DE102012025535A1 - Method for imaging ultrasonic testing of e.g. steel pipe, involves summing values in time-resolved amplitude information of ultrasonic signals, and classifying information before transmission and subsequent processing procedure - Google Patents

Method for imaging ultrasonic testing of e.g. steel pipe, involves summing values in time-resolved amplitude information of ultrasonic signals, and classifying information before transmission and subsequent processing procedure Download PDF

Info

Publication number
DE102012025535A1
DE102012025535A1 DE201210025535 DE102012025535A DE102012025535A1 DE 102012025535 A1 DE102012025535 A1 DE 102012025535A1 DE 201210025535 DE201210025535 DE 201210025535 DE 102012025535 A DE102012025535 A DE 102012025535A DE 102012025535 A1 DE102012025535 A1 DE 102012025535A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
data
amplitude
ultrasound
scan
ultrasonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE201210025535
Other languages
German (de)
Inventor
Dr. Schmitte Till
Oliver Nemitz
Thomas Kersting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Europipe GmbH
Original Assignee
Europipe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Europipe GmbH filed Critical Europipe GmbH
Priority to DE201210025535 priority Critical patent/DE102012025535A1/en
Publication of DE102012025535A1 publication Critical patent/DE102012025535A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
    • G01N29/0645—Display representation or displayed parameters, e.g. A-, B- or C-Scan
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52034—Data rate converters

Abstract

The method involves emitting ultrasonic waves into an inspection portion of workpiece (3) by ultrasonic transducers. The ultrasonic waves reflected from workpiece is received, and converted into ultrasonic signals. The values in time-resolved amplitude information (A-Scan) of ultrasonic signals are summed in a data matrix, and then transmitted to a processing unit. The data matrix is processed for reconstruction of ultrasound image for the region of interest. The time-resolved amplitude information is classified before the transmission and subsequent processing procedure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bildgebenden Ultraschallprüfung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for ultrasound imaging of workpieces according to the preamble of claim 1.

Die Ultraschallprüfung von Werkstücken, wie z. B. metallische Rohre aus Stahl, ist seit langem bekannt und bewährt.The ultrasonic testing of workpieces, such. As metallic pipes made of steel, has long been known and proven.

Die Ultraschallprüfung wird angewandt um produktionsbegleitend eventuell vorhandene Ungänzen in Werkstücken (z. B. in einer Rohrwand oder Schweißnaht), wie z. B. Dopplungen, Risse, Kerben, Einwalzungen, Poren oder sonstige Oberflächenfehler zu detektieren. Darüber hinaus wird die Ultraschallprüfung auch zur Überprüfung der Maßhaltigkeit von Rohren (z. B. der Wanddicke) angewandt.The ultrasound test is applied to any discontinuities in workpieces (eg in a pipe wall or weld seam), which may be present during production. B. doublings, cracks, notches, Einwalzungen, pores or other surface defects to detect. In addition, ultrasonic testing is also used to check the dimensional accuracy of pipes (eg wall thickness).

Bei der Prüfung werden z. B. nach dem Puls-Echoverfahren mit Schallwandlern Ultraschallimpulse erzeugt, die über ein Koppelmedium (z. B. Wasser) in das Werkstück eingeleitet werden. Trifft der so erzeugte Ultraschallpuls auf ein Hindernis (z. B. eine Ungänze) wird dort ein Ultraschallsignal durch Reflektion oder Diffraktion erzeugt, das sich wiederum im Werkstück ausbreitet, durch das Koppelmedium läuft und anschließend von einem Ultraschallwandler detektiert wird. In vielen Fällen ist der Ultraschallwandler, der zur Erzeugung des Ultraschallpulses benutzt wird, mit dem zur Detektion verwendeten Ultraschallwandler identisch.When testing z. B. after the pulse echo method with sound transducers generates ultrasonic pulses which are introduced via a coupling medium (eg., Water) in the workpiece. If the ultrasound pulse generated in this way encounters an obstacle (for example a discontinuity), an ultrasound signal is generated there by reflection or diffraction, which in turn propagates in the workpiece, passes through the coupling medium and is subsequently detected by an ultrasound transducer. In many cases, the ultrasonic transducer used to generate the ultrasonic pulse is identical to the ultrasonic transducer used for detection.

Um eine möglichst große Prüfabdeckung des zu untersuchenden Werkstücks zu erreichen, ist z. B. aus der DE 198 13 414 A1 der Einsatz von getakteten Mehrfachschwingköpfen, sogenannte Phased Arrays Schwinger, bekannt, bei denen mehrere Ultraschallprüfköpfe zu einem Array, auch Schwingerlineal bezeichnet, elektrisch verschaltet sind. Die Prüfköpfe selbst sind im Regelfall als kombinierte Sende- und Empfangsköpfe ausgelegt, so dass Ultraschallsignale ausgesandt und die vom Werkstück reflektierten Signale von diesem und/oder einem anderen Prüfkopf des Arrays wieder empfangen werden können.In order to achieve the largest possible test coverage of the workpiece to be examined, z. B. from the DE 198 13 414 A1 the use of clocked multiple oscillating heads, so-called phased arrays oscillators, known in which a plurality of ultrasonic probes to an array, also called vibrating ruler, are electrically connected. The probes themselves are usually designed as a combined transmitting and receiving heads, so that ultrasound signals emitted and reflected from the workpiece signals from this and / or another probe of the array can be received again.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2005 051 781 A1 ist ein Verfahren zur Ultraschallprüfung an Werkstücken bekannt, welches sich ebenfalls der Phased Array Technik bedient. Hierbei werden mit den Phased Array Schwingern, in denen zur kontrollierten Ultraschallaussendung und -detektion eine Vielzahl einzelner Ultraschallwandler vorgesehen sind, Ultraschallwellen in einen Prüfkörper unter beliebigen Einschallwinkeln und in beliebig vorzugebenden Fokussierbereichen angeregt und aus diesen Einschallbereichen empfangen.From the publication DE 10 2005 051 781 A1 a method for ultrasonic testing of workpieces is known, which also uses the phased array technique. In this case, with the phased array oscillators, in which a plurality of individual ultrasonic transducers are provided for controlled ultrasound emission and detection, ultrasonic waves are excited into a test specimen at any insonification angle and in any desired focusing ranges and received from these insonification ranges.

Zur Durchführung einer derartigen Messung regt ein Steuergerät zumindest einen, meist jedoch mehrere Ultraschallwandler des Mehrfachschwingkopfes für ein begrenztes, kurzes Zeitintervall zur Einkoppelung von Ultraschallwellen in den Prüfkörper an. Die dabei entstehenden, eingekoppelten Ultraschallwellenpakete werden beispielsweise an Materialungänzen innerhalb des Prüfkörpers oder von den Außenwänden des Prüfkörpers reflektiert und gelangen als reflektierte Ultraschallwellen zu den nunmehr als Empfänger arbeitenden Ultraschallwandlern zurück, werden von diesen in Ultraschallsignale umgewandelt und an das Steuergerät zur Auswertung geleitet. Die Zeitspanne zwischen dem Beginn des Aussendevorganges und dem Ende des Empfangsvorganges der Ultraschallsignale wird zumeist als Messtakt bezeichnet.To carry out such a measurement, a control unit excites at least one, but usually a plurality of ultrasonic transducers of the multiple oscillating head for a limited, short time interval for the coupling of ultrasonic waves into the test specimen. The resulting coupled-in ultrasonic wave packets are reflected, for example, to material dances within the specimen or from the outer walls of the specimen and return as reflected ultrasonic waves to the now working as a receiver ultrasonic transducers are converted by these into ultrasonic signals and passed to the control unit for evaluation. The time interval between the beginning of the transmission process and the end of the reception process of the ultrasonic signals is usually referred to as a measurement cycle.

