DE19633813A1 - Verfahren zur zerstörungsfreien dreidimensionalen Erfassung von Strukturen in Bauwerken - Google Patents
Verfahren zur zerstörungsfreien dreidimensionalen Erfassung von Strukturen in BauwerkenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verfahren zur zerstörungsfreien dreidimen
sionalen Erfassung von Strukturen in Bauwerken, insbesondere aus Beton oder
ähnlichen Materialien, gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange
gebenen Merkmalen.
Bei Ultraschall-Prüfverfahren werden regelmäßig Schallwellen im unteren Fre
quenzbereich ausgesendet und als Meßgröße wird die Vielfachreflexion von
Schallwellen zwischen einem Sende- bzw. Empfangspunkt und dem zu messenden
Objekt genutzt. In Frequenzdarstellungen ergeben sich hierbei signifikante
Maxima, auf denen bei Kenntnis der Wellengeschwindigkeiten der Abstand zum
Objekt berechnet werden kann. In der Druckschrift "Schickert, G (Hrsg.): Vor
träge und Plakatberichte Internationales Symposium Zerstörungsfreie Prüfung im
Bauwesen, Berichtsband 21, Berlin DGZfP 1991 488-504; Wüstenberg H., Mög
lichkeiten und Konzepte für Ultraschall-Prüfköpfe speziell für das Bauwesen"
sind bezüglich des Einsatzes von Ultraschall-Echoverfahren an Bauteilen aus
Beton Anregungen zur Anwendung einer künstlichen Apertur gemacht worden.
Ziel ist es hierbei, die Schwierigkeiten zu ersetzen, welche bei der Verwendung
großflächiger Ultraschall-Köpfe entstehen, durch die Bewegung kleiner ver
gleichsweise einfach aufgebauter Prüfköpfe und entsprechende Signalverarbei
tung. Hierzu wurde an die Unterseite eines Betonblocks ein Beleuchtungsprüf
kopf angekoppelt, wobei mittels einer Bohrung ein beugungsbedingter Schatten
erzeugt wird. Durch eine numerische Speicherung der mit Amplitude und Phase
registrierten Schallsignale und Rekonstruktion mit den Algorithmen der Holo
graphie läßt sich die Größenordnung des Störers ermitteln. Nachteilig ist jedoch,
daß infolge einer nicht konstanten Ankopplung merkbare Phasenfehler ver
ursacht werden können, so daß die auf der Grundlage einer phasenempfindlichen
Abtastung beruhenden Auswertung unsicher wird.
Ferner gelangen elektromagnetische Radarverfahren zum Einsatz, die auf der
Grundlage basieren, daß im zu überprüfenden Material Schichten mit unter
schiedlichen dielektrischen Eigenschaften vorhanden sind. Ein derartiges Ver
fahren ist bekannt aus der Druckschrift "Symposium Zerstörungsfreie Prüfung im
Bauwesen, 27.2.-1.3.91 in Berlin, Berichtsband 21, Teil 2, S. 537-544/.; Verfasser:
Dipl.-Ing. C. Flohrer, Hochtief, Frankfurt/Main; Dipl.-Ing. B. Bernhardt, Berlin,
Das Orten von Spannbewehrung unter einer mehrlagigen Stahlbetonbewehrung".
Mittels einer Antenne werden vorwiegend im Frequenzbereich zwischen 900 MHz
und 2 GHz Pulse ausgesandt und empfangen. Die Tiefeninformation wird aus der
Laufzeitmessung der reflektierten Signale erhalten, wobei die Ausbreitungs
geschwindigkeit aus der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum dividiert durch die
Wurzel aus der mittleren Dielektrizitätskonstanten des untersuchten Materials
errechnet wird. Typische Werte für Dielektrizitätskonstanten sind beispielsweise
für Beton 7, Ziegel 4, Wasser 81 und Eisen unendlich. Da ferner der Wert der
Dielektrizitätskonstanten feuchtigkeitsabhängig ist, erfordert die Auswertung
einen fachkundigen und erfahrenen Spezialisten. Beim Radarverfahren wird eine
Antenne kontinuierlich bewegt und entsprechend gelangt ein Manipulator bei
den Ultraschall-Prüfverfahren zum Einsatz, welcher auf dem Prinzip der synthe
tischen Apertur beruhen. Aufgrund dieser Gemeinsamkeiten kann eine tiefen
abhängige Darstellung des untersuchten Objekts durch Aneinanderreihen der
aufgenommenen Amplituden ermöglicht werden. Aus den unterschiedlichen
Laufzeiten der Signale sowie der Dielektrizitätskonstanten des Materials wird die
Tiefenposition der abgebildeten Objekte abgeschätzt, doch ist die Genauigkeit
der Ortung in hohem Maß u. a. vom Feuchtigkeitsgehalt des Materials oder von
mit Wasser gefüllten Hohlräumen abhängig.
