DE102007015745A1

DE102007015745A1 - Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings mittels Ultraschall sowie Vorrichtung hierzu

Info

Publication number: DE102007015745A1
Application number: DE200710015745
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dietrich Kleinert
Original assignee: GE Inspection Technologies GmbH
Current assignee: Baker Hughes Digital Solutions GmbH
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-02
Also published as: WO2008119752A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings 50 mittels Ultraschall unter Verwendung eines ersten und eines zweiten Ultraschallsenders 15', 15'', die dazu eingerichtet sind, gerichtete Ultraschallpulse P1, P2 in den Prüfling 50 einzuschallen. Ein Ultraschallempfänger 15', 15'' ist dazu vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, reflektierte erste und zweite Ultraschallpulse P1, P2 zu detektieren. Das Verfahren basiert darauf, dass ein erster Ultraschallpuls P1 in den Prüfling 50 mittels des ersten Ultraschallsenders 15' eingeschallt wird sowie ein zweiter Ultraschallpuls P2 mittels des zweiten Ultraschallsenders 15''. Der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 weisen eine unterschiedliche Polarität P+ sowie P- auf und propagieren im Prüfling 50 entlang zueinander im Wesentlichen paralleler Wege S1, S2. Nach ihrer Wechselwirkung mit dem Prüfling 50 werden die reflektierten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2, P1', P2', P1'', P2'' zur Überlagerung gebracht. Schließlich wird die summierte Schalldruckamplitude der überlagerten reflektierten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2, P1', P2', P1'', P2'' erfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings mittels Ultraschall sowie eine Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Aus der Materialprüfung sind vielfältige Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings mittels Ultraschall bekannt. Bei den Puls-Echoverfahren wird ein von einem Ultraschallsender erzeugter kurzer Ultraschallpuls auf geeignete Weise in einen Prüfling eingeschallt, so dass sich dieser im Prüfling ausbreitet. Trifft der Puls im Prüfling auf einen Fehler, beispielsweise eine Ungänze, so wird der Puls zumindest teilweise reflektiert. Mittels eines Ultraschallempfängers wird der reflektierte Puls detektiert. Aus der Laufzeit zwischen dem Einschallen des Pulses in den Prüfling und dem Eintreffen des reflektierten Pulses beim Empfänger kann auf die Lage der Ungänze im Prüfling geschlossen werden. Die Amplitude des reflektierten Pulses gibt Auskunft über die Größe der Ungänze. Unterschieden wird hier weiterhin zwischen Verfahren, die mit senkrechter Einschallung der Ultraschallpulse arbeiten, und Verfahren, bei denen die Ultraschallpulse schräg in den Prüfling eingeschallt werden.
Obwohl die Puls-Echoverfahren seit vielen Jahren etablierte Verfahren im Bereich der Werkstoffprüfung sind, so ist ihre Anwendung in der Regel doch auf solche Prüffälle beschränkt, in denen Fehler im Volumen des Prüflings detektiert werden sollen. Treten Fehler hingegen an Strukturen des Prüflings auf, die ihrerseits die zur Prüfung verwendeten Ultraschallpulse reflektieren, so ist auf Grund der Reflektivität dieser Strukturen, die zu sogenannten „Geometrieechos" führen, sowie der endlichen zeitlichen Breite der Pulse die Detektion von Fehlern im Prüfling schwierig, die an solche reflektierende Strukturen des Prüflings angrenzen. Dies liegt darin begründet, dass in einem solchen Fall der am Fehler reflektierte Puls mit dem an der reflektierenden Struktur des Prüflings reflektierten Puls überlappt, so dass eine zuverlässige Detektion des Fehlers oftmals problematisch oder gar unmöglich ist. Beispiele solcher Ultraschall-reflektierenden Strukturen des Prüflings sind die Eintrittsfläche, die Rückwand oder sonstige geometrische Strukturen wie der Wurzelrückfall an Schweißnähten, Dickensprünge, überhöhte Decklagen etc.
Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, die aus dem Stand der Technik vorbekannten ultraschallbasierten Puls-Echoverfahren dahingehend weiterzubilden, das auch solche Fehler eines Prüflings sicher detektiert werden können, die an reflektierende Strukturen des Prüflings angrenzen. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Erkenntnis, dass Ultraschallpulse erzeugt werden können, deren zeitaufgelöster Schalldruckverlauf zueinander entgegengesetzt ist. Beginnt also der eine Puls mit einem Anstieg des Schalldrucks, so beginnt der komplementäre Puls mit einer Abnehme des Schalldrucks. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden solche komplementären Pulse als „Pulse unterschiedlicher Polarität" bezeichnet. Reflektiert man zwei Ultraschallpulse unterschiedlicher Polarität an einer reflektierenden Struktur und bringt die reflektierten Pulse bei ihrer Detektion zur Überlagerung, so löschen sich die Schalldruckamplituden der reflektierten Pulse bei ihrer Detektion im Wesentlichen gegenseitig aus, d. h. man erhält von der regelmäßigen Struktur ein Null-Signal.
Befindet sich nun aber im Schallweg des einen Pulses im Prüfling ein Fehler, so ändert sich die Schalldruckamplitude des einen Pulses auf dem Weg zur Detektion gegenüber derjenigen des anderen Pulses. Bringt man nun die beiden Pulse unterschiedlicher Polarität nach ihrer Reflektion am Ort ihrer Detektion wieder zur Überlagerung, so löschen sie sich nur noch unvollständig aus, so dass man ein Reflektionssignal erhält, dessen Amplitude von Null verschieden ist. Nur dann, wenn der Fehler des Prüflings in gleicher Weise im Schallweg beider Ultraschallpulse unterschiedlicher Polarität liegt, erhält man wieder ein Null-Signal.