Die Signalauswertung geschieht derart, dass die einzelnen in einem Messtakt empfangenen reflektierten Ultraschallsignale unter Berücksichtigung der bei der Einschallung zu Beginn des Messtaktes verwendeten Phasenverschiebung summiert werden, woraus ein Summensignal gebildet wird.The signal evaluation takes place in such a way that the individual reflected ultrasonic signals received in a measuring cycle are summed in consideration of the phase shift used in the insonification at the beginning of the measuring cycle, from which a sum signal is formed.

Der zeitliche Verlauf der empfangenen Ultraschallsignale stellt dann das sogenannte A-Bild oder A-Scan dar, welches das Ultraschallecho längs einer vorgegebenen Ausbreitungsrichtung im Werkstück darstellt.The time profile of the received ultrasonic signals then represents the so-called A-picture or A-scan, which represents the ultrasonic echo along a predetermined propagation direction in the workpiece.

Wird der Prüfkörper durch Schwenken des Schallbündels in verschiedenen Richtungen durchschallt, kann ein Sektorbild (B-Bild) rekonstruiert werden, welches sich aus einer Vielzahl von A-Bildern längs einer gegebenen Ausbreitungsrichtung zusammensetzt. Auch lässt sich daraus ein dreidimensionales Ultraschallbild erzeugen.If the test specimen is sounded through in different directions by pivoting the sound beam, a sector image (B image) can be reconstructed, which is composed of a plurality of A images along a given direction of propagation. Also, it can produce a three-dimensional ultrasound image.

Die Rekonstruktion der Bilder aus den Messwerten erfolgt bei der bekannten bildgebenden Ultraschallprüfung z. B. mittels der sogenannten „Total Focusing Methode” (TFM).The reconstruction of the images from the measured values takes place in the known imaging ultrasonic test z. B. by means of the so-called "total focusing method" (TFM).

Allgemein wird bei solchen bekannten bildgebenden Verfahren in der Ultraschallprüfung also ein Phased-Array-Schwinger mit Ns Prüfköpfen zum Scannen eines Prüfkörpers verwendet. Die Ultraschallwandler der Prüfköpfe werden jeweils einzeln nacheinander zur Einkopplung von Ultraschallwellen in den Prüfkörper angeregt, es können jedoch bei jedem Messtakt immer mehrere Empfänger des Schwingerlineals empfangen. Zu jedem Messtakt wird somit eine Anzahl Ne an A-Scans aufgezeichnet. Nach den Ns Messtakten existieren somit Ns·Ne A-Scans, die in einer Matrix gespeichert werden. Bei der Total Focusing Methode ist Ns = Ne und die Matrix heißt Total Focusing Matrix. Bei der Synthetic Aperture Focusing Methode (SAFT) ist Ne = 1 und die Matrix nur zweidimensional.In general, in such known imaging methods in ultrasonic testing, therefore, a phased array oscillator with N s probes is used for scanning a test specimen. The ultrasonic transducers of the probes are each one after the other excited to couple ultrasonic waves in the test specimen, but it can always receive several recipients of the oscillator ruler at each measurement cycle. For each measurement cycle, a number N e of A-scans is thus recorded. Thus, after the N s measurement clocks, there exist N s · N e A scans which are stored in a matrix. In the Total Focusing method, N s = N e and the matrix is called Total Focusing Matrix. In the Synthetic Aperture Focusing Method (SAFT), N e = 1 and the matrix is only two-dimensional.

In der Matrix enthält dann die i-te Zeile die Ne empfangenen A-Scans des Messtaktes des i-ten Elements. Als Speicherstruktur hat man bei Ne > 1 eine 3D-Matrix M (die dritte Dimension ist die Zeit, in der die Amplitudenwerte, die Abtastwerte, des A-Scans gespeichert werden). Es ist also M = M(i; j; k), wobei i der Index des sendenden Elements, j der des empfangenden Elements und k der Zeitindex ist. In the matrix, the i-th row then contains the N e received A-scans of the measurement clock of the i-th element. The memory structure at N e > 1 is a 3D matrix M (the third dimension is the time in which the amplitude values, the samples, of the A-scan are stored). Thus, M = M (i; j; k), where i is the index of the transmitting element, j is the receiving element, and k is the time index.

1 zeigt noch einmal schematisch den Ablauf des bekannten TFM-Rekonstruktionsverfahrens. Dargestellt ist ein Phased Array-Schwinger als Schwingerlineal 1 mit einer Anzahl an Prüfköpfen El. Die Prüfköpfe sind als kombinierte Sende- und Empfangsprüfköpfe ausgelegt und elektrisch miteinander verschaltet. 1 again shows schematically the course of the known TFM reconstruction method. Shown is a phased array transducer as a vibrating ruler 1 with a number of probes El. The probes are designed as combined transmit and receive probes and electrically interconnected.

Das Schwingerlineal 1 ist mit einem Koppelmittel 2 (z. B. Wasser) an ein Werkstück 3, üblicherweise aber nicht notwendig aus Stahl, angekoppelt. In diesem Beispiel koppelt der Prüfkopf El1 ein Ultraschallsignal in das Werkstück 3 ein und wird dort von einer Ungänze 4 reflektiert und von dem Prüfkopf El2 wieder empfangen. Die vom Prüfkopf El2 empfangenen Amplituden sind als A-Scan ebenfalls dargestellt. Fortlaufend werden die Ultraschallwandler der Prüfköpfe El jeweils einzeln nacheinander zur Einkopplung von Ultraschallwellen in den Prüfkörper angeregt, es können jedoch bei jedem Messtakt immer mehrere Empfänger des Schwingerlineals empfangen. Zu jedem Messtakt wird somit eine Anzahl Ne an A-Scans aufgezeichnet.The oscillator ruler 1 is with a coupling agent 2 (eg water) to a workpiece 3 , but usually not necessary steel, coupled. In this example, the probe El1 couples an ultrasonic signal into the workpiece 3 and there is a discontinuity 4 reflected and received by the probe El2 again. The amplitudes received by the probe El2 are also shown as A-scan. The ultrasound transducers of the probes El are continuously excited one after the other for the purpose of coupling ultrasonic waves into the test specimen, however, it is always possible to receive several receivers of the oscillator rectifier at each measuring cycle. For each measurement cycle, a number N e of A-scans is thus recorded.