Des weiteren ist aus der Druckschrift "Acoustical Imaging Vol. 19, Edited by
Helmut Ermert and Hans-Peter Harjes, Plenum Press, New York and London;
Verfasser: Schmitz, V.; Müller, W.; Schäfer G.; Synthetic Aperture Focussing
Technique - State of the Art" ein Abbildungsverfahren mit der Bezeichnung:
"Synthetic Aperture Focussing Technique - SAFT" bekannt. Dieses Abbildungs
verfahren ermöglicht die Berechnung des jeweiligen volumenhaften Bildes eines
untersuchten Bereiches.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der
eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Genauigkeit der
Ortung von Strukturen verbessert wird. Die Ergebnisse sollen von Umgebungs
variablen und Randbedingungen weitgehend unabhängig sein. Des weiteren soll
das Verfahren mit einem möglichst geringen Aufwand realisierbar sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur zerstörungsfreien dreidimensionalen Erfas
sung von Strukturen gelangt vor allem zur Bauwerksprüfung und Bauwerksüber
wachung zum Einsatz. Es ermöglicht eine optimale Bestimmung von Wand- und
Fundamentdicken oder von Hohlräumen in Spannkanälen. Des weiteren kann die
genaue Lage von Spanngliedern, Spannkanälen und anderen Konstruktions
elementen festgestellt werden. Auch kann in zweckmäßiger Weise mit dem erfin
dungsgemäßen Verfahren eine Ortung und Klassifizierung von Material Inhomo
genitäten erfolgen, insbesondere feinen Rissen, welche durch Korrosion von
Bewehrungsstäben verursacht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend in der Zeichnung anhand besonderer Ausfüh
rungsbeispiele beschrieben, ohne daß die Erfindung hierauf eingeschränkt wird.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der grundlegenden Verfahrens
schritte,
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Datenerfassung
mittels Ultraschall,
Fig. 3 eine Variante zur Datenerfassung mittels Ultraschall,
Fig. 4 schematisch die Anordnung eines Prüfkopfes,
Fig. 5 schematisch die Anordnung zur Datenerfassung mittels Bodenradar,
Fig. 6 die kombinierte Anordnung von Ultraschall-Prüfkopf und Radar
antenne,
Fig. 7 schematisch die Bilderzeugung.
Anhand von Fig. 1 soll der grundsätzliche Verfahrensablauf näher erläutert
werden, wobei den einzelnen Funktionsblöcken die nachfolgenden Funktionen
zuzuordnen sind. Die Oberfläche des zu untersuchenden Bauteils wird flächen
haft abgetastet und gemäß Block 1 erfolgt zunächst die Abtastung mittels
Ultraschall. In einem zweiten Schritt wird der Ultraschall-Sensor ausgewechselt
und durch eine Radarantenne gemäß Block 2 ersetzt. Die Radarantenne wird
ebenfalls rasterartig bewegt und erfaßt Signale aus dem gleichen Volumenbereich
unterhalb der abgetasteten Fläche. Die erfaßten Signale sind pro Ort des jeweili
gen Sensors hochfrequente Signale, deren Amplituden von der jeweiligen Boden
struktur und deren zeitliche Form von dem Abstand der jeweiligen Struktur von
der Oberfläche abhängen. Sämtliche in den Verfahrensschritten 1 und 2 erfaßten
zeitabhängigen Signale werden in einen Speicher 3 eingegeben und gespeichert.
