DE102013211304A1

DE102013211304A1 - Phase-controlled group oscillator for improved ultrasonic testing

Info

Publication number: DE102013211304A1
Application number: DE102013211304.8A
Authority: DE
Inventors: Hubert Mooshofer; Karsten Schörner; Uwe Büchner; Werner Heinrich; Karsten Kolk; Hans-Peter Lohmann; Johannes Vrana
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-18
Also published as: WO2014202237A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüfobjektes mittels Ultraschall, wobei Prüfkopfe als phasengesteuerte Gruppenschwinger ausgebildet sind und eine Mehrzahl verschiedene Größen aufweisende Schwinger (1) aufweisen, die derart angeordnet sind, dass große Schwinger für große Schallweglängen und kleine Schwinger für kleine Schallweglängen verwendet werden.The invention relates to a device and a method for the non-destructive testing of a test object by means of ultrasound, with test heads being designed as phase-controlled group transducers and having a plurality of different sizes transducers (1) which are arranged in such a way that large transducers for large sound path lengths and small transducers for small sound path lengths are used.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüfobjekts mittels Ultraschall, wobei insbesondere ein Senderprüfkopf und ein Empfängerprüfkopf bei einem Pitch/Catch-System an gegenüberliegenden Prüfobjektoberflächen oder bei einem Tandem-System an einer gemeinsamen Prüfobjektoberfläche angeordnet sind. The invention relates to an apparatus and a method for non-destructive testing of a test object by means of ultrasound, wherein in particular a transmitter probe and a receiver probe are arranged in a pitch / catch system on opposite test object surfaces or in a tandem system on a common Prüfobjektoberfläche.

Das so genannten Pitch/Catch-Verfahren wird zur zerstörungsfreien Prüfung verwendet, beispielsweise um senkrecht zur Oberfläche orientierte Defekte in einem Prüfling bzw. Prüfobjekt zu finden. Ein Prüfobjekt kann beispielsweise Stahl aufweisen oder aus Stahl bestehen. In einer typischen Prüfkonfiguration sind Sender- und Empfänger-Prüfkopf an gegenüberliegenden Bauteiloberflächen angeordnet. Der Senderprüfkopf schallt eine Prüfzone aus einer bestimmten Richtung an. Der Empfängerprüfkopf empfängt Echos aus einer anderen Richtung aus derselben Prüfzone. Die Richtungen sind dabei so gewählt, dass ein Defekt mit einer bestimmten Orientierung den vom Sender einfallenden Schall in Richtung des Empfängers reflektiert. The so-called pitch / catch method is used for nondestructive testing, for example, to find perpendicular to the surface oriented defects in a test object. A test object may for example comprise steel or consist of steel. In a typical test configuration, the transmitter and receiver probes are located on opposite component surfaces. The transmitter test head sounds a test zone from a certain direction. The receiver probe receives echoes from another direction from the same test zone. The directions are chosen so that a defect with a certain orientation reflects the sound from the transmitter towards the receiver.

Vergleichbares gilt für die so genannte Tandem-Prüfung, mit dem Unterschied, dass sich Sender und Empfänger an derselben Bauteilseite befinden, und dass der Schall an einer Bauteilseite umgelenkt wird. The same applies to the so-called tandem test, with the difference that transmitter and receiver are on the same side of the component, and that the sound is deflected on one side of the component.

Zur Inspektion eines größeren Volumens eines Prüfobjektes müssen Prüfzonen in unterschiedlichem Abstand von einer Bauteiloberfläche gescannt werden. Aufgrund eines unterschiedlich langen Schallweges ergibt sich das Problem, dass der verwendete Prüfkopf einem Kompromiss genügen muss. Der Prüfkopf sollte nicht zu klein sein, um einen kleinen Divergenzwinkel und einen hohen Schalldruck für lange Schallwege zu erzeugen. Andererseits sollte der Prüfkopf nicht zu groß sein, um ein definiertes gerichtetes Schallfeld für kurze Schallwege zu bewirken. Dies beeinträchtigt eine Inspektion besonders bei nach zu einer Prüfung Objektoberfläche angeordneten und weit von der Prüfobjektoberfläche entfernten Prüfzonen. To inspect a larger volume of a test object, test zones at different distances from a component surface must be scanned. Due to a different length of sound path, there is the problem that the probe used must meet a compromise. The probe should not be too small to create a small divergence angle and high sound pressure for long sound paths. On the other hand, the test head should not be too large to cause a defined directional sound field for short sound paths. This impairs an inspection especially in the case of inspection zones arranged after a test object surface and far away from the test object surface.