Basierend auf diesen Vorüberlegungen werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings mittels Ultraschall ein erster und ein zweiter Ultraschallsender verwendet, die dazu eingerichtet sind, gerichtete Ultraschallpulse in den Prüfling einzuschallen. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

a) In den Prüfling wird mittels des ersten Ultraschallsenders ein erster Ultraschallpuls P1 sowie mittels des zweiten Ultraschallsenders ein zweiter Ultraschallpuls P2 eingeschallt, wobei der erste und der zweite Ultraschallpuls eine unterschiedliche Polarität P+, P– aufweisen und im Prüfling entlang im Wesentlichen paralleler Wege S1 und S2 propagieren.
b) Die reflektierten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1 und P2 werden nach ihrer Wechselwirkung mit dem Prüfling zur Überlagerung gebracht.
c) Die summierte Schalldruckamplitude der überlagerten reflektierten ersten und des zweiten Ultraschallpulse wird erfasst.

Dabei kann die Überlagerung der reflektierten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2 beispielsweise dadurch erfolgen, das man die beiden Ultraschallpulse P1, P2 gemeinschaftlich mit einem Ultraschallempfänger detektiert, dessen Größe so bemessen ist, dass er sowohl den ersten als auch den zweiten reflektierten Ultraschallpuls P1, P2 gleichermaßen erfasst. Hierzu können – müssen aber nicht – der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 auf dem Ultraschallempfänger zur Überlagerung gebracht werden.
Alternativ ist es auch möglich, eine Überlagerung des ersten und des zweiten reflektierten Ultraschallpulses P1, P2 dadurch zu erzielen, dass der zeitliche Verlauf der Schalldruckamplitude oder eines damit korrelierten Signals wie der Intensität des ersten und des zweiten reflektierten Ultraschallpulses P1, P2 getrennt von einander, beispielsweise mittels zweier separater Ultraschallempfänger, detektiert wird. Zur Erfassung der Schalldruckamplituden der überlagerten reflektierten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2 werden dann die separa ten elektrischen Schalldrucksignale in geeigneter Weise in einer nachgeschalteten Empfängerelektronik elektrisch/elektronisch zur Überlagerung gebracht.
Auch eine digitale Überlagerung der bereits digitalisierten Schalldrucksignale ist möglich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen der erste und der zweite Ultraschallpuls im Wesentlichen dieselbe Pulsform, Pulshöhe und/oder Pulsdauer auf. In diesem Zusammenhang ergeben sich besondere Vorteile, wenn der erste und der zweite Ultraschallsender im Wesentlichen dieselbe Strahlcharakteristik aufweisen.
Bezüglich der Auswertung der Echos des erfindungsgemäßen Puls-Echo-Verfahrens ergeben sich weiterhin Vorteile, wenn der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 im Wesentlichen zeitgleich erzeugt werden, alternativ zeitgleich in den Prüfling eingekoppelt werden bzw. die an einer reflektierenden Struktur des Prüflings oder einer Ungänze reflektieren Pulse P1, P2 im Wesentlichen zeitgleich beim Empfänger eintreffen.
In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der erste Ultraschallpuls P1 und der zweite Ultraschallpuls P2 nicht zeitgleich, sondern vielmehr in einem solchen zeitlichen Abstand voneinander erzeugt, dass der erste und der zweite Puls P1, P2 zumindest um die mittlere Dauer des ersten und des zweiten Ultraschallpulses P1, P2 gegeneinander versetzt erzeugt bzw. in den Prüfling eingekoppelt werden oder beim Empfänger eintreffen. In dieser speziellen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein einziger Ultraschallempfänger zur Anwendung kommen. Die Überlagerung der zeitlich getrennten reflektierten ersten bzw. zweiten Pulse P1, P2 erfolgt dann auf elektronischem Wege in der dem Empfänger nachgeschalteten Empfangselektronik der Ultraschallempfangseinheit. Diese spezielle Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfordert zwar einen höheren Aufwand in der nachgeschalteten Empfangselektronik der Ultraschallempfangseinheit, was aber aufgrund der heute verfügbaren digitalen Signalverarbeitungstechniken in der Praxis jedoch keinen relevanten Nachteil darstellt.
In aller Regel wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer Ausprägung zum Einsatz kommen, in der der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 mittels separat ausgebildeten ersten und zweiten Ultraschallsendern erzeugt werden, wobei die Ultraschallsender räumlich angrenzend aneinander angeordnet sind, z. B. in einem gemeinsamen Prüfkopfgehäuse, und im Wesentlichen identische Strahlcharakteristiken aufweisen. Der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 werden dabei zeitgleich erzeugt und weisen bei unterschiedlicher Polarität P+, P– im Wesentlichen dieselbe Pulsform, Amplitude und Pulsdauer auf. Der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 propagieren nach ihrer Einkopplung in den Prüfling auf im Wesentlichen zu einander parallelen Strahlwegen S1, S2, werden an einer reflektierenden Struktur des Prüflings bzw. einem Fehler des Prüflings reflektiert und gelangen wiederum auf im Wesentlichen parallelen Strahlwegen zurück zu einem Empfänger, auf dem die reflektierten Pulsanteile P1, P2 des ersten und des zweiten Pulses P1, P2 zur Überlagerung gebracht werden. Auf geeignete Weise wird dann die summierte Schalldruckamplitude der auf dem Empfänger überlagerten reflektierten ersten und zweiten Pulse P1, P2 bestimmt, beispielsweise durch eine geeignet ausgebildete nachgeschaltete Empfängerelektronik.