Zur Rekonstruktion des Ultraschallbildes aus den A-Scans wird der Untersuchungsbereich, der ein im Prüfkörper interessierendes Areal darstellt, diskretisiert, d. h. z. B. in ein Gitter G aus rechteckigen Zellen (Pixel) zerlegt. Zu jeder Zelle G(k, l) berechnet man nun für jede Kombination aus zwei Elementen El1 und El2 des Phased-Array-Lineals (eins sendend, eins empfangend), wie lange der Ultraschall-Impuls vom sendenden Element zur Zelle und wieder zum empfangenden Element benötigen würde. Zu dieser Laufzeit wird der entsprechende Amplitudenwert aus dem A-Scan des empfangenden Elements extrahiert. Die Amplitudenwerte aller Element-Kombinationen dieser Zelle werden aufaddiert und bilden den resultierenden Wert der Zelle. Ist an der Position der Zelle G(k, l) ein Reflektor (z. B. Ungänze, Rückwand) vorhanden, so gibt es mehrere Sender-Empfänger-Kombinationen von Elementen, die dort eine hohe Amplitude aufweisen. Bei Zellen, an denen kein Reflektor vorhanden ist, werden dagegen nicht häufig hohe Amplituden hinzuaddiert. Somit weist das finale Gitter dort hohe Summenwerte auf, wo Reflektoren vorhanden sind.To reconstruct the ultrasound image from the A-scans, the examination area, which represents an area of interest in the test specimen, is discretized, ie, for example, decomposed into a grid G of rectangular cells (pixels). For each cell G (k, l), one calculates for each combination of two elements El 1 and El 2 of the phased array ruler (one sending, one receiving), how long the ultrasonic pulse from the transmitting element to the cell and again would need to the receiving element. At this time, the corresponding amplitude value is extracted from the A-Scan of the receiving element. The amplitude values of all element combinations of this cell are added together to form the resulting value of the cell. If a reflector (eg discontinuity, rear wall) is present at the position of the cell G (k, l), then there are several transmitter-receiver combinations of elements which have a high amplitude there. For cells where there is no reflector, on the other hand, high amplitudes are not often added. Thus, the final grid has high summation values where reflectors are present.

Der bekannte Algorithmus lässt sich wie folgt zusammenfassen:

  • – Initialisiere alle Gitterzellen mit Nullen
  • – Durchlaufe alle Gitterzellen und führe jeweils aus:
  • – Durchlaufe alle Sender-Empfänger-Kombinationen für jede Kombination und führe aus:
  • – Berechne Laufzeit von Sender zur Zelle zum Empfänger
  • – Suche entsprechende Amplitude in zugehörigem A-Scan
  • – Addiere diese Amplitude zur aktuellen Gitterzelle
The known algorithm can be summarized as follows:
  • - Initialize all grid cells with zeros
  • - Run through all grid cells and execute:
  • - Run all transmitter-receiver combinations for each combination and execute:
  • - Compute runtime from sender to cell to receiver
  • - Find corresponding amplitude in associated A-scan
  • Add this amplitude to the current grid cell

Im Falle eines zweidimensionalen rechteckigen Untersuchungsbereiches mit matrixförmig angeordneten rechteckigen Gitterzellen (Pixeln) enthält der Algorithmus vier ineinander geschachtelte Schleifen (eine über Gitterzeilen, eine über Gitterspalten, eine über Sender-Elemente, eine über Empfänger-Elemente), deren Reihenfolge vertauscht werden kann.In the case of a two-dimensional rectangular examination area with matrix-shaped rectangular grid cells (pixels), the algorithm contains four nested loops (one over lattice rows, one over lattice columns, one over transmitter elements, one over receiver elements) whose order can be reversed.

Es existiert eine Vielzahl solcher Verfahren, bei denen verschiedene Kombinationen von Sendern- und Empfängern bzw. auch von Sender- und Empfängeranzahlen dazu verwendet werden, um durch phasenkorrigierte Amplitudensummationen Bilder des Prüfbereichs zu rekonstruieren. Solche Verfahren werden in der Literatur auch als Delay-and-Sum-Verfahren (DAS) bezeichnet. Das TFM- und das SAFT-Verfahren gehören in diese Kategorie.There are a variety of such methods in which various combinations of transmitters and receivers and also of transmitter and receiver numbers are used to reconstruct images of the test area by means of phase-corrected amplitude summations. Such methods are also referred to in the literature as delay-and-sum (DAS) methods. The TFM and SAFT processes belong in this category.

Mit diesen bekannten bildgebenden Ultraschallprüf- und Rekonstruktionsverfahren können sehr genaue Untersuchungen des zu prüfenden Werkstücks vorgenommen werden. Hierbei findet üblicherweise die Durchführung des Rekonstruktionsalgorithmus nicht direkt in der Ultraschallprüfeinheit sondern auf einer externen Recheneinheit statt. Ein großer Nachteil besteht darin, dass zur Rekonstruktion des Ultraschallbildes eine sehr große Datenmenge von den Prüfköpfen zur Auswerteeinheit übertragen und dort verarbeitet werden muss, was aufgrund der hohen Speicherbelegung der Matrix sehr zeitaufwändig ist. Aufgrund der großen Datenmenge ist auch die Durchführung des Algorithmus sehr zeitaufwändig, wobei der Aufwand stark (linear) von der Anzahl der Zellen im Diskretisierungsgebiet abhängt.With these known imaging Ultraschallprüf- and reconstruction methods very accurate investigations of the workpiece to be tested can be made. In this case, the implementation of the reconstruction algorithm usually does not take place directly in the ultrasonic testing unit but on an external computing unit. A major disadvantage is that to reconstruct the ultrasound image, a very large amount of data must be transferred from the probes to the evaluation unit and processed there, which is very time-consuming due to the high memory usage of the matrix. Due to the large amount of data, the execution of the algorithm is very time-consuming, with the effort depending heavily (linearly) on the number of cells in the discretization area.

Gerade bei in der Rohrfertigung eingesetzten automatisierten Ultraschallprüfanlagen mit einer Online-Überwachung sind die zurzeit verfügbaren Rechenleistungen nicht in der Lage die von dem Ultraschallprüfgerät zur Recheneinheit zu übertragene und von der Recheneinheit die für die Bildrekonstruktion weiter zu verarbeitende Datenmenge in einer akzeptablen Zeit auszuführen und damit eine Online-Überwachung zu gewährleisten.Especially with automated ultrasonic testing systems used in pipe production with online monitoring, the currently available computing powers are not able to carry out the data quantity to be processed by the ultrasonic testing device to the arithmetic unit and the arithmetic unit to process the data quantity to be processed for the image reconstruction in an acceptable time and thus a To ensure online monitoring.

Es sind Techniken bekannt, mit denen die zu übertragenden und zu verarbeitenden Datenmengen durch „Ausdünnen” der verwendeten Phased Array-Schwinger (z. B. Verwendung nur jedes zweiten Prüfkopfes) reduziert werden. Diese haben aber den Nachteil, dass auf Dateninformationen verzichtet werden muss, die eine höhere Genauigkeit in der Bildrekonstruktion bedeuten.Techniques are known which allow the amount of data to be transmitted and processed by "thinning out" the phased array oscillators used (eg, using only each second test head) can be reduced. However, these have the disadvantage that it is necessary to dispense with data information, which means a higher accuracy in image reconstruction.