Eine Pitch/Catch- bzw. Tandem-Ultraschallprüfung kann herkömmlicherweise mittels eines jeweiligen Einzelschwinger-Prüfkopfes und mechanischem Scannen realisiert werden. In diesem Fall ist es möglich, unterschiedliche Köpfe zur Abdeckung verschiedener Tiefenzonen zu verwenden. Es ist ebenso möglich, bei Verwendung von "Phased Arrays" (Phasengesteuerte Gruppenschwinger bzw. phasengesteuerte Gruppenantenne), die Schwingergröße elektronisch einzustellen. A pitch / catch or tandem ultrasonic test can conventionally be realized by means of a respective single-transducer probe and mechanical scanning. In this case it is possible to use different heads to cover different depth zones. It is also possible, when using "phased arrays" (phased array oscillators) to electronically adjust the oscillator size.

Anstelle eines mechanischen Scans kann die Pitch/Catch- bzw. Tandem-Prüfung ebenso mittels Phased Arrays ausgeführt werden, was zu einer Vervielfachung der Prüfgeschwindigkeit führt. In der PCT/EP 2012/058723 ist ein geeigneter Phased-Array-Prüfkopf beschrieben, bei dem eine Anordnung von Sägezähnen vorgeschlagen wird. Aufgrund der hohen Kosten ist in diesem Fall ein Prüfkopfwechsel nicht praktikabel. Bei einem derartigen Sägezahn-Phased-Array-Prüfkopf muss aufgrund einer begrenzten Kanalzahl verfügbarer Ultraschall-Prüfgeräte eine Elementgröße groß gewählt werden. Instead of a mechanical scan, the pitch / catch or tandem test can also be carried out by means of phased arrays, which leads to a multiplication of the test speed. In the PCT / EP 2012/058723 a suitable phased array probe is described in which an array of saw teeth is proposed. Due to the high cost in this case a Prüfkopfwechsel is not practical. In such a sawtooth phased array probe, an element size must be made large because of a limited number of channels of available ultrasonic test equipment.

Es ist Aufgabe eine Vorrichtung und ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüfobjekts mittels Ultraschall, insbesondere mittels Pitch/Catch- oder Tandemprüfung, derart bereitzustellen, dass Prüfzonen in allen Abständen und Schallweglängen von einem Sendeprüfkopf und zu einem Empfängerprüfkopf mit gleicher oder zumindest ausreichender Messgenauigkeit abgetastet werden. Insbesondere soll die Messgenauigkeit für Prüfzonen in einem kleinsten und in einem größten Abstand zu einer Prüfobjektoberfläche im Vergleich zu herkömmlichen Systemen groß sein. It is an object to provide a device and a method for non-destructive testing of a test object by means of ultrasound, in particular by means of pitch / catch or tandem test, such that test zones are scanned at all distances and sound path lengths from a send test head and to a receiver test head with the same or at least sufficient measurement accuracy , In particular, the measurement accuracy for test zones should be large in a smallest and at a greatest distance to a test object surface in comparison to conventional systems.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch und ein Verwendung gemäß dem Nebenanspruch gelöst. The object is achieved by a device according to the main claim and a use according to the independent claim.

Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüfobjektes mittels Ultraschall vorgeschlagen, wobei ein Senderprüfkopf von einer Prüfobjektoberfläche mit von Senderichtung abhängigen ersten Schallweglängen zu möglichen Defekten in eine Prüfzone einschallt und bei Vorliegen eines Defekts ein Empfangsprüfkopf mit von Empfangsrichtungen abhängigen zweiten Schallweglängen Echos aus der Prüfzone empfängt, wobei der Senderprüfkopf und der Empfängerprüfkopf als phasengesteuerte Gruppenschwinger mit einer Mehrzahl verschiedene Größen aufweisenden Schwingern geschaffen sind, die derart angeordnet sind, dass die Größen der Schwinger des Senderprüfkopfs an die ersten Schallweglängen und die Größen der Schwinger des Empfängerprüfkopfes an die zweite Schallweglänge angepasst sind. According to a first aspect, a device for nondestructive testing of a test object by means of ultrasound is proposed, wherein a transmitter test head from a Prüobjektoberfläche with dependent on the transmission direction first sound path lengths to possible defects in a test zone and in the presence of a defect a receiving probe with dependent on receiving directions second sound path echoes from the test zone receives, with the transmitter probe and the receiver probe as a phased group oscillator with a plurality of different sized resonators are provided which are arranged such that the magnitudes of the oscillators of the transmitter probe to the first sound path lengths and the sizes of the oscillators of the receiver probe are adapted to the second sound path length.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüfobjektes mittels Ultraschall vorgeschlagen, wobei ein Senderprüfkopf von einer Prüfobjektoberfläche mit von Senderichtungen abhängigen ersten Schallweglängen zu möglichen Defekten in Prüfzonen einschallt und bei Vorliegen eines Defekts ein Empfängerprüfkopf mit von Empfangsrichtungen abhängigen zweiten Schallweglängen Echos aus den Prüfzonen empfängt, wobei der Senderprüfkopf und der Empfängerprüfkopf als phasengesteuerte Gruppenschwinger mit einer Mehrzahl verschiedene Größen aufweisenden Schwingern geschaffen sind. According to a second aspect, an application of a device according to the invention for nondestructive testing of a test object by means of ultrasound is proposed, wherein a transmitter test head from a Prüobjektoberfläche with dependent on transmission directions first sound path lengths to possible defects in test zones and in the presence of a defect a Empfängerprüfkopf dependent on receiving directions second sound path lengths Echoes from the test zones, the transmitter test head and the receiver test head being provided as phased array transducers having a plurality of different sized transducers.

Ein phasengesteuerter Gruppenschwinger kann ebenso als ein Phased-Array bezeichnet werden. Bei einer derartigen Anordnung von Schwingern werden relative Phasen jeweiliger den Schwingern zugeführter Signale derart variiert, dass ein wirksames Schallmuster der Gruppe in einer gewünschten Richtung verstärkt und in unerwünschten Richtungen unterdrückt ist. Auf diese Weise können Richtungen zum Senden als auch Richtungen zum Empfangen eingestellt werden. Um einen Defekt mit einer bestimmten Orientierung in einer Prüfzone des Prüfobjektes zu erfassen, muss ein Senderprüfkopf mit einer bestimmten Richtung in die Prüfzone einschallen und der Empfängerprüfkopf aus einer anderen bestimmten Richtung aus derselben Prüfzone Echos empfangen. Bei einer Ausführung eines Tandemsystems als phasengesteuerter Gruppenschwinger kann dieser sowohl als Senderprüfkopf als auch als Empfängerprüfkopf wirken. A phased array oscillator may also be referred to as a phased array. In such an arrangement of vibrators, relative phases of respective signals supplied to the vibrators are varied so that an effective sound pattern of the group is amplified in a desired direction and suppressed in undesired directions. In this way, directions for transmission as well as directions for reception can be set. In order to detect a defect with a certain orientation in a test zone of the test object, a transmitter test head must sound in the test zone with a certain direction and the receiver test head must receive echoes from another specific direction from the same test zone. In an embodiment of a tandem system as a phased array oscillator, this can act both as a transmitter probe and as a receiver probe.

Schwinger können ebenso als Antennen bezeichnet werden. Eine anzupassende Größe kann beispielsweise eine Länge oder eine Wirkfläche eines Schwingers sein. Insbesondere werden geometrische Größen angepasst. Weitere Beispiele für eine anzupassende Größe sind eine Breite, eine Höhe und/oder eine Dicke. Oscillators can also be called antennas. A variable to be adapted can be for example a length or an effective surface of a vibrator. In particular, geometric sizes are adjusted. Other examples of a size to be adjusted are a width, a height and / or a thickness.

Die Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass ein verwendetes Phased Array bzw. ein phasengesteuerter Gruppenschwinger verschiedene Schwingergrößen aufweist, die entsprechenden Schallweglängen angepasst sind. The object is achieved in particular in that a phased array used or a phased array oscillator has different transducer sizes that are adapted to corresponding sound path lengths.