In einem alternativen Ansatz können anstelle des einzelnen Ultraschallempfängers zwei separat ausgebildete Ultraschallempfänger für die reflektierten Anteile P1, P2 des ersten und des zweiten Ultraschallpulses P1, P2 vorgesehen werden. Die den beiden Ultraschallempfängern nachgeschaltete Empfangselektronik ist dazu eingerichtet, die Schalldruckamplitude beider reflektierter Pulse P1, P2 zeitaufgelöst zu detektieren. Mit Hilfe der Empfängerelektronik werden die Empfängersignale beider Pulse P1, P2 einander überlagert und ein resultierendes summiertes Amplitudensignal erzeugt. Bei der elektronischen Überlagerung beider Pulse P1, P2 kann ggf. auch eine Phasenverschiebung zwischen beiden Pulsen P1, P2 elektronisch korrigiert werden, was bei speziellen Prüfaufgaben vorteilhaft sein kann.
In einer bevorzugten Weiterbildung dieses Verfahrens wird durch geeignete elektronische Nachbearbeitung aus dem gemessenen zeitlichen Verlauf des Schalldrucksignals der zeitliche Verlauf der Schalldruckenergie bestimmt. Insbesondere kann durch Quadrieren des zeitaufgelöst erfassten Schalldrucksignals eine den zeitaufgelösten Verlauf der Pulsenergie proportionale Messgröße gewonnen werden. Dieses zeitaufgelöste Energiesignal wird dann für jeden Puls P1, P2 einzeln über die gesamte Pulsdauer integriert. Nachfolgend wird dann der hierbei erhaltene Integralwert des ersten Pulses P1 vom Integralwert des anderen Pulses P2 subtrahiert.
Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren für Detektion von solchen Fehlern eines Prüflings, die sich in unmittelbarer Nachbarschaft von beispielsweise geometrischen Strukturen des Prüflings befinden, die selbst eine erhöhte Ultraschall-Reflektivität aufweisen, wobei Beispiele für solche Strukturen vorstehend bereits gegeben wurden.
Vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise aber auch dazu verwenden, die Planarität beispielsweise der Rückwand des Prüflings oder auch der Eintrittsfläche des Prüflings zu prüfen. Stellt man durch entsprechend mechanische, akustische oder elektronische Justage der Prüfköpfe sicher, dass eine ebene Rückwand eine resultierende Amplitude Null ergibt, so liefert jede Abweichung von der Planarität unterschiedlich starke Reflexe des ersten und des zweiten Ultraschallpulses. Hieraus resultiert unmittelbar ein von Null verschiedenes Amplitudensignal als Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Weiterhin wird die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung für die zerstörungsfreie Prüfung eines Prüflings mittels Ultraschall, die einen ersten Ultraschallsender und einen zweiten Ultraschallsender aufweist. Beide Ultraschallsender sind dazu eingerichtet, gerichtete erste bzw. zweite Ultraschallpulse P1, P2 in den Prüfling einzuschallen. Die Ultraschallsender werden dabei von einer Sendeelektronik angesteuert, die dazu eingerichtet ist, den ersten und den zweiten Ultraschallsender zur Erzeugung von Ultraschallpulsen P1, P2 unterschiedlicher Polarität P+, P– anzusteuern. Im Prüfling propagieren der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 entlang von im Wesentlichen parallelen Wegen S1, S2. Weiterhin ist eine Ultraschallempfangseinheit vorgesehen, die zumindest einen Ultraschallempfänger umfasst, der dazu eingerichtet ist, den Schalldruck der in den Prüfling eingeschallten ersten und zweiten Ultraschallpulse nach ihrer Wechselwirkung mit dem Prüfling zu erfassen. Weiterhin umfasst die Ultraschallempfangseinheit ist eine Empfangselektronik, die dazu eingerichtet ist, den vom zumindest einen Ultraschallempfänger registrierten Schalldruck weiterzuverarbeiten. Die Ultraschallempfangseinheit ist insgesamt dazu eingerichtet, die summierte Amplitude des überlagerten ersten und zweiten Ultraschallpulses nach ihrer Wechselwirkung mit dem Prüfling zu erfassen.
Bevorzugt sind der erste und der zweite Ultraschallsender sowie die beide Ultraschallender ansteuernde Sendeelektronik dazu eingerichtet, erste und zweite Ultraschallpulse P1, P2 zu erzeugen, die im Wesentlichen dieselbe Pulsform, Pulshöhe und Pulsdauer aufweisen. Vorteilhaft ist die Sendeelektronik dazu eingerichtet, den ersten und den zweiten Ultraschallpuls P1, P2 im Wesentlichen zeitgleich zu erzeugen. Alternativ kann die Sendeelektronik auch dazu ausgebildet sein, die ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2 in zeitlicher Hinsicht dergestalt zu erzeugen, dass sie zeitgleich in den Prüfling eintreten. Schließlich ist es auch möglich, die Sendeelektronik so auszugestalten, dass die von den ersten und zweiten Ultraschallsendern erzeugten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2 nach ihrer Wechselwirkung mit dem Prüfling im Wesentlichen zeitgleich bei dem zumindest einem Ultraschallempfänger eintreffen.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der erste und zweite Ultraschallsender im Wesentlichen dieselbe Strahlcharakteristik aufweisen.
In einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Sendeelektronik dazu eingerichtet, den ersten und den zweiten Ultraschallpuls P1, P2 zeitlich beabstandet voneinander zu erzeugen, wobei der zeitliche Abstand zumindest gleich oder größer ist als die jeweilige Pulsdauer der ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2.
