该类正余弦函数具有作为参数的幅值，该幅值表示伸长率的置信度指数，并且类正余弦函数达到其最大值时的角度在所述至少一个兴趣点处沿着与线性传感器的主平面平行的平面定义了一条垂直于伸长方向的直线。

根据本发明的这一方面，将测量的强度标准化包括对以类正余弦函数(特别是正弦函数)的形式测量的强度进行近似处理，其中某些参数能够表征通过该次测量测得的伸长方向(该伸长方向是如上文所述投影的伸长方向，而不是实际的伸长方向)。

特别地，正弦函数f(x)可以例如以以下形式表示：

f(x)＝E cos(w(x-x0))+d

其中，E为伸长率的置信度指数，x0为正弦函数达到最大值时的角度，w和d为调节变量。

参数E和x0可用于轻松计算所测量的多个系列强度的组合。特别地，这些参数E和x0使得能够分别确定在测量期间表示实际伸长方向在与线性传感器的主平面平行的平面上的投影的向量的范数和方向。

有利地，并且根据本发明，针对分布在部件上的多个兴趣点，确定微观结构的伸长方向，并且该方法包括对部件进行3D映射的映射步骤，该映射在部件的3D表示中与每个兴趣点相关联。

根据本发明的这个方面，如果将表示该部件的多个点用作兴趣点，则获得该部件的整体3D映射，从而例如可以从所有伸长方向的角度上获得该部件的3D表示。所有伸长方向的知识使得能够更好地理解部件的细长的微观结构。

可以优化对兴趣点的选择，以最大程度地减少检查时间和待记录的数据量。此外，对于同一兴趣点，可能不直接沿不同的轴线连续测量两个系列强度，而是可以首先对每个兴趣点进行第一次测量以获得针对每个兴趣点测量的第一系列强度，然后可以对每个兴趣点进行第二次测量以获得针对每个兴趣点测量的第二系列强度。对于每个兴趣点，只要该点的系列数足够多，就可以对所测量的多个系列强度进行组合。

有利地，根据本发明，映射方法包括确定细长的微观结构在所述兴趣点处的晶粒的实际尺寸的步骤，所述步骤包括：

-根据预定的数学关系来计算反向散射强度模型的计算步骤，通过将细长的微观结构的晶粒的不同尺寸作为参数，利用所述数学关系来计算每个模型，

-将所测量的多个系列强度中的一个与所述强度模型进行比较的比较步骤，将细长的微观结构的晶粒的实际尺寸与用作参数的尺寸相对应，其中，反向散射强度模型最接近于所测量的多个系列强度。

根据本发明的这个方面，因此能够通过比较在沿着用作参数的尺寸表示的模型上测量的强度来确定兴趣点处的细长的微观结构的尺寸。对所获得的曲线进行比较使得能够确定最接近的曲线，从而由于与最接近实验值的曲线相关联的模型而推断出细长的微观结构的尺寸。

可以通过优化算法来自动执行比较步骤，也可以通过调节用作参数的每个尺寸以将模型的曲线调节为所测量的多个系列强度的实验曲线来手动执行比较步骤。

有利地，并且根据本发明的后一方面，预定的数学关系以以下形式编写：

其中，N是尽可能大的整数(实际上通常为100000或更大，以确保表达式的正确计算)，并且：

其中a是线性传感器的传感器元件的宽度，b是传感器元件的高度，D是线性传感器与部件之间的距离，L是波束的入射点与兴趣点之间的距离，c1是波束在线性传感器与部件之间的传播介质中的速度，c2是所述波束在作为传播介质的部件中的速度，f是超声波束的频率，θ为探头的角度位置，sinC是函数sin(x)/x，Lx和Ly是细长的微观结构的尺寸特征，并且Ai和Bi是以缩小的中心正态分布绘制的随机数，

是在

和

的域[-a，a]以及

和

的域[-b，b]上以均匀分布的形式绘制的随机数，并且Π^a是宽度a的门函数。

这种数学关系使得能够通过多个系列强度测量值来更好地调节模型。这种数学关系对于包括线性类型的传感器元件并且具有与微观结构的晶粒的尺寸相同的数量级的尺寸的线性传感器是有效的。