Aus den gespeicherten Daten wird in Abbildungsverfahren gemäß der Blöcke 4.1
und 4.2, insbesondere gemäß der "Synthetic Aperture Focussing Technique -
SAFT", das jeweilige volumenhafte Bild des untersuchten Bereiches ermittelt, wie
es nachfolgend noch näher zu erläutern ist. Es sei ausdrücklich festgehalten, daß
aus dem untersuchten Volumenbereich keine zweidimensionalen Schnittebenen
abgebildet werden, sondern für jede der beiden Verfahrenskomponenten Schall
und Bodenradar jeweils ein dreidimensionales Volumen berechnet wird. Hierbei
ist von Bedeutung, daß gemäß Block 5 die Strukturdarstellung des untersuchten
Bereiches mittels Schall auf der Grundlage von Dichte- und Schallgeschwindig
keitsunterschieden beruht und daß demgemäß Block 6 die Strukturdarstellung
des untersuchten Bereiches mittels Bodenradar von der Dielektrizitätskonstanten
und folglich auch von der Feuchteverteilung abhängt. In einem erfindungswesent
lichen Schritt erfolgt eine tiefenabhängige Kalibrierung der auf den beiden Ver
fahrenswegen erhaltenen Abbildungen. Gemäß Block 7 erfolgt somit ein Bildver
gleich und eine Maßstabseichung anhand örtlicher Fingerprints. Es wurde er
kannt, daß bei der dreidimensionalen Abbildung Strukturen vorliegen, welche in
den beiden voneinander unabhängigen Abbildungsverfahren identifiziert werden
können. Diese mit den beiden Verfahrenskomponenten gemeinsam erfaßten
Strukturen, welche als Fingerprints bezeichnet werden, werden in besonders
zweckmäßiger Weise zur Anpassung der Maßstäbe der beiden Abbildungen auf
einander erfindungsgemäß genutzt.
Es sei angemerkt, daß bei geologischen Untersuchungen vorwiegend Schnitt
ebenen senkrecht zur Oberfläche abgebildet werden, welche regelmäßig als die
y-z-Ebene bezeichnet wird. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren
ist es nunmehr möglich, sowohl bei der Datenerfassung mittels Ultraschall als
auch mittels Bodenradar Schnittebenen in beliebigen Ebenen auszusuchen und
die bildhafte Darstellung der Bodenstrukturen mittels Bildverarbeitung zu ver
knüpfen, wie es im Funktionsblock 8 angedeutet ist. Bei der Bildverarbeitung
können die Abbildungsstrukturen durch Ver-UND-ung, Ver-ODER-ung-, Maxi
mumsbildung oder anderen Methoden optimiert dargestellt werden. In zweck
mäßiger Weise richtet sich die Darstellung nach der Bodenstruktur. Ist die hori
zontale Strukturänderung von Interesse, so wird aus dem rekonstruierten Volu
menbereich eine horizontale Schicht in einem vorgebbaren Dickenbereich ausge
wählt. Ergeben sich hieraus interessante Schlußfolgerungen für den vertikalen
Verlauf, so sind erfindungsgemäß entsprechende vertikale Schichtdickenebenen
auswählbar. Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, den
untersuchten Volumenbereich perspektivisch unter beliebigem Raumwinkel zu
betrachten.
Nachdem eine maßstabsgetreue Darstellung gesichert und die Bauteilstruktur
optimal dargestellt ist, erfolgt die Analyse gemäß Block 9. Diese beruht auf der
Identifikation von Bereichen erhöhter Schallreflektion sowie auf der Identifika
tion von Bereichen unterschiedlicher Dielektrizitätskonstanten. Durch das Zu
sammenwirken der beiden physikalischen Parameter wird erfindungsgemäß er
möglicht, beispielsweise über die Maßstabsbeziehung die örtliche Dielektrizi
tätskonstante und aus dieser die Feuchtigkeit des untersuchten Bodenbereiches
zu bestimmen. Ferner können über die Eichung des Bildes, welche auf der
Grundlage der Ultraschall-Messung erfolgt, unbekannte Dielektrizitätskonstanten
bestimmt werden, um hieraus Rückschlüsse über unbekannte Materialien zu
ziehen.
Anhand von Fig. 2 werden die für die Datenerfassung mittels Ultraschall gemäß
Funktionsblock 1, in Fig. 1, eingesetzten Prüftechniken erläutert. Bekanntlich
können bei der Prüfkopfankopplung auf Strukturen, weiche aus Stein oder Beton
bestehen, Probleme aufgrund der Oberflächenrauhigkeit des jeweiligen Materials
auftreten. Daher ist es nicht unüblich, Mörtel einzusetzen, um einen Prüfkopf
ortsfest anzukoppeln. Dies erfolgt mit einem einzigen Prüfkopf 10, welcher als
Sender ausgebildet ist. Mittels des Prüfkopfes 10 wird der Schall gesendet, aber
nicht empfangen. Der Empfang der reflektierten Signale an den unterschied
lichen Oberflächenpunkten erfolgt durch Abtastung der entsprechenden Positio
nen mittels eines Laserstrahles. Die Rasterabstände werden den Erfordernissen
entsprechend vorgegeben und als typische Rasterabstände haben sich beispiels
weise 2×2 cm oder 5×5 cm als zweckmäßig erwiesen.