Weiterhin ist besonders bevorzugt, wenn der erste und zweite Ultraschallsender der erfindungsgemäßen Einrichtung so ausgestaltet sind, dass sie weiterhin als Ultraschallempfänger der Ultraschallempfangseinheit verwendet werden können. Hierzu kann auch die Empfangselektronik auf geeignete Weise ausgestaltet sein. Dies erlaubt die Untersuchung des Prüflings in Senkrechteinschallung.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, die nicht einschränkend zu verstehen sind und anhand der Figuren näher erläutert werden. In dieser zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2: eine schematische Darstellung zweier Ultraschallpulse P1, P2 unterschiedlicher Polarität P+, P–,
3a–3d: eine Figurensequenz zur Verdeutlichung des Ergebnisses des erfindungsgemäßen Verfahrens an einem ersten Anwendungsbeispiel,
4: eine schematische Darstellung eines zweiten Anwendungsbeispiels,
5a–5b: eine schematische Darstellung eines dritten Anwendungsbeispiels in Seitenansicht bzw. Draufsicht, sowie
6a–6b: eine schematische Darstellung eines vierten Anwendungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in Seitenansicht sowie Draufsicht.
1 zeigt schematisch den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst einen ersten Ultraschallsender 15' sowie einen zweiten Ultraschallsender 15'', die aneinander angrenzend in einem gemeinschaftlichen Prüfkopfgehäuse angeordnet sind. Der erste Ultraschallsender 15' und der zweite Ultraschallsender 15'' sind dazu eingerichtet, gerichtete Ultraschallpulse P1, P2 in einen Prüfling einzukoppeln. Entsprechende Ultraschallsender sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Weise bekannt. Die Ultraschallsender 15', 15'' weisen dabei im Wesentlichen dieselbe Strahlcharakteristik auf und sind so angeordnet, dass die von ihnen abgegebenen Ultraschallpulse P1, P2 entlang paralleler Strahlwege S1, S2 propagieren. Mit den Ultraschallsendern 15', 15'' ist eine zentrale Steuerungseinheit 1 verbunden, die u. a. eine Sendeelektronik 5, eine Empfangselektronik 10 sowie eine Anzeigeeinrichtung 25 umfasst.
Die Sendeelektronik 5 ist dazu eingerichtet, den ersten sowie den zweiten Ultraschallsender 15', 15'' dergestalt anzusteuern, dass diese jeweils eine regelmäßige hochfrequente Folge von Ultraschallpulsen P1, P2 aussenden, die auf geeignete Weise in den zu prüfenden Prüfling 50 eingekoppelt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den ersten und zweiten Ultraschallsendern 15', 15'' um Ultraschallsender für die Senkrechteinschallung, die unmittelbar aneinander angrenzend in einem gemeinsamen Prüfkopfgehäuse angeordnet sind.
In der zentralen Steuereinheit 1 ist eine Sendeelektronik 5 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, den ersten Ultraschallsender 15' und den zweiten Ultraschallsender 15'' dergestalt anzusteuern, dass diese im Wesentlichen zeitgleich erste und zweite Ultraschallpulse P1, P2 in den Prüfling 50 einschallen. Dabei weisen diese ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2 im Wesentlichen dieselbe Pulsfolgefrequenz sowie Pulsform, Pulsdauer und Amplitude auf, sind jedoch von ihrer Polarität P+, P– verschieden. Wie einleitend bereits erwähnt soll unter verschiedener Polarität im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verstanden werden, dass einer der Ultraschallpulse P1, P2, die jeweils aus einem so genannten Wavelet bestehen, mit einem Druckabfall beginnt (= Polarität P–), der zweite Ultraschallpuls P2, P1 hingegen mit einem Druckanstieg (= Polarität P+). 2 zeigt beispielhaft zwei Ultraschallpulse P1, P2 verschiedener Polarität P+, P–.
Die von den ersten und zweiten Ultraschallsendern 15', 15'' ausgesandten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2 werden in den Prüfling 15 eingekoppelt und bewegen sich längs benachbarter sowie im Wesentlichen parallel zueinander verlaufender Schallwege durch den Prüfling. Liegt im Schallweg S1 und/oder S2 eine reflektierende Struktur 55 des Prüflings 15, wie beispielsweise eine Rückwand oder auch ein zu detektierender Fehler wie eine Ungänze 60, so werden die durch den Prüfling 50 propagierenden Pulse P1, P2 zumindest teilweise reflektiert. Der reflektierte Pulsanteil P1, P2, der unter 180° zurückreflektiert wird, gelangt dann auf dem identischen Schallweg S1, S2 zurück zu den ersten und zweiten Ultraschallsendern 15', 15''. Diese sind weiterhin so ausgebildet, dass sie in Zusammenwirkung mit einer Empfangselektronik 10 auch als Empfänger für die zurückreflektierten Pulsanteile P1, P2 dienen.
In einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nun der erste und zweite Ultraschallsender 15', 15'' in ihrem Empfangsmodus so zusammengeschaltet, dass die von ihnen aufgenommenen reflektierten Ultraschallpulse P1, P2, die über die gesamte Eintrittsfläche beider Ultraschallsender 15', 15'' aufgenommen werden, gemeinschaftlich in ein elektrisches Summen-Signal um gewandelt werden, welches dann der nachgeschalteten Empfangselektronik 10 zur weiteren Signalverarbeitung übermittelt wird. Bildlich sind somit in der ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der erste Ultraschallsender 15' und der zweite Ultraschallsender 15'' zu einem gemeinsamen Ultraschallempfänger zusammengeschaltet, dessen Schallaufnahmefläche der Kombination der Schallaufnahmeflächen des ersten Ultraschallsenders 15' mit der des zweiten Ultraschallsenders 15'' entspricht. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich die reflektierten Anteile P1, P2 des ersten Ultraschallpulses P1 und des zweiten Ultraschallpulses P2 auf dem Ultraschallempfänger überlagern und dass das aus dieser Überlagerung beider Pulse resultierende summierte Schalldrucksignal vom Ultraschallempfänger in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, welches dann durch die nachgeschaltete Empfangselektronik 10 weiterverarbeitet wird. Diese Empfangselektronik ist dazu ausgebildet, das mit hoher Zeitauflösung aufgenommene Schalldruckamplitudensignal weiterzuverarbeiten und einer Anzeigeeinrichtung 25 zuzuführen.