本发明还涉及一种用于包括细长的微观结构的部件的无损映射设备，该无损映射设备用于确定细长的微观结构在部件的至少一个兴趣点处的伸长方向，其特征在于，该无损映射设备包括：

-线性传感器，该线性传感器沿主平面延伸并且包括沿着所述线性传感器的主方向对齐的多个传感器元件，

-用于使线性传感器在多个角度位置中旋转的旋转装置，每个角度位置限定出围绕旋转轴线的旋转角度，该旋转轴线经过所述至少一个兴趣点，

-用于通过所述多个传感器元件中的每一个在所述兴趣点的方向上在每个角度位置处发射多个初级超声波束的发射装置，

-用于通过所述多个传感器元件中的每一个测量多个反向散射信号在每个角度位置处的强度的测量装置，所述多个反向散射信号是由于所述细长的微观结构对初级超声波束进行反向散射而导致的，

所述旋转装置、所述发射装置和所述测量装置被配置成获得沿着第一旋转轴线测量的第一系列强度，以及沿着第二旋转轴线测量的第二系列强度，第二旋转轴线不同于第一旋转轴线，

该映射设备还包括结合装置，所述结合装置用于将所测量的第一系列强度和所测量的第二系列强度结合，以确定微观结构在所述至少一个兴趣点处的伸长方向。

有利地，根据本发明的映射设备实施根据本发明的映射方法。

有利地，根据本发明的映射方法由根据本发明的映射设备实施。

本发明还涉及一种映射方法和一种映射设备，其特征在于，该映射方法和映射设备结合了上文或下文提到的特征中的所有特征或一些特征。

附图说明

通过阅读仅以非限制性的方式给出并参考附图的以下描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中：

-图1是根据本发明的实施例的映射设备的示意图，

-图2是根据本发明的实施例的映射设备的一部分的示意图，

-图3是根据本发明的实施例的、根据映射方法的无损映射的示意图，

-图4是在根据本发明的实施例的映射方法的实施期间根据线性传感器的角度的反向散射信号的强度曲线，

-图5是根据本发明的实施例的、根据映射方法的无损映射的第一步骤的示意图，

-图6是根据本发明的实施例的根据映射方法的无损映射的第二步骤的示意图，

-图7是根据本发明的实施例的映射方法的强度测量步骤的示意图，

-图8是根据本发明的实施例的映射方法的示意图。

具体实施方式

以下实施例是示例。尽管该描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个参考都涉及同一实施例，或者这些特征仅适用于单个实施例。不同实施例的简单特征也可以组合以提供其他实施例。在附图中，出于说明和清楚的目的，没有严格遵守尺度和比例。

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的映射设备10，该映射设备能够对部件12进行映射和无损检查，以确定在部件12的至少一个兴趣点处的细长的微观结构的伸长方向。

映射设备10包括线性传感器14，该线性传感器包括沿着所述线性传感器的主方向对齐的多个传感器元件，该线性传感器被布置在用于使所述线性传感器14旋转的装置16(在此为6轴机械臂)上。

传感器元件能够在部件的方向上发射多个初级超声波束。超声波束在线性传感器14上反向散射，这使得能够测量这些信号的强度。所测量的强度被传输送到计算机18，以用于可选地在经过放大器20放大之后进行存储和处理。计算机18包括用于使线性传感器14旋转的装置、用于发射多个初级超声波束的装置、测量装置以及能够实施以下描述的映射方法的组合装置。

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的映射设备的一部分。特别地，仅示出了线性传感器14和部件12。

线性传感器14在部件的兴趣点24的方向上经由多个传感器元件中的每一个在每个角度位置处发射多个初级超声波束22。在该图中(以及在图3中)示出了单个兴趣点，但目的是在多个兴趣点上重复此处所述的测量，以便限定部件的细长的微观结构。多个超声波束22聚焦到焦点，该焦点与在强度测量期间考虑的兴趣点24相结合。