Insgesamt besteht bei der bildgebenden Ultraschallprüfung von Werkstücken das Problem, dass die zu erfassenden und auszuwertenden Daten der Ultraschallprüfung nicht mit einer so hohen Geschwindigkeit verarbeitet werden können, dass die Auswertung innerhalb eines Messtaktes erfolgt und damit eine Online-Überwachung im Rahmen einer automatisierten Prüfung möglich ist.Overall, there is the problem in the ultrasound imaging of workpieces that the data to be recorded and evaluated ultrasonic testing can not be processed with such a high speed that the evaluation takes place within a measuring cycle and thus an online monitoring in an automated test is possible ,

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur bildgebenden Ultraschallprüfung von Werkstücken anzugeben, mit dem die Verarbeitungsgeschwindigkeit der zu übertragenden und zu verarbeitenden Daten so erhöht werden kann, dass eine Online-Überwachung im Rahmen einer automatisierten Prüfung möglich wird.The object of the invention is to provide a method for ultrasound imaging of workpieces, with which the processing speed of the data to be transmitted and processed data can be increased so that an online monitoring is possible as part of an automated test.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem mit mindestens einem oder einer Vielzahl von Ultraschallwandlern eines Schwingerlineals Ultraschallwellen in einen Untersuchungsbereich des Werkstücks eingekoppelt und innerhalb des Werkstücks reflektierte Ultraschallwellen von mindestens einem oder einer Vielzahl von Ultraschallwandlern empfangen und in Ultraschallsignale umgewandelt werden, die zeitaufgelöst Amplitudeninformationen (A-Scan) enthalten, die wiederum in einer Datenmatrix zusammengefasst sind, anschließend an eine Recheneinheit übertragen und dort zur Rekonstruktion eines Ultraschallbildes für den Untersuchungsbereich im Werkstück weiterverarbeitet werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass aus der Datenmatrix nur diejenigen Daten eines A-Scans (Zeit- und Amplitudenwert) übertragen werden, deren Amplituden- und Zeitinformationen vor der Übertragung und Weiterverarbeitung einem Bewertungsverfahren hinsichtlich der Zuordnung zu einer relevanten Anzeige unterzogen und anschließend als relevant eingestuft wurden.This object is achieved by a method in which ultrasound waves are coupled into an examination region of the workpiece with at least one or a plurality of ultrasound transducers of an oscillating ruler and ultrasound waves reflected by at least one or a plurality of ultrasound transducers are received within the workpiece and converted into ultrasound signals which are time-resolved Amplitude information (A-scan) contained, which in turn are summarized in a data matrix, then transferred to a computing unit and further processed there for the reconstruction of an ultrasound image for the examination area in the workpiece, which is characterized in that from the data matrix only those data of an A- Scans (time and amplitude value) are transmitted, their amplitude and time information prior to transmission and further processing a rating method with respect to the assignment to a relevant display and subsequently classified as relevant.

Während bei den bekannten bildgebenden Rekonstruktionsverfahren zur Ultraschallprüfung von Werkstücken immer alle Daten der in der Matrix gespeicherten Daten an eine Recheneinheit übertragen werden müssen, lehrt die erfindungsgemäße Idee, dass nur die Werte bzw. Daten eines A-Scans aus der Datenmatrix an eine Recheneinheit übertragen werden, die eine hohe Fehlerrelevanz aufweisen.Whereas in the known imaging reconstruction methods for ultrasound testing of workpieces, all data of the data stored in the matrix always has to be transmitted to a computing unit, the idea according to the invention teaches that only the values or data of an A-scan are transmitted from the data matrix to a computing unit that have a high error relevance.

Als vorteilhafte Weiterbildung dieser Idee wird diese Datenreduktion ebenfalls für die anschließende Weiterverarbeitung der Daten und zur Rekonstruktion des Ultraschallbildes angewandt.As an advantageous development of this idea, this data reduction is likewise used for the subsequent further processing of the data and for the reconstruction of the ultrasound image.

Somit wird erreicht, dass deutlich weniger Daten als bislang übertragen und ausgewertet werden müssen, was sich in einer erheblichen Verkürzung der Übertragung- und Verarbeitungszeit der Daten zur Rekonstruktion des Ultraschallbildes bemerkbar macht.This ensures that significantly less data than previously transmitted and evaluated, which is noticeable in a significant reduction in the transmission and processing time of the data for the reconstruction of the ultrasound image.

Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, dass vor der Übertragung und Weiterverarbeitung der Daten, eine Bewertung der Datenbasis bezüglich der Fehlerrelevanz vorgenommen wird.According to the invention, it is therefore provided that before the transmission and further processing of the data, an evaluation of the database with respect to the error relevance is made.

Die Bewertung der Datenbasis geschieht z. B. in der Weise, dass nur Positionen und Amplitudenwerte eines A-Scans übertragen und weiterverarbeitet werden, an denen die Amplitude eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Mögliche Ortspositionen des Amplitudenwertes können dabei über die Zeitkoordinate des Amplitudenwertes ermittelt werden. Desweiteren kann die Anzahl dieser Positionen und Amplituden pro A-Scan beschränkt werden, wobei z. B. nur die fünf größten Amplitudenmaxima eines A-Scans Berücksichtigung finden.The evaluation of the database happens z. B. in such a way that only positions and amplitude values of an A-scan are transmitted and further processed, where the amplitude exceeds a predetermined threshold. Possible location positions of the amplitude value can be determined via the time coordinate of the amplitude value. Furthermore, the number of these positions and amplitudes per A-scan can be limited, wherein z. For example, consider only the five largest amplitude maxima of an A-scan.

Eine alternative vorteilhafte Möglichkeit einer Bewertung der Daten auf Fehlerrelevanz besteht darin, die Daten einer Filterung zu unterziehen, um die wesentlichen Amplituden und ihre Positionen zu extrahieren. Daher bietet es sich an nach geeigneten Filter-Techniken zu suchen, um Fehlersignale vom Grundrauschpegel zu trennen. Neben der digitalen Filtertechnik mit konventionellen Filter-Algorithmen sind besonders die sogenannten Wavelet-Algorithmen sehr gut für diese Aufgabe geeignet. Anstelle von harmonischen Funktionen werden Wavelets als Filterkriterium genutzt, da sie eine hohe Ähnlichkeit mit den Nutzsignalen aufweisen können. Mit Hilfe von Wavelet-Filtern lässt sich gegenüber konventionellen Filtertechniken eine deutlich effektivere Rauschunterdrückung realisieren.An alternative advantageous way of evaluating the data for error relevance is to filter the data to extract the significant amplitudes and their positions. Therefore, it is appropriate to look for suitable filtering techniques to separate error signals from the noise floor. In addition to the digital filter technology with conventional filter algorithms, especially the so-called wavelet algorithms are very well suited for this task. Instead of harmonic functions wavelets are used as a filter criterion, since they can have a high similarity with the useful signals. With the help of wavelet filters a much more effective noise suppression can be realized compared to conventional filter techniques.

Dies ist z. B. auch bei einer Matching-Pursuit-Filterung der Fall. Der Matching-Pursuit-Algorithmus (MP) ist eine iterative Methode, die eine adaptive Approximation eines Signals auf der Grundlage bestimmter Funktionen, die in einem so genannten „Dictionary” zusammengefasst sind, ermöglicht.This is z. This is also the case with matching Pursuit filtering. The matching pursuit algorithm (MP) is an iterative method that allows an adaptive approximation of a signal based on certain functions that are summarized in a so-called "dictionary".