Das von der Empfangselektronik 10 erzeugte Amplitudensignal wird dann nachfolgend auf einer Anzeigeeinrichtung 25 der Zentralsteuereinheit 1 ausgegeben, wobei die Anzeigeeinrichtung beispielsweise als Flachbildschirm oder als Kathodenstrahlröhre ausgestaltet sein kann.
Anhand der Sequenz der 3a bis 3d wird nunmehr das mittels der vorstehend erläuterten Vorrichtung gewonnene Messsignal erläutert, welches an einen als planparallele Platte ausgebildeten Prüfling 50 gewonnen wird. Der Prüfling weist eine Ungänze 60 auf, die in unmittelbarer Nachbarschaft der Rückwand liegt. Mittels konventioneller Puls-Echoverfahren ist eine solche Ungänze aufgrund des sehr starken Rückwandechos außerordentlich schwer zu detektieren.
In 3a sind der erste Ultraschallsender 15' und der zweite Ultraschallsender 15'' so auf die Einkoppelfläche des Prüflings 50 aufgesetzt, dass die sich ausbildenden Schallwege S1 sowie S1' der ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2 vollständig außerhalb der Ungänze 60 verlaufen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die in 3a dargestellten Schallfelder idealisiert sind, in der Realität weisen die von den ersten oder zweiten Ultraschallsendern 15', 15'' ausgesandten Schallfelder selbstverständlich eine endliche Breite sowie eine gewisse Strahldivergenz auf. Vorliegend sei also angenommen, dass die Ungänze 60 von keinem der von den Ultraschallsendern 15' sowie 15'' ausgesandten Ultraschallfelder erfasst wird. Aus diesem Grunde werden sowohl der erste als auch der zweite Ultraschallpuls P1, P2 praktisch vollständig von der Rückwand 55 des plattenförmigen Prüflings 50 reflektiert, so dass beide Pulse P1, P2 im Wesentlichen um den gleichen geringen Betrag geschwächt wieder zu den ersten und zweiten Ultraschallsendern 15', 15'' zurückgelangen, Da diese im Empfangsmodus zusammengeschaltet sind, entspricht das vom Ultraschallwandler abgegebene Spannungssignal im Wesentlichen der Summe der Schalldrucke der ausgesandten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2, die sich aufgrund ihrer komplementären Polarität P+, P– gegenseitig weitgehend auslöschen. Es resultiert somit ein Amplitudensignal, dessen Höhe praktisch Null ist, wie in der zugehörigen Anzeigeeinrichtung 25 dargestellt ist.
In 3b hingegen wurde der die ersten und zweiten Ultraschallsender 15', 15'' umfassende Prüfkopf auf der Prüffläche des Prüflings 50 in Richtung auf die Ungänze 60 verschoben, dergestalt, dass der Schallweg S1 des ersten Ultraschallpuls P1 die Ungänze 60 zumindest teilweise erfasst. Der Puls P1 wird an der Ungänze 60 reflektiert und gelangt als reflektierter Puls P1 zurück zum ersten Ultraschallsender 15'.
Der vom zweiten Ultraschallsender 15'' ausgesandte Puls P2 durchquert den Prüfling 50, ohne mit der Ungänze 60 in Berührung zu kommen, wird an der Rückwand 55 reflektiert und gelangt als Rückwandecho P2' quasi ungestört zurück zum zweiten Ultraschallsender 15''. Dabei sind der an der Ungänze 60 reflektierte Puls P1 sowie das Rückwandecho P2'' des Pulses P2 – wie aus dem Stand der Technik vorbekannt – um die doppelte Laufzeit des Pulses zwischen Ungänze und Rückwand gegeneinander zeitverzögert. Weiterhin weist das Rückwandecho P2'' in der Regel eine deutlich höhere Intensität auf als der an der Ungänze reflektierte Puls P1.
Durch die Zusammenschaltung der ersten und zweiten Ultraschallsender 15', 15'' zu einem gemeinsamen Ultraschallempfänger werden die Pulse P1, und P2'' zur Überlagerung gebracht. Als Ergebnis erhält man ein Amplitudensignal, dessen Polarität der Polarität P– des Rückwandecho P2'' des zweiten Schallpulses P2 entspricht. Dabei ist das erhaltene Amplitudensignal umso größer, je unterschiedli cher der erste Ultraschallpuls P1 und der zweite Ultraschallpuls P2 auf die Ungänze 60 treffen.
Dieses Bild ändert sich schlagartig, sobald durch Verschieben des Prüfkopfs beide Ultraschallpulse 15', 15'' in etwa gleich stark von der Ungänze 60 reflektiert werden, der Prüfkopf also im Wesentlichen zentral über der Ungänze 60 positioniert ist. In diesem Fall löschen sich die Echos P1, P2, die von der Wechselwirkung der Pulse P1, P2 mit der Ungänze 60 herrühren gegenseitig praktisch vollständig aus, so dass das resultierende Amplitudensignal im Wesentlichen Null ist, wie dies aus 2c ersichtlich ist.
In 3d ist der Prüfkopf soweit über die Ungänze 60 geschoben, dass der erste Ultraschallpuls P1 praktisch nicht mehr mit der Ungänze 60 wechselwirkt, vielmehr durchläuft er den Prüfling 50 praktisch ungestört, wird an der Rückwand 55 reflektiert und gelangt als Rückwandecho P1'' zum ersten Ultraschallsender 15' zurück. Der zweite Ultraschallpuls P2 hingegen wird an der Ungänze 60 reflektiert und gelangt als reflektierter Puls P2 zum Ultraschallsender 15'' zurück. Das resultierende Amplitudensignal hat nunmehr sein Vorzeichen umgekehrt, da die Polarität des Amplitudensignals nunmehr von der Polarität P+ des reflektierten ersten Ultraschallpulses P1 dominiert wird.