为了确定细长的微观结构的伸长方向，线性传感器14垂直于旋转轴线26并沿着主平面28布置。

根据映射方法的强度测量步骤、即根据图7示意性示出的本发明的实施例的映射方法的强度测量步骤100进行强度测量。

测量步骤包括确定102兴趣点24、特别是确定该兴趣点的坐标的子步骤。在对线性传感器进行定位的步骤104中，线性传感器14被定位成使得旋转轴线26穿过兴趣点24。

然后，测量步骤包括通过所述多个传感器元件中的每一个在所述兴趣点24的方向上发射多个初级超声波束22的子步骤106，其中，多个波束聚焦在兴趣点24上。

然后，子步骤107使得可以恢复强度测量，所述子步骤107即：通过所述多个传感器元件中的每一个来测量多个反向散射信号在每个角度位置处的强度，所述多个反向散射信号是由所述细长的微观结构对初级超声波束进行反向散射而导致的。

使线性传感器围绕旋转轴线旋转的子步骤108(也由图2中的箭头30表示)使得可以修改限定围绕旋转轴线26的旋转角度的角度位置。

发射、测量和旋转的子步骤发生在所有预定的角度位置处，需要获得在所有预定的角度位置处的测量值。

如图4所示，在根据本发明的实施例的映射方法的实施期间，这些测量值使得能够根据线性传感器的角度获得反向散射信号的强度的曲线。

曲线32具有周期性轮廓和以x0表示角度的最大强度。曲线的幅度用E表示，并且还对应于伸长率的置信度指数：该置信度指数接近于0，这意味着没有或几乎没有伸长率(曲线是平坦的或几乎平坦的)，如果置信度指数接近于1，这意味着存在伸长率的置信度非常大。接收到的反向散射信号的强度最大时的角度x0对应于与该步骤能够测量的伸长方向正交的方向。接收到的反向散射信号的强度最大时的角度本身对应于与该步骤能够测量的伸长方向平行的方向。为了便于处理曲线并降低错误测量的风险，可以将曲线标准化为正弦函数的形式，表示如下：

f(x)＝E cos(w(x-x0))+d

其中，w和d为调节变量，以获得最接近获得的测量值的所需曲线。

测得的伸长方向始终在与线性传感器14的主平面28平行的平面34中。因此，如图2所示，测得的伸长方向36是在与实际伸长方向38的主平面平行的平面上的投影，因此该实际伸长方向无法直接确定。投影方向是在计算机18执行的确定投影方向的子步骤110中确定的，并且该投影方向使得能够获得在一个点上投影的方向。

图3示意性地示出了根据本发明的实施例的、根据映射方法的无损映射，该无损映射使得能够确定最接近于实际伸长方向的伸长方向。

为此，测量步骤是通过线性传感器14沿着两个旋转轴线执行的，第一旋转轴线26a和第二旋转轴线26b彼此不同，这两个旋转轴线在兴趣点24处相交并且使得能够确定投影在不同平面上的两个伸长方向36a和36b。这两个投影方向的结合使得能够获得接近于实际伸长方向的伸长方向38。沿着其他旋转轴线的附加测量步骤还使得能够接近实际伸长方向，例如沿着第三旋转轴线进行测量值，该第三旋转轴线与由第一旋转轴线和第二旋转轴线形成的平面正交并通过兴趣点。

这两个投影方向的结合是通过以下计算获得的：

即：

-V：在标准基(x，y，z)中由向量描述的实际伸长方向的方向。V的方向并不重要，后续也不会确定V的方向。

-k1和k2：向量对应于线性传感器14指向的方向。

第一步骤在于确定对应于如在图5中可见的第一伸长方向的第一投影向量。线性传感器沿着对应于第一旋转轴线的向量k1定向，并且围绕该轴线旋转。根据线性传感器的角度测量的最小强度对应于向量d1，该向量表示微观结构的投影伸长方向(该向量的方向也将是任意的)。

可以选择正交参考系(x，y，z)，使得向量k1与x共线，并且目标点在坐标(0，0，0)处对应于参考系的中心，并且轴线“y”与d1共线。因此，向量k1和d1表示如下：

和

其中，E1是在调整标准化强度/角度曲线32期间确定的置信度指数，并且对应于该曲线32的幅度(如上文所述)。

平面P1(由两个向量(k1，d1)限定)包含伸长方向。该平面的法向量记为n1并且被写成：

n1＝cross(k1，d1)