In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 erfolgt die Abtastung mittels eines
Ultraschall-Prüfkopfes 12, welcher Schall sowohl aussenden als auch empfangen
kann. Dies erfolgt an vorgegebenen Stellen einer ersten Reihe, also an den
Stellen x11, x12 . . . , einer zweiten Reihe, also x21, x22,. . . . usw. der Betonwand 10.
Um die Probleme der Ankopplung an die Oberfläche 18 zu lösen, gelangt die
Methode der Kontakttechnik zum Einsatz.
Wie in Fig. 4 dargestellt, ist der kombinierte Prüfkopf 16 in einem Gehäuse 20
angeordnet, welches bezüglich der Betonoberfläche 18 mittels eines Ringes 22,
insbesondere aus Gummi oder Styropor kombiniert mit Fett, abgedichtet wird.
Durch geeignete Kanäle wird über Schläuche 24 Flüssigkeit, vorzugsweise Was
ser, zu- und abgeführt, wobei lediglich das durch die Oberflächenrauhigkeit und
die Saugfähigkeit des Bodens verlorene Flüssigkeit/Wasser zu ersetzen ist. Es ist
zweckmäßig ein Kreislaufsystem vorgesehen, wobei die Flüssigkeit bzw. das Was
ser bei jedem Durchlauf gefiltert wird.
Die Abtastung der Wand mittels Bodenradar soll anhand von Fig. 5 näher erläu
tert werden. Es erfolgt gleichfalls ein ortsabhängiges Aussenden von Signalen
sowie deren Empfang durch Abtastung der Wand bzw. des Bauwerkes. Die Ab
tastung mittels Bodenradar kann zwar in zweckmäßiger Weise an den gleichen
Positionen wie bei der Abtastung mit Ultraschall erfolgen, doch ist dies keine
zwingende Voraussetzung. Für unterschiedliche Abtastpositionen wird zusätzlich
die relative Lage aller Abtastpunkte zueinander erfaßt und/oder gespeichert.
In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung gelangt eine Kombisensortechnik
gemäß Fig. 6 zur Anwendung, um in vorteilhafter Weise bei der Datenerfassung
Zeit einzusparen. Hierbei gelangen die anhand von Fig. 4 und 5 erläuterten
Verfahrensschritte zum Einsatz. Erfindungsgemäß wird hierbei der Abstand der
Radar- und der Schallsensoren derart vorgegeben, daß er dem Rasterabstand dx
multipliziert mit einem ganzzahligen Faktor gleich oder größer 1 entspricht.
Hierdurch ist automatisch sichergestellt, daß die Einschallorte von Prüfschuß zu
Prüfschuß für die gewählten Sensoren identisch übereinstimmen. In der Position
P1 sind der Ultraschall-Prüfkopf 16 und die Radarantenne 26 mit ausgezogenen
Linien dargestellt. Der Ultraschall-Prüfkopf 16 und die Radarantenne 26 sind in
einem Abstand 28 zueinander angeordnet. In der nächsten Position P2, welche
mit gestrichelten Linien angedeutet ist, sind der Ultraschall-Prüfkopf um den
Weg dx versetzt. Da die jeweiligen Abstände dx der Meßpunkte entsprechend
den Positionen P1 und P2 erfindungsgemäß dem Abstand 28 der Sensoren ent
sprechen, befindet sich in der Position P2 der Ultraschall-Prüfkopf an der glei
chen Stelle wie die Radarantenne in der Position P1.
Anhand von Fig. 7 soll die dreidimensionale Bilderzeugung des Abbildungsver
fahrens entsprechend den Funktionsblöcken 4.1 und 4.2 von Fig. 1 näher erläu
tert werden. In zweckmäßiger Weise wird die dreidimensionale Rekonstruktion
nach dem Prinzip der dreidimensionalen "synthetischen Apertur" durchgeführt.