Im Grundsatz können aber für die Erfindung alle Verfahren verwendet werden, die die wesentlichen, also relevanten, Amplituden inklusive ihrer Positionen in einem A-Scan liefern soweit die Phaseninformationen erhalten bleiben.In principle, however, all methods can be used for the invention that provide the essential, ie relevant, amplitudes including their positions in an A-scan as far as the phase information is preserved.

Anstelle der gesamten A-Scans werden dann nur noch ausgedünnte „Sparse A-Scans” übertragen, d. h. z. B. lauflängenkodierte Daten der Form A-Scan Index, Position 1, Amplitude 1, ...., Position k, Amplitude k, wobei die Anzahl k beschränkt sein kann und üblicherweise im einstelligen Bereich liegen wird.Instead of the entire A-scans, only thinned out "Sparse A-scans" will be transmitted. H. z. B. run-length-coded data of the form A-scan index, position 1, amplitude 1, ...., position k, amplitude k, where the number k may be limited and will usually be in the single-digit range.

Die Menge der zu übertragenden Daten wird hierdurch massiv verringert. 2 zeigt einen A-Scan (oberes Teilbild), von dem nur die für eine Fehlerbeurteilung relevanten Amplituden inklusive ihrer Positionen als reduzierter A-Scan (unteres Teilbild) übertragen werden. The amount of data to be transmitted is thereby massively reduced. 2 shows an A-scan (upper partial image), from which only the amplitudes relevant for an error evaluation, including their positions, are transmitted as a reduced A-scan (lower partial image).

Durch diesen neuen Ansatz wird aber nicht nur die Menge der übertragenen Daten massiv verringert, auch die Rekonstruktion kann nun effizienter durchgeführt werden, wie im Folgenden anhand der 3 beschrieben wird:
In der 3 sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in 1 verwendet worden, so dass auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird. Die Summierung über alle verwendeten Sender- und Empfängerkombinationen der Prüfkopfelemente bleibt wie bei bekannten DAS-Rekonstruktionsalgorithmen bestehen. Anders als im Stand der Technik müssen nun jedoch nicht mehr für jede Sender-Empfänger-Kombination alle Zellen des Untersuchungsbereichs betrachtet werden. Stattdessen werden alle in den nunmehr „ausgedünnten” A-Scans übertragenen Amplituden durchlaufen und zu jeder Amplitudenposition der Amplitudenwert nur zu denjenigen Zellen addiert, die eine passende Entfernung zu Sender und Empfänger haben. Passende Entfernung heißt hierbei, die Laufzeit vom gerade sendenden Element zur Zelle und wieder zum gerade empfangenden Element muss der Position (d. h. der Laufzeit) der Amplitude hinreichend ähnlich sein.This new approach not only massively reduces the amount of data transferred, but the reconstruction can now be performed more efficiently, as shown below 3 is described:
In the 3 are the same reference numerals for like parts as in 1 has been used so that a detailed description is omitted. The summation over all used transmitter and receiver combinations of the probe elements remains as in known DAS reconstruction algorithms. Unlike in the prior art, however, it is no longer necessary to consider all cells of the examination area for each transmitter-receiver combination. Instead, all the amplitudes transmitted in the now "thinned" A-scans are traversed and, for each amplitude position, the amplitude value is added only to those cells which have a suitable distance to transmitter and receiver. The appropriate distance here means that the transit time from the currently transmitting element to the cell and back to the element currently receiving must be sufficiently similar to the position (ie the transit time) of the amplitude.

Für eine Sender-Empfangs-Kombination El1/El2 liegen die Zellen G(k, l), die diese Bedingung erfüllen auf einer Kurve (s. 3), die von der Größenordnung her eine Dimension weniger aufweist als das Diskretisierungsgebiet. Dies spart signifikant viele Summationen. Der Algorithmus lässt sich wie folgt zusammenfassen:

  • – Initialisiere alle Gitterzellen mit Nullen
  • – Durchlaufe alle Sender-Empfänger-Kombinationen und führe jeweils aus:
  • – Durchlaufe alle signifikanten Werte des zugehörigen A-Scans und führe aus:
  • – Finde alle Gitterzellen, die eine passende Laufzeit von Sender zur Zelle zum Empfänger aufweisen
  • – Addiere den momentanen Amplitudenwert zu diesen Zellen
For a transmitter-receiver combination El1 / El2, the cells G (k, l) satisfying this condition lie on a curve (see FIG. 3 ) which is an order of magnitude smaller than the discretization area. This significantly saves many summations. The algorithm can be summarized as follows:
  • - Initialize all grid cells with zeros
  • - Run through all transmitter-receiver combinations and execute:
  • - Run all significant values of the associated A-scan and execute:
  • - Find all grid cells that have a matching transit time from sender to cell to receiver
  • Add the current amplitude value to these cells

Analoge Betrachtungen lassen sich auch für zweidimensionale Phased Array-Schwinger durchführen, d. h. für Phased Array-Flächen. Die Datenmatrix ist in diesem Fall dann vierdimensional, das Prüfgebiet dreidimensional und die Zellen, die für eine Sender-Empfangskombination in Frage kommen, liegen auf dem Rand einer Hyperfläche, weisen also wieder eine Dimension weniger als das Diskretisierungsgebiet auf.Analogous considerations can also be made for two-dimensional phased array oscillators, i. H. for phased array surfaces. In this case, the data matrix is then four-dimensional, the test area is three-dimensional, and the cells that are suitable for a transmitter-receiver combination lie on the edge of a hypersurface, ie once again one dimension less than the discretization area.

Im Vergleich zum bekannten TFM-Algorithmus kommt nun noch das Finden derjenigen Zellen hinzu, die für eine bestimmte Sender-Empfänger-Kombination und eine gegebene Laufzeit auf der entsprechenden Kurve liegen. Dies lässt sich beispielsweise mit einem entsprechenden Rasterverfahren (z. B. Bresenham-Algorithmus) effizient durchführen.In comparison with the known TFM algorithm, it is now necessary to find those cells which lie on the corresponding curve for a specific transceiver combination and a given transit time. This can be done efficiently, for example, with a corresponding screening method (eg Bresenham algorithm).

Die Aufwandersparnis des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich auch wie folgt verdeutlichen: Im zeitlichen Verlauf des A-Scans liegen zu den meisten Zeiten nur sehr kleine, unbedeutende Amplitudenwerte vor, die das Grundrauschen darstellen. Im bekannten TFM-Verfahren werden auch diese sehr kleinen Werte stets zu den entsprechenden Zellen der TFM-Matrix addiert. Das erfindungsgemäße modifizierte Verfahren erspart sich die Addition solcher Amplitudenwerte, indem es direkt nur von denjenigen Amplitudenwerten ausgeht, die signifikant bzw. fehlerrelevant sind. Alle A-Scan-Werte mit zu kleinen Amplituden, die keinen signifikanten Beitrag liefern, werden daher übersprungen und nicht weiter betrachtet.The cost savings of the method according to the invention can also be illustrated as follows: In the time course of the A-scan, only very small, insignificant amplitude values are present at most times, which represent the background noise. In the known TFM method, even these very small values are always added to the corresponding cells of the TFM matrix. The modified method according to the invention avoids the addition of such amplitude values by starting directly from those amplitude values that are significant or error-relevant. All A-Scan values with too small amplitudes that do not contribute significantly are therefore skipped and not considered further.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist auch eine effizientere Berücksichtigung von Rückwandreflektionen möglich. Im herkömmlichen Ansatz werden im Allgemeinen nur die Laufzeiten aus den A-Scans extrahiert, die als direkte Laufzeiten zwischen einem Sender zu einer Gitterzelle und zu einem Empfänger auftreten können. Laufzeiten, die zu Reflektionen nach Spiegelung an z. B. einer Rückwand gehören, werden auf diese Weise zunächst nicht berücksichtigt. Wollte man dies tun, so müsste das Gitter mit allen Sende- und Empfangskombinationen noch einmal unter Berücksichtigung der Spiegelung durchlaufen werden, was den Gesamtaufwand quasi verdoppelt.By the method according to the invention also a more efficient consideration of back wall reflections is possible. In the conventional approach, only the durations are generally extracted from the A-scans, which can occur as direct transit times between a transmitter to a grid cell and to a receiver. Maturities leading to reflections after reflection at z. B. belong to a back wall, are initially not considered in this way. If one wanted to do this, then the grid with all transmit and receive combinations would have to be run through again taking into account the reflection, which virtually doubles the total effort.