(其中，交叉函数对应于两个向量k1与d1之间的向量积)。

平面P1的方程为：

N1的分量写成：

因此，平面P1的方程为：

E1z＝0

k1与x共线，并且d1与y共线，因此n1与z共线，并且基(x，y，z)和基(k1，d1，n1)结合。

如果E1等于0，则说明介质没有伸长，或者伸长方向与k1一致。

一旦确定了该第一平面，就将线性传感器14移动至指向由向量k2表示的方向，该方向对应于第二旋转轴线，如图6所示。通过第二次应用用于根据线性传感器14的角度来测量强度的方法，确定对应于最小强度的向量d2。

利用由用户确定的欧拉角ψ、θ和Φ的旋转将向量k2表示为(x，y，z)，以根据k2对线性传感器进行定位。这三个旋转的组可以限定正交参考系(X，Y，Z)，该正交参考系的向量X与k2共线，向量Y与d2共线。

欧拉角由线性传感器的定向和投影的伸长方向限定。

在参考系(X，Y，Z)中，向量k2和d2表示为：

其中，E2为在调节标准化强度/角度曲线期间确定的置信度指数。

然后，可以使用以下矩阵乘法以基(x，y，z)表示向量K2和d2：

k2(Ox，y，z)＝P k2(O X，Y，Z)

其中：

在参考系(x，y，z)中，正交于平面P2的向量由n2＝cross(k2，d2)限定并且平面P2的方程由下式限定：

接受n2的成分被写成：

然后，平面P2的方程为：

ex+fy+gz＝0

微观结构的实际伸长方向对应于平面P1和P2的交点，这相当于求解方程组：

该方程组是空间中的直线。向量V的方向与该直线结合。向量V的方向是不必要的，因为它在物理上是不存在的。

图8示意性地示出了根据本发明的实施例的映射方法120。对于待研究的每个兴趣点，在第一定位步骤中获取该点的坐标，然后如上文所述沿着不同的旋转轴线执行至少两个强度测量步骤100a和100b。这两个测量的结果在步骤124中使用，步骤124将测量的第一系列强度和测量的第二系列强度进行结合，以确定在所述兴趣点处的微观结构的伸长方向。上文已经描述了能够结合的计算。

对每个兴趣点重复定位、测量和结合步骤。

当能够获得多个兴趣点并且能够为每个兴趣点确定的伸长方向时，该方法可以实施对部件进行3D映射的步骤126，在部件的3D表示中，该映射沿着部件的伸长方向与每个兴趣点相关联。

Claims (8)

1.用于对包括细长的微观结构的部件(12)进行无损映射以确定所述细长的微观结构在所述部件的至少一个兴趣点(24)处的伸长方向的方法，其特征在于，所述方法包括至少两个连续的强度测量步骤(104，104a，104b)，所述强度测量步骤包括以下步骤：

-使线性传感器(14)在多个角度位置中旋转的旋转子步骤(108)，每个角度位置限定出围绕旋转轴线(26，26a，26b)的旋转角度，所述旋转轴线经过所述至少一个兴趣点(24)，所述线性传感器(14)沿着主平面(28)延伸并且包括沿着所述线性传感器(14)的主方向对齐的多个传感器元件，

-由所述多个传感器元件中的每一个在所述兴趣点(24)的方向上在每个角度位置处发射多个初级超声波束(22)的发射子步骤(106)，

-通过所述多个传感器元件中的每一个来测量多个反向散射信号在每个角度位置处的强度的测量子步骤(107)，所述多个反向散射信号是由所述细长的微观结构对所述初级超声波束进行反向散射而导致的，

第一强度测量步骤使得能够获得沿第一旋转轴线(26a)测量的第一系列强度；第二强度测量步骤使得能够获得沿第二旋转轴线(26b)测量的第二系列强度，所述第二旋转轴线不同于所述第一旋转轴线(26a)，

并且所述方法包括将测量的第一系列强度和测量的第二系列强度结合在一起以确定所述微观结构在所述至少一个兴趣点(24)处的伸长方向的结合步骤(124)以及映射步骤，所述映射步骤在每个点处对在所述点(24)处确定的伸长方向进行归一化。