4 zeigt nun ein weiteres Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung. Erneut soll ein plattenförmiger Prüfling 50 auf Fehler untersucht werden, wobei im vorliegenden Anwendungsbeispiel eine gute Fehlerempfindlichkeit für solche Fehler gewünscht ist, die sich unmittelbar angrenzend an die Prüffläche 51 im Prüfling 50 befinden. Der für diese Prüfaufgabe verwendete Prüfkopf umfasst wiederum einen ersten und einen zweiten Ultraschallsender 15', 15'', die in einem gemeinschaftlichen Prüfkopfgehäuse angeordnet sind. Zwischen den Ultraschallsendern 15', 15'' und der Prüffläche 51 ist eine Vorlaufstrecke 20 angeordnet, die z. B. aus PMMA bestehen oder als Wasserstrecke ausgebildet sein kann. Die Vorlaufstrecke 20 trennt den Senderimpuls von den Eintrittsechos P1', P2''. Die ersten und zweiten Ultraschallsender 15', 15'' werden wiederum von einer Sendeelektronik 5 angesteuert, so dass insgesamt ein Ultraschallsendesystem vorliegt, welches der Vorrichtung aus dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Insbesondere kann es sich bei dem Prüfkopf um einen Prüfkopf für die Senkrechteinschallung handeln, jedoch ist das Konzept auch auf Prüfköpfe für die Schrägeinschallung übertragbar.
Um auf oberflächennahe Defekte im Prüfling empfindlich sein zu können, muss für das vorliegende Anwendungsbeispiel, bei dem die ersten und zweiten Ultraschallsender 15', 15'' ebenfalls als Ultraschallempfänger fungieren, der starke Sendeimpuls für die hochempfindliche Empfangselektronik (elektronisch) maskiert werden. Diese Maskierung hat jedoch zur Folge, dass Reflexe P1, P2, die sich unmittelbar an den Sendeimpuls anschließen, ebenfalls maskiert werden. Hierzu sind, die Ultraschallsender 15', 15'' wie erwähnt mit einer Vorlaufstrecke 20 versehen, so dass die Prüfpulse P1, P2 erst mit einer definierten Zeitverzögerung gegenüber dem Sendeimpuls in den Prüfling 50 eingekoppelt wird. Durch diese Vorlaufstrecke 20 wird somit eine Zeitverzögerung der Prüfpulse P1, P2 induziert, die sicherstellt, dass eine Reflektion der Prüfpulse P1, P2 durch die Wechselwirkung mit dem Prüfling 50 nicht mehr von der elektronischen Maskierung verdeckt wird.
Die so weitergebildete Vorrichtung eignet sich hervorragend zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, um auch prüfflächennahe Defekte detektieren zu können, die sonst durch das starke Eintrittsecho verdeckt wären. Dabei ist die Funktionsweise der Vorrichtung analog zu der des ersten Ausführungsbeispiels, die anhand der Figurensequenz 3a bis 3d vorstehend bereits erläutert wurde.
Die 5a und 5b zeigen nun ein weiteres Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren, dessen Gegenstand die Detektion von Fehlern in einem Prüfling 50 ist, welcher geometrische Strukturen 55 aufweist, die die eingeschallten Prüfpulse P1, P2 selbst stark zurückreflektieren P1'', P2''. Beispiele hierfür könnten durch die Formgebung des Prüflings 50 bedingte Stufen, Versetzungen o. ä. sein. In den 5a und 5b wird nun die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einen Prüfling 50 illustriert, der aus einer senkrecht zur Zeichenebene ausgedehnten planparallelen Platte besteht, die einen unstetigen Dickenverlauf (also einen Sprung) aufweist. Mit konventionellen Pulsechoverfahren ist es praktisch unmöglich, Fehler in einem derartig ausgestalteten Prüfling 50 zu detektieren, die sich in unmittelbarer Nachbarschaft der reflektierenden geometrischen Struktur 55 befinden, außer es kann von der Seite der Platte eingeschallt werden, die die größere Dicke aufweist. Eine analoge Prüfsituation stellt eine gestufte Welle dar. Dieser Nachteil der vorbekannten Pulsechoverfahren wird durch das erfindungsgemäße Verfahren überwunden.
Auch hier umfasst der verwendete Prüfkopf zwei Ultraschallsender 15', 15'', die im Gegensatz zu den Prüfköpfen der vorstehenden Ausführungsbeispiele als Winkelprüfköpfe für die Schrägeinschallung ausgebildet sind. In Bezug auf Pulsfolgefrequenz, Pulsdauer, Pulsamplitude und Pulsform hingegen sind die Ultraschallsender 15', 15'' sowie die vorgeschaltete Sendeelektronik 5 wie zuvor beschrieben ausgebildet. Bei geeigneter Schrägeinschallung der ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2 werden beide Pulse an der Stufe 50 mit recht hoher Intensität als „Stufenechos„ P1'', P2'' zu den Ultraschallsendern 15', 15'' zurückreflektiert. Diese Rückreflexion tritt insbesondere dann auf, wenn das schräg eingeschallte Ultraschallbündel den Raumbereich des Prüflings 50 erfasst, in dem sich der Absatz 55 befindet. Wird nur ein Winkelprüfkopf zur Untersuchung dieses Bereichs des Prüflings 50 eingesetzt, so überdeckt der vom Absatz von der Stufe 55 erzeugte starke Rückreflex jeden weiteren Rückreflex, der von einem Defekt im Prüfling 50 herrührt, welcher sich angrenzend an den Absatz 55 im Gefüge des Prüflings 50 befindet. Mittels konventioneller Puls-Echoverfahren unter Verwendung von Winkelprüfköpfen kann daher derjenige Bereich eines Prüflings 50 nur ungenügend auf Defekte geprüft werden, welcher sich unmittelbar an den Absatz 55 anschließt.