Bei der erfindungsgemäßen Methode können auf analoge Art und Weise Amplitudenwerte, deren Laufzeiten für direkte Wege von Sender zu Gitterzelle zu Empfänger zu groß sind, als Reflektionen an Ungänzen nach einer Spiegelung z. B. an der Rückwand aufgefasst werden. Sollen solche Spiegelungen nicht berücksichtigt werden, werden die Amplituden zu solch großen Laufzeiten ignoriert, andernfalls muss die Berechnung der Kurve, auf der die Laufzeiten liegen lediglich unter Berücksichtigung der Spiegelung erfolgen. Somit lässt sich auf die gleiche Weise wie oben beschrieben erneut viel Zeit einsparen.In the method according to the invention amplitude values whose transit times for direct paths from transmitter to grid cell to receiver are too large in an analogous manner, as reflections on discontinuities after a reflection z. B. be understood on the back wall. If such reflections are not taken into account, the amplitudes are ignored at such a long running time, otherwise the calculation of the curve on which the running times lie must take place only taking into account the reflection. Thus, much time can be saved again in the same way as described above.

Die anfallende zu übertragende Datenmenge wird somit drastisch reduziert, was zu signifikant kürzeren Übertragungszeiten von Ultraschall-Prüfeinheit zur Recheneinheit führt. Weiterhin benötigt der darauf angepasste Rekonstruktionsalgorithmus signifikant weniger Operationen als der herkömmliche Ansatz, was zu erheblich schnelleren Ausführungszeiten führt. Dieser angepasste Ansatz ist weiterhin auf jedes DAS-Rekonstruktionsverfahren anwendbar und nicht auf das TFM-Verfahren beschränkt.The resulting amount of data to be transmitted is thus drastically reduced, which leads to significantly shorter transmission times of the ultrasonic testing unit to the computing unit. Furthermore, the adapted reconstruction algorithm requires significantly fewer operations than the conventional approach, resulting in significantly faster execution times. This adapted approach is still on applicable to any DAS reconstruction method and not limited to the TFM method.

Ferner ist die Form des Untersuchungsbereichs unerheblich und kann an die jeweilige Prüfsituation angepasst werden. Ein rechteckiges Gebiet ist ebenso verwendbar wie ein eher kegelförmiges (analog zu Sektor-Scans) oder gar ein linienförmiges, um beispielsweise einen A-Scan entlang einer gegebenen Richtung zu rekonstruieren. Jegliche übliche Auswertungen (z. B. Sektor-Scans, Scans des gesamten Untersuchungsbereichs, Fokussierungen auf einen interessanten Bereich, A-Scans etc.) sind mit den angepassten DAS-Algorithmen und der ausgedünnten Datenmenge erheblich effizienter möglich als vorher.Furthermore, the shape of the examination area is irrelevant and can be adapted to the respective test situation. A rectangular area is usable as well as a rather conical (analogous to sector scans) or even a linear one, for example to reconstruct an A-scan along a given direction. All common evaluations (eg sector scans, scans of the entire examination area, focusing on an interesting area, A-scans, etc.) are much more efficient than before with the adapted DAS algorithms and the thinned-out data volume.

Auch die Art der Gitterzellen kann variieren. Neben üblichen rechteckigen Zellen (Pixeln) sind auch Dreiecke, Waben, sonstige Vielecke oder Elemente mit gekrümmten Berandungen möglich.The type of grid cells can also vary. In addition to conventional rectangular cells (pixels), triangles, honeycombs, other polygons or elements with curved borders are also possible.

Kann eine geringere Rekonstruktionsqualität in Kauf genommen werden, so besteht ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, dass zusätzlich zu dem bekannten „Ausdünnen” der verwendeten Phased Array-Schwinger, bei dem zum Senden und/oder Empfangen nur ein Teil der vorhandenen Ultraschallwandler eines Schwingerlineals verwendet werden, zusätzlich auch die Rekonstruktionszeit nochmals verringert (z. B. halbiert bei Verwendung nur jedes zweiten Prüfkopfes) werden kann.If a lower reconstruction quality can be accepted, then another advantage of the method according to the invention is that, in addition to the known "thinning out" of the phased array oscillator used, in which only a part of the existing ultrasonic transducers of a transducers for transmitting and / or receiving In addition, the reconstruction time can also be reduced again (eg halved when using only every second test head).

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich vorteilhaft für die produktionsbegleitende Ultraschallprüfung auf Fehler an geschweißten oder nahtlosen Rohre anwenden, ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann dieses Verfahren auch vorteilhaft zur Prüfung von Schweißverbindungen angewandt werden.The method according to the invention can advantageously be used for production-accompanying ultrasonic testing for defects on welded or seamless tubes, but is not limited thereto. For example, this method can also be advantageously used for testing welded joints.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19813414 A1 [0005] DE 19813414 A1 [0005]
  • DE 102005051781 A1 [0006] DE 102005051781 A1 [0006]

Claims (15)