2.根据权利要求1所述的无损映射方法，其特征在于，发射子步骤包括将所述初级超声波束聚焦在与所述至少一个兴趣点(24)相对应的焦点上。

3.根据权利要求1或2所述的无损映射方法，其特征在于，强度测量子步骤还包括根据类正余弦函数对所测量的强度进行标准化，所述类正余弦函数根据所述传感器的旋转角度来表示所测量的强度，所述类正余弦函数尤其具有作为参数的幅度，所述幅度表示伸长率的置信度指数(E)，并且所述类正余弦函数达到最大值时的角度(x0)限定了一直线，所述直线在所述至少一个兴趣点处沿着与所述线性传感器的主平面平行的平面垂直于所述伸长方向。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的无损映射方法，其特征在于，针对分布在所述部件上的多个兴趣点确定所述微观结构的伸长方向，并且所述方法包括对所述部件进行3D映射的步骤，在所述部件的3D表示中，所述映射在伸长方向上与每个兴趣点相关联。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的无损映射方法，其特征在于，所述第一旋转轴线(26a)与所述第二旋转轴线(26b)之间的角度介于20°至90°之间。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的无损映射方法，其特征在于，所述方法包括确定所述细长的微观结构在所述兴趣点处的晶粒的实际尺寸的步骤，所述步骤包括：

-根据预定的数学关系来计算反向散射强度模型的计算步骤，通过将所述细长的微观结构的晶粒的不同尺寸作为参数，利用所述数学关系来计算每个模型，

-将所测量的多个系列强度中的一个与所述强度模型进行比较的比较步骤，所述细长的微观结构的晶粒的实际尺寸与用作参数的尺寸相对应，其中，反向散射强度模型最接近于所测量的多个系列强度。

7.根据权利要求6所述的无损映射方法，其特征在于，所述预定的数学关系以以下形式编写：

其中，N是整数，优选地大于100000，并且：

其中a是所述线性传感器的传感器元件的宽度，b是所述传感器元件的高度，D是所述线性传感器与所述部件之间的距离，L是所述波束的入射点与所述兴趣点之间的距离，c1是所述波束在所述线性传感器与所述部件之间的传播介质中的速度，c2是所述波束在作为传播介质的部件中的速度，f是所述超声波束的频率，θ为探头的角度位置，sinC是函数sin(x)/x，L_x和L_y是所述细长的微观结构的尺寸特征，并且Ai和Bi是以缩小的中心正态分布绘制的随机数，

是在

和

的域[-a，a]以及

和

的域[-b，b]上以均匀分布的形式绘制的随机数，并且Π^a是宽度a的门函数。

8.用于包括细长的微观结构的部件(12)的无损映射设备，所述无损映射设备用于确定所述细长的微观结构在所述部件的至少一个兴趣点(24)处的伸长方向，其特征在于，所述无损映射设备包括：

-线性传感器(14)，所述线性传感器沿主平面(28)延伸并且包括沿着所述线性传感器(14)的主方向对齐的多个传感器元件，

-用于使所述线性传感器在多个角度位置中旋转的旋转装置，每个角度位置限定出围绕旋转轴线(26，26a，26b)的旋转角度，所述旋转轴线经过所述至少一个兴趣点(24)，

-用于通过所述多个传感器元件中的每一个在所述兴趣点(24)的方向上在每个角度位置处发射多个初级超声波束(22)的发射装置，

-用于通过所述多个传感器元件中的每一个测量多个反向散射信号在每个角度位置处的强度的测量装置，所述多个反向散射信号是由于所述细长的微观结构对所述初级超声波束进行反向散射而导致的，

所述旋转装置、所述发射装置和所述测量装置被配置成获得沿着第一旋转轴线(26a)测量的第一系列强度，以及沿着第二旋转轴线(26b)测量的第二系列强度，所述第二旋转轴线不同于所述第一旋转轴线(26a)，

所述映射设备还包括结合装置，所述结合装置用于将所测量的第一系列强度和所测量的第二系列强度结合，以确定所述微观结构在所述至少一个兴趣点(24)处的伸长方向。

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