An den Stellen x11, x12,. . . wurden die Meßdaten, vorzugsweise die hochfrequen
ten Ultraschall- und Radardaten gespeichert. Der zu untersuchende/abzubildende
Materialbereich wird in kleine Volumenzellen zerlegt. Typische Größenord
nungen liegen im mm- bzw. im cm-Bereich. Die Strecke von den Meßpunkten zu
den Volumenzellen wird berechnet. Mit Hilfe der Lichtgeschwindigkeit und der
Dielektrizitätskonstanten ε wird die Strecke für den Bodenradar in Laufzeiten
umgerechnet. Ferner wird mit Hilfe der Schallgeschwindigkeit und der Dichte die
Strecke für den Bodenschall ebenfalls in Lautzeiten umgerechnet. Somit kann aus
den laufzeitmäßig abgelegten Amplitudenwerten eine ortsabhängige Zuordnung
in die jeweils betroffenen Volumenzellen erfolgen. Die zu den errechneten Lauf
zeiten gehörenden Amplituden werden in den Volumenzellen abgelegt bzw.
diesen zugeordnet. Die von sämtlichen Meßpunkten aufgenommenen Informatio
nen werden in den Volumenzellen laufzeitkorrigiert aufsummiert. Nachfolgend
wird von dem untersuchten Volumenbereich das Videosignal für die Darstellung
gebildet. Es erfolgt somit aus den laufzeitmäßig abgelegten Amplitudenwerten
eine ortsabhängige Zuordnung in die jeweils betroffenen Volumenzellen. Beson
ders vorteilhaft ist dieses Verfahren für den bei Beton eingesetzten Frequenz
bereich, welcher insbesondere zwischen 50 KHz liegt, wobei die eingesetzten
Prüfköpfe Schall in Winkelbereichen vorteilhaft bis zu +/- 90° abstrahlen.
Durch das erfindungsgemäß zum Einsatz gelangende Verfahren SAFT ist es
möglich, den Einfluß von Oberflächenwellen und modeumgewandelten Wellen
auf die bildhafte Darstellung weitgehend zu unterdrücken. Es ist von besonderer
Bedeutung, daß, unabhängig vom Öffnungswinkel der Radarantenne oder vom
Schall, die reflektierenden Inhomogenitäten im Boden ortsgetreu zugeordnet
werden. In dem letzten Verfahrensschritt wird in dem verarbeiteten Volumen
bereich das Videosignal gebildet und das Ergebnis in beliebigen Schichtebenen
und Schichtrichtungen dargestellt.
In einer besonderen Ausgestaltung wird bei der Rekonstruktion nach dem Prinzip
der synthetischen Apertur eine spezielle Variante der Signalauswertung vorgege
ben, nämlich eine der Pulsenergie proportionale Größe. Es sei festgehalten, daß
bei den bekannten SAFT-Algorithmen für jedes Volumenelement die Signal
intensität zu dem entsprechenden Zeitpunkt bei jeder Prüfkopf-Position auf
summiert wird. Eine Verbesserung der Auflösung und des Signal-Rausch-Ab
standes wird in zweckmäßiger Weise jedoch dadurch erreicht, daß eine der Puls
energie proportionale Größe ausgewertet wird. Erfindungsgemäß wird zu diesem
Zweck für jedes Volumenelement das Quadrat der Ultraschall-Intensität gebildet
und dieses von dem erwarteten Einsatzpunkt des Echos für die gesamte Puls
dauer integriert. Da die Pulslängen am jeweiligen Ort aufgrund der frequenz
abhängigen Schallschwächung und Mikrowellenschwächung nicht exakt bekannt ist,
wird in zweckmäßiger Weise in einer Vorabsimulation an einem der im Volumen
vorhandenen bekannten Reflektor die Pulsbreite in der Auswertung variiert und
für den jeweiligen Tiefenbereich der richtige Wert bestimmt.