Verwendet man jedoch anstelle eines konventionellen Impuls-Echo-Verfahrens, welches auf nur einem Sender basiert, das erfindungsgemäße Verfahren, welches auf der Einschallung von Ultraschallpulsen P1, P2 unterschiedlicher Polarität P+, P– basiert, die sich längs zweier im Wesentlichen parallel zueinander angeordneter Schallwege S1, S2 im Prüfling 50 ausbreiten, so wird eine Untersuchung dieses Bereichs des Prüflings 50 möglich. Dies liegt darin begründet, dass sich die Reflexe P1'', P2'' der reflektierenden Struktur 55 wegen deren unterschiedlicher Polarität P+, P– im Wesentlichen gegenseitig auslöschen. Wird bei einer Ultraschallprüfung also derjenige Raumbereich durchschallt, in dem sich der Absatz 55 befindet, so erhält man dennoch im Wesentlichen kein Amplitudensignal, solange kein Defekt vorliegt. Die beiden parallel propagierenden Prüfpulse P1, P2 gelangen im Wesentlichen gleichermaßen ungeschwächt als Stufenreflexe P1'', P2'' zum Empfänger zurück.
Dieses Bild ändert sich in dem Moment, in dem einer der beiden Prüfpulse P1, P2 auf einen Defekt 60 trifft, der sich in dem Raumbereich befindet, der an den Absatz 55 im Prüfling 50 angrenzt. Dieser Defekt 60 wird dazu führen, dass ein Prüfpuls (hier: P2) am Defekt 60 reflektiert wird und als geschwächter reflektierter Puls P2 zum Empfänger zurückreflektiert wird. Hierdurch weisen die am Empfänger eintreffenden ersten und zweiten Prüfpulse P1'', P2 eine unterschiedliche Amplitude auf. Aus der Überlagerung der Pulse P1'', P2 ergibt sich ein resultierendes Amplitudensignal, welches sicher detektiert werden kann, da es von keinem starken Signal mehr überdeckt wird, welches z. B. von dem Absatz 55 selbst herrühren könnte.
Die 6a und 6b zeigen schließlich ein weiteres Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. eine erfindungsgemäße Vorrichtung, nämlich die Anwendung des Verfahrens auf die Schweißnahtprüfung. Eine solche Schweißnaht ist in der Regel in einer Raumrichtung (hier: y) ausgedehnt und weist entlang dieser Raumrichtung im Wesentlichen gleich bleibende akustische Reflektionseigenschaften auf. 5a zeigt einen Schnitt durch einen plattenförmigen Prüfling 50, in dem sich eine Schweißnaht 70 befindet. 5b zeigt eine Aufsicht auf den aus 5a Prüfling 50. Nach dem Stand der Technik ist die Prüfung solcher longitudinal ausgedehnter Schweißnähte 70 mittels des Puls-Echo-Verfahrens bekannt, wobei die Schweißnaht durch Verschieben eines auf der Oberfläche 51 des Werkstücks 50 angeordneten Winkelprüfkopfs tiefenabhängig durchschallt wird. Die Tiefenauflösung wird durch Verschieben des Winkelprüfkopfs auf der Oberfläche des Prüflings erzielt. Aufgrund der Geometrieänderung der Schweißnaht 70 (Decklagenüberhöhung 71, Wurzeldurchhang 72) gegenüber den umliegenden Gefüge erzeugt die Schweißnaht 70 selbst bereits relativ starke Reflexe, die wiederum Reflektionen an Defekten 60, die sich unmittelbar angrenzend an die Schweißnaht 70 im Gefüge des Prüflings 50 befinden, überdecken können, wenn mit einer Einschallung mit nur einem Prüfkopf gearbeitet wird.
Geht man jedoch zum erfindungsgemäßen Verfahren über, d. h. arbeitet man mit zwei Testpulsen P1, P2 unterschiedlicher Polarität P+, P–, die sich entlang von parallel zueinander erstreckenden Schallwegen S1, S2 ausbreiten, und verwendet die erfindungsgemäße Überlagerungsmethode zur Auswertung des erhaltenen Echosignals, so erhält man bei der ungestörten Schweißnaht im Wesentli chen wieder ein Echosignal verschwindender Amplitude. Trifft jedoch der Schallweg (hier: S2) einer der beiden zur Prüfung eingesetzten Ultraschallpulse P1, P2 auf einen Defekt 60, der sich angrenzend an die zu prüfende Schweißnaht 70 im Gefüge des Prüflings 50 befindet, so wird dieser Prüfpuls P2 aus Fehler 60 reflektiert und gelangt als geschwächter reflektierter Puls P2 zum Sender 15'' zurück. Bei der erfindungsgemäßen Amplitudenbestimmung durch Summenbildung generiert dies unmittelbar ein nachweisbares Echosignal. Auf diese Weise können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Defekte 60 in Prüftingen 50 aufgefunden werden, die sich unmittelbar angrenzend an eine Schweißnaht 70 im Prüfling 50 befinden.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die reflektierten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P1' und P1'' sowie P2, P2' und P2'' ohne weiteres mittels getrennter Ultraschallempfänger detektiert werden können. Die gewonnenen einzelnen Signale können einer getrennten Signalverarbeitung zugeführt werden, so dass das erfindungsgemäße „zur Überlagerung bringen" der reflektierten ersten und zweiten Pulse auch auf rein elektronischem/digitalem Weg geschehen kann.

1: zentrale Steuereinheit
5: Sendeelektronik
10: Empfangselektronik
15': erster Ultraschallsender
15'': zweiter Ultraschallsender
P1: erster Ultraschallpuls
P2: zweiter Ultraschallpuls
20: Vorlaufstrecke
25: Anzeigeeinrichtung
50: Prüfling
51: Prüffläche
55: reflektierende Struktur
60: Ungänze
65: Absatz
70: Schweißnaht
71: Decklagenüberhöhung
72: Wurzeldurchhang
73: Wurzelrückfall

Claims

Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings (50) mittels Ultraschall unter Verwendung eines ersten und eines zweiten Ultraschallsenders (15', 15''), die dazu eingerichtet sind, gerichtete Ultraschallpulse P1, P2 in den Prüfling (50) einzuschallen, sowie zumindest eines Ultraschallempfängers, (15', 15'') der dazu eingerichtet ist, reflektierte erste und zweite Ultraschallpulse (P1, P2, P1', P2', P1'', P2'') zu detektieren, die folgenden Verfahrensschritte umfassend: a. Einschallen eines ersten Ultraschallpulses P1 in den Prüfling (50) mittels des ersten Ultraschallsenders (15') sowie eines zweiten Ultraschallpulses P2 mittels des zweiten Ultraschallsenders (15''), wobei der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 i. eine unterschiedliche Polarität P+ sowie P– aufweisen, und ii. im Prüfling (50) entlang zueinander im Wesentlichen paralleler Wege S1, S2 propagieren. b. zur Überlagerung bringen der reflektierten ersten und zweiten Ultraschallpulse (P1, P2, P1', P2', P1'', P2'') nach ihrer Wechselwirkung mit dem Prüfling (50), und c. Erfassen der summierten Schalldruckamplitude der überlagerten reflektierten ersten und zweiten Ultraschallpulse (P1, P2, P1', P2', P1'', P2'').
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 im Wesentlichen dieselbe Pulshöhe, Pulsform und/oder und Pulsdauer aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 im Wesentlichen zeitgleich erzeugt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Ultraschallsender (15', 15'') im Wesentlichen dieselbe Strahlcharakteristik aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 zeitlich beabstandet voneinander erzeugt werden, wobei der zeitliche Abstand zumindest gleich oder größer ist als die Pulsdauer des ersten und zweiten Ultraschallpulses P1, P2.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und er zweite Ultraschallpuls P1, P2 zwischen Einschallen in den Prüfling (50) und Erfassung der reflektierten Amplitude an einer Rückwand des Prüflings (50) reflektiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Ultraschallpuls P1, P2 zwischen Einschallen in den Prüfling (50) und Erfassung der reflektierten Amplitude an einer Ultraschallreflektierenden Struktur (55) des Prüflings (50) reflektiert werden.
Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings (50) mittels Ultraschall, die folgenden Merkmale aufweisend: a. einen ersten Ultraschallsender (15'), der dazu eingerichtet ist, einen gerichteten ersten Ultraschallpuls P1 in den Prüfling (50) einzuschallen, und einen zweiten Ultraschallsender (15''), der dazu eingerichtet ist, einen gerichteten zweiten Ultraschallpuls P2 mit einer zweiten Polarität in den Prüfling (50) einzuschallen, wobei die vom ersten und zweiten Ultraschallsender (15', 15'') erzeugten Ultraschall pulse P1, P2 im Prüfling (50) entlang im Wesentlichen zueinander paralleler Wege S1, S2 propagieren, b. eine Sendeelektronik (5), die dazu eingerichtet ist, den ersten und den zweiten Ultraschallsender (15', 15'') zur Erzeugung von Ultraschallpulsen P1, P2 unterschiedlicher Polarität P+, P– anzusteuern, c. eine Ultraschallempfangseinheit, i. bestehend aus 1. zumindest einem Ultraschallempfänger (15', 15''), der dazu eingerichtet ist, den Schalldruck der in den Prüfling (50) eingeschallten ersten und zweiten Ultraschallpulse P1, P2 nach ihrer Wechselwirkung mit dem Prüfling (50) zu erfassen, und 2. einer Empfangselektronik (10), die dazu eingerichtet ist, den vom zumindest einen Ultraschallempfänger (15', 15'') registrierten Schalldruck weiterzuverarbeiten, ii. die dazu eingerichtet ist, die summierte Schalldruckamplitude der überlagerten reflektierten ersten und zweiten Ultraschallpulse (P1, P2, P1', P2', P1'', P2'') nach ihrer Wechselwirkung mit dem Prüfling (50) zu erfassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Ultraschallsender (15', 15'') dazu eingerichtet sind, Ultraschallpulse P1, P2 zu erzeugen, die im Wesentlichen dieselbe Pulshöhe, Pulsform und/oder Pulsdauer aufweisen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeelektronik (15) dazu eingerichtet ist, den ersten und den zweiten Ultraschallpuls P1, P2 zeitlich beabstandet voneinander zu erzeugen, wobei der zeitliche Abstand zumindest gleich oder größer ist als die Pulsdauer des ersten und zweiten Ultraschallpulses P1, P2.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeelektronik (15) dazu eingerichtet ist, den ersten und den zweiten Ultra schallpuls P1, P2 im Wesentlichen zeitgleich zu erzeugen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Ultraschallsender (15', 15'') im Wesentlichen dieselbe Strahlcharakteristik aufweisen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallempfangseinheit dazu eingerichtet ist, den ersten und den zweiten Ultraschallsender (15', 15'') als Ultraschallempfänger zu verwenden.