Verfahren zur bildgebenden Ultraschallprüfung von Werkstücken, bei dem mit mindestens einem oder einer Vielzahl von Ultraschallwandlern eines Schwingerlineals Ultraschallwellen in einen Untersuchungsbereich des Werkstücks eingekoppelt und innerhalb des Werkstücks reflektierte Ultraschallwellen von mindestens einem oder einer Vielzahl von Ultraschallwandlern empfangen und in Ultraschallsignale umgewandelt werden, die zeitaufgelöst Amplitudeninformationen (A-Scan) enthalten, die wiederum in einer Datenmatrix zusammengefasst sind, anschließend an eine Recheneinheit übertragen und dort zur Rekonstruktion eines Ultraschallbildes für den Untersuchungsbereich weiterverarbeitet werden dadurch gekennzeichnet, dass aus der Datenmatrix nur diejenigen Daten eines A-Scans (Zeit- und Amplitudenwert) übertragen werden, deren Amplituden- und Zeitinformationen vor der Übertragung und Weiterverarbeitung einem Bewertungsverfahren hinsichtlich der Zuordnung zu einer relevanten Anzeige unterzogen und anschließend als relevant eingestuft wurden.A method of ultrasonically imaging workpieces wherein, with at least one or a plurality of ultrasound transducers of a vibrating ruler, ultrasound waves are coupled into an examination region of the workpiece and reflected ultrasound waves from at least one or a plurality of ultrasound transducers are received within the workpiece and converted into ultrasound signals that provide amplitude-resolved time-resolved information (A-scan), which in turn are combined in a data matrix, then transferred to a computing unit and further processed there to reconstruct an ultrasound image for the examination area, characterized in that from the data matrix only those data of an A-scan (time and amplitude value ), whose amplitude and time information prior to transmission and further processing is subjected to a rating procedure with regard to the assignment to a relevant display and subsequently classified as relevant. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Weiterverarbeitung der Daten nur diejenigen Daten eines A-Scans verwendet werden, deren Amplituden- und Zeitinformationen vor der Übertragung und Weiterverarbeitung hinsichtlich der Zuordnung zu einer relevanten Anzeige einem Bewertungsverfahren unterzogen und anschließend als relevant eingestuft wurden.A method according to claim 1, characterized in that for the further processing of the data, only those data of an A-scan are used, the amplitude and time information before transmission and further processing with respect to the assignment to a relevant display subjected to a rating method and then classified as relevant , Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Rekonstruktion des Ultraschallbildes der Untersuchungsbereich in Gitterzellen diskretisiert und auf die reduzierten Daten in der Datenmatrix ein Algorithmus mit folgenden Schritten durchlaufen wird: – Initialisiere alle Gitterzellen mit Nullen – Durchlaufe alle Sender-Empfänger-Kombinationen und führe jeweils aus: – Durchlaufe alle signifikanten Werte des zugehörigen A-Scans und führe aus: – Finde alle Gitterzellen, die eine passende Laufzeit vom Sender zur Zelle zum Empfänger aufweisen – Addiere den momentanen Amplitudenwert zu diesen Zellen.Method according to claim 1 and 2, characterized in that, for the reconstruction of the ultrasound image, the examination area is discretized into lattice cells and an algorithm with the following steps is performed on the reduced data in the data matrix: Initialize all lattice cells with zeros Pass all transmitter-receiver Combinations and execute respectively: - Run all significant values of the associated A-scan and execute: - Find all grid cells that have a matching runtime from the sender to the cell to the receiver - Add the current amplitude value to these cells. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewertung die Überschreitung einer vorgegebenen Schwelle für die Amplitudenmaxima herangezogen wird.Method according to at least one of Claims 1 to 3, characterized in that the exceeding of a predetermined threshold for the amplitude maxima is used for the evaluation. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewertung eine vorgegebene Anzahl an höchsten Amplitudenmaxima herangezogen wird.Method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that a predetermined number of maximum amplitude maxima is used for the evaluation. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewertung eine Datenfilterung vorgenommen wird, mittels derer Fehlersignale vom Grundrauschpegel getrennt werden.Method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that for the evaluation of a data filtering is performed, by means of which error signals are separated from the noise floor level. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewertung eine Wavelet-Filterung vorgenommen wird.A method according to claim 6, characterized in that for the evaluation of a wavelet filtering is performed. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewertung eine Matching-Pursuit-Filterung vorgenommen wird.A method according to claim 6, characterized in that for the evaluation of a matching Pursuit filtering is performed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Ultraschallwandlern eines Schwingerlineals nur ein Teil zum Senden und/oder Empfangen verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that in several ultrasonic transducers of a Schwingerlineals only a part for transmitting and / or receiving is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandler im Schwingerlineal zweidimensional angeordnet sind.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ultrasonic transducers are arranged two-dimensionally in the oscillating ruler. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Untersuchungsbereich eine rechteckige Form aufweist.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the examination area has a rectangular shape. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Untersuchungsbereich eine sektorartige Form aufweist.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the examination area has a sector-like shape. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Untersuchungsbereich eine auf die spezielle Prüfsituation angepasst Form aufweist.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the examination area has adapted to the special test situation form. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 angewandt zur Prüfung von nahtlosen oder geschweißten Stahlrohren.Method according to one of claims 1 to 13 used for testing seamless or welded steel tubes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 angewandt zur Prüfung von Schweißnähten.Method according to one of claims 1 to 13 used for testing welds.
DE201210025535 2012-12-14 2012-12-14 Method for imaging ultrasonic testing of e.g. steel pipe, involves summing values in time-resolved amplitude information of ultrasonic signals, and classifying information before transmission and subsequent processing procedure Pending DE102012025535A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210025535 DE102012025535A1 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Method for imaging ultrasonic testing of e.g. steel pipe, involves summing values in time-resolved amplitude information of ultrasonic signals, and classifying information before transmission and subsequent processing procedure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210025535 DE102012025535A1 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Method for imaging ultrasonic testing of e.g. steel pipe, involves summing values in time-resolved amplitude information of ultrasonic signals, and classifying information before transmission and subsequent processing procedure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012025535A1 true DE102012025535A1 (en) 2014-06-18

Family

ID=50821164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210025535 Pending DE102012025535A1 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Method for imaging ultrasonic testing of e.g. steel pipe, involves summing values in time-resolved amplitude information of ultrasonic signals, and classifying information before transmission and subsequent processing procedure

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012025535A1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104698089A (en) * 2015-03-20 2015-06-10 大连理工大学 Ultrasonic relative time propagation technology suitable for inclined crack quantifying and imaging
WO2015166003A1 (en) * 2014-04-29 2015-11-05 Ge Sensing & Inspection Technologies Gmbh Method for the non-destructive testing of a workpiece by means of ultrasound and device therefor
EP3062101A1 (en) 2015-02-26 2016-08-31 Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH Device for ultrasonic testing of large volume test bodies
CN107278269A (en) * 2014-12-18 2017-10-20 Ge传感与检测技术有限公司 Method and its device for the ultrasound detection of the defect in the area-of-interest of the rotatable train wheel of axle
WO2018056827A1 (en) * 2016-09-26 2018-03-29 Röntgen Technische Dienst B.V. Method, system and tool for determining a wall thickness of an object
CN108693252A (en) * 2018-03-31 2018-10-23 大连交通大学 The workpiece method for detection fault detection of triangular matrix focal imaging
CN109557189A (en) * 2018-12-20 2019-04-02 上海中船三井造船柴油机有限公司 Reference block and method of detection for heavy wall steel high pressure seamless pipe ultrasonic inspection
CN111220701A (en) * 2019-10-17 2020-06-02 中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院 Ultrasonic guided wave diagnosis method for damage state of barrel
CN111812205A (en) * 2020-06-18 2020-10-23 广州多浦乐电子科技股份有限公司 Full-focusing and phased array double-scanning imaging method
CN114777696A (en) * 2022-05-07 2022-07-22 中国科学院声学研究所 Ultrasonic thickness measuring method
EP4095527A1 (en) * 2021-05-27 2022-11-30 Airbus Operations SAS Method and system for ultrasonic detection of internal faults of a part, in particular for an aircraft