Mittels der Anpassung der Schwinger an die jeweilige Schallweglänge kann eine sehr schnelle Durchführung von Ultraschall(UT-)Prüfungen insbesondere bei Verwendung der Pitch/Catch- und Tandem-Technik bewirkt werden. Des Weiteren wird die Prüfempfindlichkeit in einer Nähe zur Prüfobjektoberfläche wirksam verbessert. Ebenso wird die Prüfempfindlichkeit bei tiefliegenden Prüfzonen bzw. bei möglichen größeren Prüftiefen wirksam verbessert. Es ist kein Prüfkopfwechsel erforderlich, so dass eine Prüfzeit verringert und Kosten eingespart werden können. By means of the adaptation of the oscillator to the respective sound path length, a very rapid performance of ultrasound (UT) tests, in particular when using the pitch / catch and tandem technique, can be effected. Furthermore, the test sensitivity in proximity to the test object surface is effectively improved. Likewise, the test sensitivity is effectively improved in low-lying test zones or in possible larger test depths. No test head replacement is required, reducing test time and saving costs.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht. Further advantageous embodiments are claimed in conjunction with the subclaims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Größen der Schwinger zur jeweiligen Schallweglänge proportional geschaffen sind. Die Schwinger sind derart angeordnet, dass kleine Schwinger für kurze Schallwege zur Prüfzone verwendet werden und große Schwinger für lange Schallwege zur Prüfzone. According to an advantageous embodiment, the sizes of the oscillators to the respective sound path length are created proportionally. The oscillators are arranged so that small transducers are used for short sound paths to the test zone and large transducers for long sound paths to the test zone.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können für jede Prüfzone bestimmte Senderichtungen und erste Schallweglängen und bestimmte Empfangsrichtungen und weite Schallweglängen eingestellt werden. According to a further advantageous embodiment, specific transmission directions and first sound path lengths and specific reception directions and long sound path lengths can be set for each test zone.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Schwinger in einer Untergruppe eine gleiche Größe aufweisen und eine Mehrzahl von Untergruppen erzeugt sein. According to a further advantageous embodiment, the oscillators in a subgroup may have the same size and a plurality of subgroups may be generated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Größen der Schwinger der Untergruppen entlang einer Richtung größer werden. According to a further advantageous embodiment, the sizes of the oscillators of the subgroups can be greater along one direction.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Größen der Schwinger der Untergruppen entlang einer Richtung stufenartig größer werden. According to a further advantageous embodiment, the sizes of the oscillators of the subgroups can be stepwise larger along one direction.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Richtung entlang einer Prüfobjektoberfläche oder einer Zwischenstückoberfläche verlaufen. Ein Zwischenstück kann beispielsweise ein Keil sein. According to a further advantageous embodiment, the direction can run along a test object surface or an intermediate piece surface. An intermediate piece may for example be a wedge.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Größe der Schwinger für jede Prüfzone einem Mittelwert der dazugehörigen Schallweglängen angepasst oder proportional sein und jede Untergruppe mindestens einer jeweiligen Prüfzone zugeordnet sein. According to a further advantageous embodiment, the size of the oscillator for each test zone can be adapted or proportional to an average value of the associated sound path lengths and each subgroup can be assigned to at least one respective test zone.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können drei Untergruppen geschaffen sein, wobei die erste und dritte Untergruppe jeweils drei Schwinger und die mittlere zweite Untergruppe fünf Schwinger aufweisen können. According to a further advantageous embodiment, three subgroups can be provided, wherein the first and third subgroups can each have three oscillators and the middle second subgroup five oscillators.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können der Senderprüfkopf und der Empfängerprüfkopf an gegenüberliegenden Prüfobjektoberflächen oder an einer gemeinsamen Prüfobjektoberfläche angeordnet sein. Ersteres entspricht einer Pitch/Catch-Anordnung und Letzteres entspricht einer Tandem-Anordnung. According to a further advantageous embodiment, the transmitter test head and the receiver test head can be arranged on opposite test object surfaces or on a common test object surface. The former corresponds to a pitch / catch arrangement and the latter corresponds to a tandem arrangement.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann, wenn der Senderprüfkopf und der Empfängerprüfkopf an einer gemeinsamen Objektoberfläche angeordnet sind, der phasengesteuerte Gruppenschwinger als Senderprüfkopf und als Empfängerprüfkopf wirken. According to a further advantageous embodiment, when the transmitter test head and the receiver test head are arranged on a common object surface, the phased array oscillator can act as a transmitter test head and as a receiver test head.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der phasengesteuerte Gruppenschwinger sich entlang einer Ebene erstrecken oder als eine Sägezahnanordnung geschaffen sein. According to a further advantageous embodiment, the phased array oscillator may extend along a plane or be created as a sawtooth arrangement.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können Defekte mit einer bestimmten Orientierung mit beliebigen Positionen im Prüfobjekt erfasst werden. According to a further advantageous embodiment, defects with a certain orientation can be detected with arbitrary positions in the test object.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Defekte eine Orientierung senkrecht zu einer Prüfobjektoberfläche auf. According to a further advantageous embodiment, the defects have an orientation perpendicular to a test object surface.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Defekte flächig sein. According to a further advantageous embodiment, the defects can be flat.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das gesamte Prüfobjekt prüfzonenweise abgetastet werden. According to a further advantageous embodiment, the entire test object can be scanned by test zone.

Die vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen The present invention will be described in more detail by means of exemplary embodiments in conjunction with the figures. Show it

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Prüfkopfes; 1 an embodiment of a test head according to the invention;

2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tandem-Prüfung; 2 an embodiment of a tandem test according to the invention;

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Prüfkopfes. 3 a further embodiment of a test head according to the invention.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Prüfkopfes. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Sägezahn-Phased-Arrays mit einer abgestuften Schwingergröße. Bei diesem Phased Array mit abgestufter Schwingergröße handelt es sich um ein so genanntes Sägezahn-Array. Eine Stufenzahl kann alternativ zur Darstellung von 1 ebenso anders gewählt sein bzw. einer jeweiligen Prüfaufgabe angepasst sein. Gemäß 1 erstrecken sich Schwinger 1 hier mit einem Winkel von 45° zu einer Kontaktfläche des Prüfkopfes zu einer Prüfobjektoberfläche. Die Schwinger 1 weisen dabei unterschiedliche Längen auf. 1 shows an embodiment of a test head according to the invention. 1 shows a schematic representation of a sawtooth-phased array with a stepped oscillator size. This phased array with stepped oscillator size is a so-called sawtooth array. A number of stages may alternatively be used to represent 1 be chosen differently or adapted to a respective test task. According to 1 Schwinger extend 1 here with an angle of 45 ° to a contact surface of the probe to a Prüobjektoberfläche. The vibrators 1 have different lengths.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tandem-Prüfung. Dabei wird der Prüfkopf gemäß 1 verwendet. 2 zeigt ein Prüfobjekt 3, das hier einen Defekt 5 aufweist. Der Prüfkopf gemäß 2 wirkt in dieser Tandem-Anordnung sowohl als Senderprüfkopf als auch als Empfängerprüfkopf. Der Prüfkopf gemäß 1 wirkt als ein Senderprüfkopf, der von der Prüfobjektoberfläche in eine Prüfzone einschallt. Der Senderprüfkopf schallt mit einer bestimmten Senderichtung in die Prüfzone, wobei der Ultraschall entlang eines ersten Schallweges zum hier vorliegenden Defekt 5 gesendet wird. Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Defekt 5 vorhanden ist, kann der Empfängerprüfkopf entsprechende Echos aus der Prüfzone empfangen. Dabei erfasst der Empfängerprüfkopf aus einer bestimmten Empfangsrichtung. Entsprechend wandert das Echo entlang eines zweiten Schallweges mit einer entsprechenden zweiten Schallweglänge 9. Gemäß 2 sind der Sendeprüfkopf und der Empfängerprüfkopf als ein phasengesteuerter Gruppenschwinger entsprechend der Tandem-Anordnung zusammengefasst. Der Gruppenschwinger weist eine Mehrzahl verschiedene Größen aufweisenden Schwinger 1 auf. Da die erste Schallweglänge 7 klein ist, ist eine Länge der dazugehörigen Schwinger 1 ebenso klein. Da die zweite Schallweglänge 9 groß ist, ist die Länge der empfangenen Schwinger 1 für den vorliegenden Defekt 5 groß. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Schallwege bei einer Tandem-Prüfung. 2 shows an embodiment of a tandem test according to the invention. The test head is according to 1 used. 2 shows a test object 3 This is a defect 5 having. The test head according to 2 acts as a transmitter probe as well as a receiver probe in this tandem arrangement. The test head according to 1 acts as a transmitter probe, which is incident from the test object surface into a test zone. The transmitter probe sounds with a certain transmission direction in the test zone, the ultrasound along a first sound path to the defect present here 5 is sent. As according to this embodiment, a defect 5 is present, the receiver probe may receive corresponding echoes from the test zone. In this case, the receiver test head detects from a certain receiving direction. Accordingly, the echo travels along a second sound path with a corresponding second sound path length 9 , According to 2 For example, the transmit probe and receiver probe are grouped together as a phased array transducer in accordance with the tandem arrangement. The group oscillator has a plurality of different sizes oscillator 1 on. Because the first sound path length 7 is small, is a length of the associated oscillator 1 just as small. Because the second sound path length 9 is large, is the length of the received vibrator 1 for the present defect 5 large. 2 shows a schematic representation of the sound paths in a tandem test.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines weiteren erfindungsgemäßen Prüfkopfes. Im Unterschied zu einer Sägezahn-Anordnung wird hier ein planares Phased-Array vorgeschlagen. Bei diesem Phased-Array mit abgestufter Schwingergröße liegen Schwinger 1 in einer gemeinsamen Ebene E. Hierzu weisen die Schwinger 1 verschiedene Längen auf, mit denen die Schwinger 1 sich entlang und in dieser gemeinsamen Ebene erstrecken. Zusätzlich kann als ein Zwischenstück Z ein Keil zwischen Prüfkopf und Prüfobjekt 3 positioniert werden. 3 shows an embodiment of another test head according to the invention. In contrast to a sawtooth arrangement, a planar phased array is proposed here. There are vibrators in this phased array with stepped oscillator size 1 in a common plane E. For this purpose, the oscillators point 1 different lengths on which the oscillator 1 extend along and in this common plane. In addition, as a spacer Z, a wedge between the probe and the test object 3 be positioned.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und deren Verwendung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüfobjektes mittels Ultraschall, wobei Prüfkopfe als phasengesteuerte Gruppenschwinger ausgebildet sind und eine Mehrzahl verschiedene Größen aufweisende Schwinger 1 aufweisen, die derart angeordnet sind, dass große Schwinger für große Schallweglängen und kleine Schwinger für kleine Schallweglängen verwendet werden. The invention relates to a device and its use for non-destructive testing of a test object by means of ultrasound, wherein test heads are designed as phased array oscillators and a plurality of different sizes having oscillator 1 which are arranged such that large transducers are used for large sound path lengths and small transducers for small sound path lengths.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2012/058723 [0006]

Claims

Device for nondestructive testing of a test object ( 3 ), wherein a transmitter test probe from a Prüfobjektoberfläche with dependent of transmission directions first sound path lengths ( 7 ) to possible defects ( 5 ) einsonallt in a test zone and in the presence of a defect, a receiver test head with dependent on receiving directions second sound path lengths ( 9 Echoes from the test zone, characterized in that the transmitter test head and the receiver test head are designed as phased array oscillators with a plurality of different sizes ( 1 ) are provided, which are arranged such that the magnitudes of the oscillators of the transmitter probe are adapted to the first sound path lengths and the sizes of the oscillators of the receiver probe to the second sound path length.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the sizes of the oscillators are created proportional to the respective sound path length.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that certain transmission directions and first sound path lengths and certain reception directions and second sound path lengths are set for each test zone.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that oscillators in a subgroup have an equal size and a plurality of subgroups is provided.

Device according to claim 4, characterized in that the sizes of the oscillators of the subgroups increase along one direction.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the sizes of the oscillators of the subgroups are stepwise larger along a direction.

Device according to claim 5 or 6, characterized in that the direction runs along a test object surface or an interface surface.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the size of the oscillator adjusted for each inspection zone an average of the corresponding Schallweglängen or proportional and each subgroup is assigned at least a respective testing zone.

Device according to one of the preceding claims 4 to 8, characterized in that three subgroups are provided, wherein the first and third subgroups each have three oscillators and the middle second subgroup five oscillators.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter probe and the receiver probe are arranged on opposite test object surfaces or on a common Prüfobjektoberfläche.

Apparatus according to claim 10, characterized in that when the transmitter probe and the receiver probe are arranged on a common Prüfobjektoberfläche, the phased array oscillator acts as a transmitter probe and as a receiver probe.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that phased array oscillators extend along a plane or are generated as a sawtooth arrangement.

Use of a device according to one of the preceding claims for non-destructive testing of a test object by means of ultrasound, wherein a transmitter test probe from a Prüobjektoberfläche with dependent on transmission directions first sound path lengths to possible defects in test zones and in the presence of a defect a Empfängerprüfkopf dependent on receiving directions second sound path echoes from the Prüfzonen receives, characterized in that the transmitter probe and the receiver probe are provided as phased array oscillator with a plurality of different sizes having vibrators.

Use according to claim 13, characterized in that the sizes of the oscillators are created proportional to the respective sound path length.

Use according to claim 13 or 14, characterized in that certain transmission directions and first sound path lengths and certain reception directions and second sound path lengths are set for each test zone.

Use according to claim 13, 14 or 15, characterized in that defects are detected with a certain orientation with arbitrary positions in the test object.

Use according to claim 16, characterized in that the defects have an orientation perpendicular to a Prüfobjektoberfläche.

Use according to claim 16 or 17, characterized in that the defects are flat.

Use according to one of claims 13 to 18, characterized in that the entire test object is scanned by test zone.