Bezugszeichenliste
1 Datenerfassung mittels Ultraschall
2 Datenerfassung mittels Bodenradar
3 Speicher
4 Abbildungsverfahren
5 Strukturdarstellung unter Berücksichtigung von Dichte und Schall geschwindigkeitsunterschieden
6 Strukturdarstellung unter Berücksichtigung von Unterschieden von Dielektrizitätskonstanten
7 Bildvergleich
8 Bildverarbeitung
9 Darstellung
10 Betonwand
12 Prüfkopf-Sender
14 Empfänger
16 kombinierter Prüfkopf
18 Oberfläche
20 Gehäuse
22 Ring
24 Schlauch
26 Radarantenne
28 Raster-Abstand
2 Datenerfassung mittels Bodenradar
3 Speicher
4 Abbildungsverfahren
5 Strukturdarstellung unter Berücksichtigung von Dichte und Schall geschwindigkeitsunterschieden
6 Strukturdarstellung unter Berücksichtigung von Unterschieden von Dielektrizitätskonstanten
7 Bildvergleich
8 Bildverarbeitung
9 Darstellung
10 Betonwand
12 Prüfkopf-Sender
14 Empfänger
16 kombinierter Prüfkopf
18 Oberfläche
20 Gehäuse
22 Ring
24 Schlauch
26 Radarantenne
28 Raster-Abstand
Claims (11)
1. Verfahren zur zerstörungsfreien dreidimensionalen Erfassung von Strukturen
in Bauwerken, insbesondere aus Beton oder ähnlichen Materialien, gemäß wel
chem der zu untersuchende Bereich flächenhaft mit Ultraschall abgetastet und
die hochfrequenten laufzeitabhängigen Daten für die einzelnen Punkte aufge
zeichnet werden und in einem Abbildungsverfahren das jeweilige volumenhafte
Bild des untersuchten Bereiches ermittelt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der zu untersuchende Bereich sowohl mit Ultra
schall als auch mit Radar abgetastet wird und daß eine Strukturdarstellung des
untersuchten Bereiches sowohl auf der Grundlage der mittels Schall erfaßten
Daten als auch auf der Grundlage der mittels Radar erfaßten Daten erfolgt und
daß diese beiden Darstellungen kalibriert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur vorzugsweise
tiefenabhängigen Kalibrierung Strukturen genutzt werden, welche sowohl in der
Strukturdarstellung aufgrund der Schall-Datenerfassung als auch in der Struktur
darstellung aufgrund der Radar-Datenerfassung vorhanden sind und/oder daß
mittels dieser Strukturen, welche insbesondere als Fingerprints bezeichnet und in
den beiden voneinander unabhängigen Verfahrensschritten identifiziert werden,
die Anpassung der Maßstäbe der beiden Darstellungen durchgeführt wird und/
oder daß anhand derartiger Strukturen bzw. Fingerprints eine örtliche Kalibrie
rung der jeweiligen Volumenbereiche durchgeführt wird.
3. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastung mittels Schall und die Abtastung mittels Radar an den glei
chen Positionen durchgeführt wird oder daß bei Abtastung an unterschiedlichen
Positionen die relative Lage aller Abtastpunkte zueinander bekannt und erfaßt
ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Abbildungsverfahren die Synthetic Aperture Focussing Technique - SAFT
zum Einsatz gelangt, wobei das jeweilige volumenhafte Bild des untersuchten
Bereiches berechnet wird und/oder daß ein dreidimensionales Volumen sowohl
aus den mittels Ultraschall erfaßten Daten als auch aus den mittels Radar erfaß
ten Daten bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
mittels des dreidimensionalen SAFT-Verfahrens ein gemeinsamer Volumen
bereich bildhaft erzeugt wird und/oder daß wahlweise beliebige Schichtdicken
und/oder wahlweise derartige Schichten in vorgebbaren Richtungen darstellbar
sind, wobei vorzugsweise Schichten sowohl parallel zur Meßfläche als auch
orthogonal zur Meßfläche darstellbar sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Volumenrekonstruktion das Signal-Rausch-Verhältnis durch ein Integral
verfahren verbessert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
für jedes Volumenelement das Quadrat der Ultraschallintensität gebildet und
dieses von dem erwarteten Einsatzpunkt des Echos für die gesamte Pulsdauer
integriert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Daten in beliebigen Schnittebenen miteinander verknüpft werden und/oder
daß aufgrund einer ortsgenauen Verknüpfung eine quantitative Analyse des
Volumenbereiches durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
unter Berücksichtigung der Dielektrizitätskonstanten und der Feuchteverteilung
unbekannte Materialien bestimmt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
in einer Vorabsimulation an einem bekannten Reflektor, welcher in dem Volu
men vorhanden ist, die Pulsbreite in der Auswertung variiert wird und daß der
für den jeweiligen Tiefenbereich zutreffende Wert der Pulslängen bestimmt wird
und/oder daß somit eine frequenzabhängige Schallschwächung und/oder Mikro
wellenschwächung zumindest näherungsweise kompensiert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, der
Ultraschallsensor und der Radarsensor einen Abstand aufweisen, welcher dem
einfachen oder einem Vielfachen des Rasterabstandes der Abtastposition ent
spricht.
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