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4040190A1 (en) * 1990-12-15 1992-06-17 Kernforschungsz Karlsruhe METHOD FOR MEASURING THE RUN TIME OF ULTRASONIC IN THE IMPULSE REFLECTION METHOD
DE19813414A1 (en) 1998-03-26 1999-09-30 Krautkraemer Gmbh Ultrasonic test device with a number n of individual test heads arranged side by side
DE10334902B3 (en) * 2003-07-29 2004-12-09 Nutronik Gmbh Signal processing for non-destructive object testing involves storing digitized reflected ultrasonic signals and phase-locked addition of stored amplitude values with equal transition times
DE102005005386B3 (en) * 2005-02-05 2006-07-13 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method of reducing digitized data in an electromagnetic acoustic transducer or EMAT pipeline pig for detecting cracks or corrosion or other damage to pipes by measuring analog ultrasonic echos
WO2007012332A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 V & M Deutschland Gmbh Method for error-free checking of tubes for surface faults
DE102005051781A1 (en) 2005-10-28 2007-05-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for the non-destructive examination of a specimen by means of ultrasound

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4040190A1 (en) * 1990-12-15 1992-06-17 Kernforschungsz Karlsruhe METHOD FOR MEASURING THE RUN TIME OF ULTRASONIC IN THE IMPULSE REFLECTION METHOD
DE19813414A1 (en) 1998-03-26 1999-09-30 Krautkraemer Gmbh Ultrasonic test device with a number n of individual test heads arranged side by side
DE10334902B3 (en) * 2003-07-29 2004-12-09 Nutronik Gmbh Signal processing for non-destructive object testing involves storing digitized reflected ultrasonic signals and phase-locked addition of stored amplitude values with equal transition times
DE102005005386B3 (en) * 2005-02-05 2006-07-13 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method of reducing digitized data in an electromagnetic acoustic transducer or EMAT pipeline pig for detecting cracks or corrosion or other damage to pipes by measuring analog ultrasonic echos
WO2007012332A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 V & M Deutschland Gmbh Method for error-free checking of tubes for surface faults
DE102005051781A1 (en) 2005-10-28 2007-05-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for the non-destructive examination of a specimen by means of ultrasound

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015166003A1 (en) * 2014-04-29 2015-11-05 Ge Sensing & Inspection Technologies Gmbh Method for the non-destructive testing of a workpiece by means of ultrasound and device therefor
CN107278269A (en) * 2014-12-18 2017-10-20 Ge传感与检测技术有限公司 Method and its device for the ultrasound detection of the defect in the area-of-interest of the rotatable train wheel of axle
EP3062101A1 (en) 2015-02-26 2016-08-31 Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH Device for ultrasonic testing of large volume test bodies
DE102015102786A1 (en) 2015-02-26 2016-09-01 Salzgitter Mannesmann Forschung Gmbh Device for ultrasonic testing of test specimens, in particular of metal
CN104698089A (en) * 2015-03-20 2015-06-10 大连理工大学 Ultrasonic relative time propagation technology suitable for inclined crack quantifying and imaging
WO2018056827A1 (en) * 2016-09-26 2018-03-29 Röntgen Technische Dienst B.V. Method, system and tool for determining a wall thickness of an object
NL2017536B1 (en) * 2016-09-26 2018-04-04 Roentgen Technische Dienst B V Method, system and tool for determining a wall thickness of an object
US11747309B2 (en) 2016-09-26 2023-09-05 Rontgen Technische Dienst B.V. Method, system and tool for determining a wall thickness of an object
CN108693252B (en) * 2018-03-31 2021-04-16 大连交通大学 Triangular matrix focusing imaging workpiece flaw detection method
CN108693252A (en) * 2018-03-31 2018-10-23 大连交通大学 The workpiece method for detection fault detection of triangular matrix focal imaging
CN109557189A (en) * 2018-12-20 2019-04-02 上海中船三井造船柴油机有限公司 Reference block and method of detection for heavy wall steel high pressure seamless pipe ultrasonic inspection
CN111220701A (en) * 2019-10-17 2020-06-02 中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院 Ultrasonic guided wave diagnosis method for damage state of barrel
CN111812205A (en) * 2020-06-18 2020-10-23 广州多浦乐电子科技股份有限公司 Full-focusing and phased array double-scanning imaging method
CN111812205B (en) * 2020-06-18 2023-05-26 广州多浦乐电子科技股份有限公司 Full-focusing and phased array double-scanning imaging method
EP4095527A1 (en) * 2021-05-27 2022-11-30 Airbus Operations SAS Method and system for ultrasonic detection of internal faults of a part, in particular for an aircraft
FR3123439A1 (en) * 2021-05-27 2022-12-02 Airbus Operations Method and system for the ultrasonic detection of internal defects in a part, in particular for an aircraft.
CN114777696A (en) * 2022-05-07 2022-07-22 中国科学院声学研究所 Ultrasonic thickness measuring method
CN114777696B (en) * 2022-05-07 2023-08-11 中国科学院声学研究所 Ultrasonic thickness measuring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012025535A1 (en) Method for imaging ultrasonic testing of e.g. steel pipe, involves summing values in time-resolved amplitude information of ultrasonic signals, and classifying information before transmission and subsequent processing procedure
EP1979739B1 (en) Method for the non-destructive examination of a test body having at least one acoustically anisotropic material area
EP1943508B1 (en) Method for the non-destructive inspection of a test body using ultrasound
DE102014107819A1 (en) Method for non-destructive testing of a test specimen by means of ultrasound and device for this purpose
EP1943509B1 (en) Method and device for an imaging ultrasonic inspection of a three-dimensional workpiece
EP2032978B1 (en) Ultrasound test device with array test bodies
EP1649301B1 (en) Method and circuit arrangement for disturbance-free examination of objects by means of ultrasonic waves
DE19633813C2 (en) Process for the non-destructive three-dimensional detection of structures in buildings
DE102014119056A1 (en) Method for detecting an error such as a crack in a region of interest in a railroad wheel rotatable about a rotation axis, and device therefor
DE102018208824B4 (en) Method for the non-destructive examination of a test body using ultrasound
EP2992321B1 (en) Method and apparatus for sizing of defects by means of saft (synthetic aperture focussing technique)
EP1920269A1 (en) Method for producing a sonar image
DE102012112121B4 (en) Method and device for non-destructive testing of a rotationally symmetrical workpiece which has sections of different diameters
DE102008002860A1 (en) Method for non-destructive testing of objects by means of ultrasound
DE102013004924B4 (en) Imaging system and method
WO2018202485A1 (en) Method for evaluating a test data set from an ultrasonic test
DE60029612T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR FOCUSING WIDE WAVES OF A PHASE-CONTROLLED ARRAY IN SPHERICAL RESTRICTED MATERIALS
DE102009042970A1 (en) Method and device for measuring a soil profile
DE3127146A1 (en) Method for correcting image errors (aberrations) caused by echo-time effects in the ultrasonic scanning of objects, in particular in ultrasonic reflection computer tomography and in the compound-B scanning method
DE4022152C2 (en)
DE102018119206A1 (en) Method for detecting the geometry of an area of an object using ultrasound
DE2802278C3 (en) Procedure and arrangement for the detection of near-surface defects in non-destructive material testing
DE102016225979A1 (en) Method for calculating an ultrasonic amplitude value and ultrasonic testing
DE102012109257B4 (en) Method and device for generating an ultrasound image
DE102012112120A1 (en) Method and device for near-surface non-destructive testing of a rotationally symmetrical workpiece with sections of varying diameter by means of ultrasound

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication