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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Darstellung von strukturellen Eigenschaften unter einer Objektoberfläche. Diese Vorrichtung kann besonders nützlich sein zur Darstellung von unter der Oberfläche befindlichen Materialfehlern wie Aufblätterung, Ablösung und Zerbröckelung.
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Ultraschall ist eine oszillierende Schalldruckwelle, die benutzt werden kann, um Gegenstände zu erfassen und Abstände zu messen. Eine gesendete Schallwelle wird reflektiert und gebrochen, wenn sie auf Materialien mit unterschiedlichen akustischen Impedanzeigenschaften trifft. Wenn diese Reflexionen und Brechungen erfasst und analysiert werden, kann die hieraus entstehende Datenmenge benutzt werden, um die Umgebung zu beschreiben, durch die die Schallwelle gelaufen ist.
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Ultraschall kann genutzt werden, um maschinenlesbare Matrixsymbole zu erfassen und zu decodieren. Matrixsymbole können direkt auf einem Bestandteil gekennzeichnet sein, indem eine lesbare, dauerhafte Markierung auf seiner Oberfläche gemacht wird. Dies wird allgemein erreicht, indem im Wesentlichen ein kontrollierter Defekt auf der Oberfläche des Bestandteils gemacht wird, zum Beispiel mittels eines Lasers oder Nadelprägers. Matrixsymbole können optisch schwer zu lesen sein und werden oft über die Zeit durch eine Beschichtung wie Farbe bedeckt. Jedoch haben Matrixsymbole häufig unterschiedliche akustische Impedanzeigenschaften als das sie umgebende Substrat.
US 5,773,811 beschreibt ein Ultraschallbildgebungssystem zum Lesen von Matrixsymbolen, welches genutzt werden kann, um einen Gegenstand in einer spezifischen Tiefe darzustellen. Ein Nachteil dieses Systems ist, dass der Rasterscanner physikalsch über die Oberfläche des Bestandteiles bewegt werden muss, um die Matrixsymbole zu lesen.
US 8,453,928 beschreibt ein alternatives System, das eine Matrixanordnung benutzt, um die reflektierten Ultraschallsignale zu lesen, so dass das Matrixsymbol gelesen werden kann, während der Wandler stationär auf der Oberfläche des Bestandteils gehalten wird.
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Ultraschall kann ebenso genutzt werden, um andere strukturelle Merkmale in einem Objekt zu identifizieren. Zum Beispiel kann Ultraschall für zerstörungsfreies Prüfen durch Erfassen der Größe und Position von Fehlern in einem Objekt genutzt werden. Das Ultraschallbildgebungssystem von
US 5,773,811 wird als geeignet beschrieben, um Materialfehler im Laufe von zerstörungsfreien Untersuchungsvorgängen zu identifizieren. Das System ist vorwiegend zur Darstellung von Matrixsymbolen bestimmt. Daher ist es gestaltet, nach einer ”Oberfläche” unter jeglichen Schichten von Farbe oder anderer Beschichtung zu schauen, auf welche die Matrixsymbole gekennzeichnet worden sind. Es ist daher gestaltet, in spezifischen Tiefen zu arbeiten, was durch Ausblenden („gating”) des empfangenen Signals kontrolliert werden kann. Das Ultraschallsystem von
US 5,773,811 benutzt ebenso ein Gelpaket, um Ultraschallenergie in das Substrat zu koppeln, was es schwierig machen kann, die Tiefe von Eigenschaften unter der Substratoberfläche exakt zu bestimmen.
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Daher braucht es eine verbesserte Vorrichtung zur Darstellung von strukturellen Merkmalen unter einer Objektoberfläche.
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Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung angegeben, um strukturelle Merkmale unter der Oberfläche eines Objektes darzustellen, wobei die Vorrichtung eine Sendereinheit umfasst, die ausgerichtet ist, einen Schallpuls an das Objekt zu senden; eine Empfängereinheit, ausgerichtet, Reflexionen von Schallpulsen, die durch die Sendereinheit gesendet wurden, von dem Objekt zu empfangen; eine Signalverarbeitungseinheit, ausgerichtet zum: Analysieren von einem oder mehreren Signalen, die durch die Empfängereinheit von dem Objekt empfangen wurden; Erkennen in einem oder mehreren Signalen einer Reflexion, die durch ein erstes strukturelles Merkmal verursacht wurde, und einer Reflexion, die durch ein zweites strukturelles Merkmal, das in dem Objekt mindestens teilweise hinter dem ersten strukturellen Merkmal liegt, verursacht wurde; und Verbinden jeder erkannten Reflexion mit einer relativen Tiefe in dem Objekt, in der die Reflexion erfolgte; und eine Bilderzeugungseinheit, ausgerichtet, ein Bild zu erzeugen, das eine Repräsentation der ersten und zweiten strukturellen Merkmale in Abhängigkeit von den erkannten Reflexionen und ihren relativen Tiefen einschließt.
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Die Empfängereinheit kann ausgerichtet sein, ein Signal, das viele Reflexionen eines einzigen gesendeten Schallpulses enthält, zu empfangen.
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Die Empfängereinheit kann ausgerichtet sein, mehrere Reflexionen zu empfangen, während sie sich in einer stationären Position in Bezug auf das Objekt befindet.
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Die Vorrichtung kann ausgerichtet sein, ein durch die Empfängereinheit empfangenes Signal auf solche Weise auszublenden („to gate”), dass das zur Signalverarbeitungseinheit zur Analyse weitergegebene Signal die mehreren Reflexionen enthält.
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Die Vorrichtung kann ausgerichtet sein, ein anpassbares Zeitfenster auf das empfangene Signal anzuwenden.
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Die Vorrichtung kann so ausgerichtet sein, dass das Zeitfenster durch den Anwender anpassbar ist.
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Die Vorrichtung kann eine Pulserzeugungseinheit enthalten, ausgerichtet, einen Puls mit einer speziellen Form zum Senden, als Schallpuls durch die Sendereinheit zu bilden.
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Die Signalverarbeitungseinheit kann eine Filteranpassung enthalten, ausgerichtet, einen Puls mit der speziellen Form im empfangenen Signal zu erkennen.
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Die Vorrichtung kann eine Vielzahl an speziellen Pulsformen verfügbar haben. Die Pulserzeugungseinheit kann ausgerichtet sein, eine verfügbare Pulsform gegen ein Leistungskriterium zu beurteilen und diese Pulsform als Sendekandidat in Abhängigkeit von dieser Beurteilung auszuwählen.
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Die Vorrichtung kann so ausgerichtet sein, dass die spezielle Form durch den Nutzer wählbar ist.
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Die Signalverarbeitungseinheit kann ausgerichtet sein, jede erkannte Reflexion mit einer relativen Tiefe in Verbindung zu bringen, die in Abhängigkeit von einer Zeit bestimmt ist, die die erkannte Reflexion brauchte, um von dem strukturellen Merkmal, das die Reflexion verursachte, zu der Empfängereinheit zu laufen.
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Die Signalverarbeitungseinheit kann ausgerichtet sein, jede erkannte Reflexion mit einer maximalen Amplitude in Verbindung zu bringen und diese maximale Amplitude in Abhängigkeit von der relativen Tiefe, die mit dieser Reflexion verbunden ist, anzupassen.
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Die Sendereinheit kann ausgerichtet sein, eine Serie von Schallpulsen in das Objekt zu senden, und die Bilderzeugungseinheit ausgerichtet sein, ein Bild für jeden Schallpuls in der Serie zu erzeugen, in Abhängigkeit von den Reflexionen dieses Schallpulses, die durch die Signalverarbeitungseinheit erkannt wurden.
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Die Bilderzeugungseinheit kann ausgerichtet sein, ein Bild für einen Schallpuls in der Serie zu erzeugen, in Abhängigkeit von einem für einen Schallpuls erzeugtem Bild, das diesem in der Serie vorausging.
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Die Bilderzeugungsvorrichtung kann ausgerichtet sein, ein Bild zu erzeugen, in dem die ersten und zweiten strukturellen Merkmale an Bildpositionen dargestellt sind, die ihre relativen Tiefen unter der Objektoberfläche wiedergeben.
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Die Vorrichtung kann eine Handvorrichtung enthalten, die zumindest die Sender- und Empfängereinheiten enthält.
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Die Vorrichtung kann entweder ein integriertes Display zum Anzeigen des Bildes enthalten oder ausgerichtet sein, das Bild an eine tragbare Displayvorrichtung auszugeben.
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Die Bilderzeugungseinheit kann ausgerichtet sein, eine Reflexion mit einer maximalen Amplitude, die unter einem Grenzwert liegt, zu identifizieren und einem Bildpixel, das der identifizierten Reflexion entspricht, einen vorbestimmten Wert statt der maximalen Amplitude der Reflexion zuzuordnen.
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Die Bildverarbeitungseinheit kann ausgerichtet sein, dem Pixel einen vorbestimmten Wert, der höher als die maximale Amplitude der Reflexion ist, zuzuordnen.
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Die Vorrichtung kann ein Trockenkoppelungsmittel enthalten.
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Die Vorrichtung kann eine Matrixanordnung zum Senden und Empfangen von Schallpulsen enthalten.
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Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Vorgehen zur Darstellung von strukturellen Merkmalen unter der Oberfläche eines Objektes angegeben, wobei dieses enthält: Senden eines Schallpulses an das Objekt; Empfangen von Reflexionen von an das Objekt gesendeten Schallpulsen von dem Objekt; Erkennen in einem oder mehreren von dem Objekt empfangenen Signalen einer Reflexion eines gesendeten Zeitpulses, der durch ein erstes strukturelles Merkmal verursacht wurde, und einer Reflexion eines gesendeten Zeitpulses, der durch ein zweites strukturelles Merkmal, das im Objekt zumindest teilweise hinter dem ersten strukturellen Merkmal gelegen ist, verursacht wurde; Verbinden von jeder erkannten Reflexion mit einer relativen Tiefe in dem Objekt, an der die Reflexion erfolgte; und Erzeugen eines Bildes, das eine Repräsentation der ersten und zweiten strukturellen Merkmale in Abhängigkeit von den erkannten Reflexionen und ihren relativen Tiefen einschließt.
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Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen:
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1 zeigt ein Beispiel einer Bildgebungsvorrichtung und eines Objektes;
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2a bis c zeigen unterschiedliche Beispiele der Bildgebungsvorrichtung und eines Objektes;
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3 zeigt ein Beispiel des funktionellen Blocks, der in einer Bildgebungsvorrichtung enthalten ist;
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4a bis c zeigen Beispiele eines Ultraschallsignals und einer entsprechenden Filteranpassung;
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5a und 5b zeigen Beispielsbilder eines Objekts;
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6 zeigt ein Beispiel einer Bildgebungsvorrichtung;
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7 zeigt ein Beispiel des funktionellen Blocks, der durch ein FPGA realisiert ist;
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8 zeigt ein Beispiel einer Bildgebungsvorrichtung; und
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9 zeigt ein Beispiel von Schritten, die in einer Bildverarbeitung einbezogen sind.
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Eine Vorrichtung zur Darstellung von strukturellen Eigenschaften unter der Objektoberfläche ist in 1 gezeigt. Die Vorrichtung, im Allgemeinen bezeichnet mit 101, enthält eine Sendereinheit 102, eine Empfängereinheit 103, eine Signalverarbeitungseinheit 104 und eine Bilderzeugungseinheit 105. In einem Beispiel können die Sender- und Empfängereinheit durch einen einzelnen Ultraschallwandler realisiert werden. Die Sender- und Empfängereinheiten sind in 1, nur zur Vereinfachung der Darstellung, nebeneinander gezeigt. In einer praktischen Umsetzung eines Wandlers ist es wahrscheinlich, dass die Sender- und Empfängereinheiten als übereinander liegende Schichten realisiert werden. Die Sendereinheit ist geeigneterweise ausgerichtet, einen Schallpuls mit einer speziellen Form an das darzustellende Objekt 106 zu senden. Die Empfängereinheit ist geeigneterweise ausgerichtet, Reflexionen der gesendeten Schallpulse von dem Objekt zu empfangen.
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Es gibt zwei unter der Oberfläche liegende strukturelle Eigenschaften 107, 108 in dem Objekt. Eine der strukturellen Eigenschaften 108 ist teilweise hinter der anderen Eigenschaft 107 gelegen. Im Allgemeinen ist die zweite strukturelle Eigenschaft weiter entfernt entlang dem Weg des gesendeten Schallpulses gelegen als die erste strukturelle Eigenschaft. Eine andere Sichtweise ist, dass beide Eigenschaften auf einer geraden Linie senkrecht zu einer Ebene liegen, die die Objektoberfläche berührt; die zweite strukturelle Eigenschaft 108 ist weiter entlang der geraden Linie von der Ebene gelegen als die erste strukturelle Eigenschaft 107. Beispielsszenarios sind in 2a bis c dargestellt. In diesen Beispielen hat die Vorrichtung eine flache Basis, was als Annähern an die „Ebene” angesehen werden kann, und die Schallpulse werden in eine Richtung senkrecht zu dieser Oberfläche gesendet, so dass ihr Weg als Annähern an die „gerade Linie” angesehen werden kann. (In der Praxis muss die Basis der Vorrichtung nicht flach sein, und auch die Pulse müssen nicht notwendigerweise in einer Richtung senkrecht zur Basis der Vorrichtung gesendet werden; aber es ist ein hilfreicher Vergleich zur Veranschaulichung der Anordnung).
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Die 2a bis c enthalten ebenso Beispiele, in denen die strukturellen Eigenschaften nicht notwendigerweise im festen Körper des Objekts enthalten sind. Die Eigenschaften könnten in einem Loch, Senke oder anderen Hohlabschnitt enthalten sein. Solche Eigenschaften werden als „in” dem Objekt und „unter” seiner Oberfläche für den Zweck dieser Beschreibung angesehen, da sie auf dem Weg der Schallpulse liegen, wenn sie von der Vorrichtung durch das Objekt laufen. Dieses Modell von Reflexion und Ausbreitung tritt aus zwei Gründen am wahrscheinlichsten in festen Abschnitten des Objekts auf: (i) Ultraschall wird stark durch Luft abgeschwächt; und (ii) Luft-Objektgrenzen neigen dazu, eine große Impedanzfehlanpassung zu zeigen, so dass Ultraschall, der auf eine solche Grenze trifft, überwiegend reflektiert wird.
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Strukturelle Eigenschaften, die hinter anderen Eigenschaften gelegen sind, sind im Allgemeinen „unsichtbar” für bestehende Bildgebungssysteme. Die Signalverarbeitungseinheit 104 jedoch ist ausgerichtet, Reflexionen, die durch beide strukturelle Eigenschaften 107 und 108 erzeugt wurden, in den durch die Empfängereinheit 103 empfangenen Signalen zu erkennen. Die Signalverarbeitungseinheit ist ebenso ausgerichtet, jeder erkannten Reflexion eine relative Tiefe zuzuordnen, die die Tiefe in dem Objekt darstellt, in der die Reflexion erfolgte, d. h. die Tiefe der strukturellen Eigenschaft, die die Reflexion verursacht hat. Diese Information ermöglicht es der Bilderzeugungseinheit 105, ein Bild zu erzeugen, das beide, die erste und zweite strukturelle Eigenschaft, darstellt. Das Bild kann für einen Anwender angezeigt werden, wobei es ermöglicht, unter der Oberfläche befindliche Eigenschaften zu erfassen und auszuwerten. Dies ermöglicht dem Anwender, „in” das Objekt zu sehen und kann wertvolle Information über unter der Oberfläche liegende Materialdefekte wie Aufblätterung, Ablösung und Zerbröckelung liefern.
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Es gibt viele Wege, wie die Vorrichtung ausgerichtet sein kann, um Reflexionen von strukturellen Eigenschaften zu identifizieren, die durch andere näher zur Oberfläche liegende Eigenschaften verdeckt werden. Eine Möglichkeit ist es, unterschiedlich gesendete Schallpulse zu benutzen, um Information von jeder strukturellen Eigenschaft zu sammeln. Diese Schallpulse können voneinander unterschiedlich sein, da sie zu unterschiedlichen Zeitmomenten gesendet werden und/oder da sie unterschiedliche Formen oder Frequenzcharakteristiken aufweisen. Die Schallpulse können zu demselben Ort der Objektoberfläche oder zu unterschiedlichen Orten gesendet werden. Dies kann erzielt werden, indem die Vorrichtung zu einem unterschiedlichen Ort bewegt wird oder indem ein unterschiedlicher Sender in der Vorrichtung aktiviert wird. Wenn durch Ändern des Ortes der Sendeweg ausreichend geändert wird, kann ein Schallpuls die strukturelle Eigenschaft meiden, die an einem unterschiedlichen Ort eine Eigenschaft, die weiter in dem Objekt lokalisiert ist, verdeckt hat. Eine andere Möglichkeit ist es, denselben gesendeten Schallpuls zu benutzen, um Information von unterschiedlichen strukturellen Eigenschaften zu sammeln. Diese Möglichkeit verwendet unterschiedliche Reflexionen desselben Pulses und ist detaillierter unten beschrieben. Die Vorrichtung kann jegliche oder alle dieser oben beschriebenen Möglichkeiten anwenden und kann die mit jeglicher dieser Möglichkeitengesammelten Datensätze kombinieren, um ein unter der Oberfläche liegendes Bild des Objektes zu erzeugen. Das Bild kann auf einer frame-by-frame Basis aktualisiert und verbessert werden, wenn mehr Information über die unter der Oberfläche liegenden strukturellen Eigenschaften gesammelt wird.
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In einem Ausführungsbeispiel benutzt die Vorrichtung denselben gesendeten Schallpuls, um Informationen über strukturelle Eigenschaften, die in dem Objekt über einander gelegen sind, zu sammeln.
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Der Schallpuls hat geeigneterweise eine spezielle Form und wird durch die Sendereinheit gesendet. Das von der Empfängereinheit empfangene Signal wird typischerweise eine Anzahl von Reflexionen des gesendeten Schallpulses enthalten. Diese Reflexionen werden durch Eigenschaften der Materialstruktur unter der Objektoberfläche verursacht. Reflexionen werden durch Impedanzfehlanpassungen zwischen verschiedenen Schichten des Objektes verursacht, zum Beispiel eine Materialgrenze an der Verbindung von zwei Schichten einer mehrschichtigen Struktur. Häufig wird nur ein Teil des gesendeten Pulses reflektiert und ein Rest wird sich weiter durch das Objekt ausbreiten (wie in 2a bis 2c gezeigt). Der Rest kann dann ganz oder teilweise reflektiert werden, wenn er auf andere Eigenschaften in der Materialstruktur trifft.
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Das durch die Empfängereinheit an einem einzelnen Ort auf der Objektoberfläche empfangene Signal enthält wahrscheinlich zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Reflexionen desselben gesendeten Pulses. Jede Reflexion stellt eine unterschiedliche strukturelle Eigenschaft dar. Vorherbestehende Bildgebungsgeräte neigen dazu, diese späteren Reflexionen zu verwerfen, da sie nicht von Interesse sind. Zum Beispiel wird eine Vorrichtung zum Erfassen von Matrixcodes typischerweise nur an einer Reflexion interessiert sein: die Reflexion des Matrixsymbols. Wenn unter der Oberfläche liegende Fehler erkannt werden, ist es wünschenswert, viele Reflexionen desselben gesendeten Pulses zu erfassen; dies ermöglicht es, dass Oberflächenfehler, die unter anderen strukturellen Eigenschaften in dem Objekt gelegen sind, identifiziert werden.
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Die Signalverarbeitungseinheit ist geeigneterweise ausgerichtet, das empfangene Signal zu analysieren, um Abschnitte des Signals zu finden, die die Reflexionen oder Echos des gesendeten Pulses darstellen. Die Pulse haben vorzugsweise eine bekannte Form, so dass die Signalverarbeitungseinheit ihre Reflexionen identifizieren kann. Die Signalverarbeitungseinheit ist geeigneterweise ausgerichtet, zwei oder mehrere Reflexionen eines einzelnen gesendeten Pulses in dem empfangenen Signal zu erkennen. Die Signalverarbeitungseinheit ist ebenso ausgerichtet, jeden reflektierten Puls mit einer relativen Tiefe zu verbinden, welche zum Beispiel die Tiefe einer strukturellen Eigenschaft in Bezug auf Sender und/oder Empfänger sein könnte, die Tiefe der strukturellen Eigenschaft bezüglich der Objektoberfläche oder die Tiefe der Eigenschaft in Bezug zu einer anderen strukturellen Eigenschaft in dem Objekt. Normalerweise wird die relative Tiefe von der Laufzeit der Reflexion bestimmt (d. h. die Zeit, die die Reflexion brauchte, um zu der Vorrichtung zurückzukehren) und stellt so den Abstand zwischen der strukturellen Eigenschaft und der Empfängereinheit dar.
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Ein Beispiel für die funktionellen Blöcke, die in einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung enthalten sind, sind in 3 gezeigt.
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In diesem Beispiel werden der Sender und Empfänger durch einen Ultraschallwandler 301 realisiert, der eine Matrixanordnung von Wandlerelementen 312 enthält. Die Wandlerelemente senden und/oder empfangen Ultraschallwellen. Die Matrixanordnung kann eine Anzahl von parallelen, langgestreckten Elektroden enthalten, die in einem sich überschneidenden Muster angeordnet sind; die Überschneidungen bilden die Wandlerelemente. Die Sendeelektroden sind mit dem Sendemodul 302 verbunden, welches ein Pulsmuster mit einer speziellen Form an eine spezielle Elektrode liefert. Die Sendesteuereinheit 304 wählt die zu aktivierenden Sendeelektroden aus. Die Anzahl der Sendeelektroden, die zu einem vorgegebenen Zeitmoment aktiviert werden, kann variiert werden. Die Sendeelektroden können abwechselnd aktiviert werden, entweder einzeln oder in Gruppen. Geeigneterweise veranlasst die Sendesteuereinheit, dass die Sendeelektroden eine Serie von Schallpulsen in das Objekt senden, was ermöglicht, das erzeugte Bild fortlaufend zu aktualisieren. Die Sendeelektroden können ebenso gesteuert werden, Pulse mit einer speziellen Frequenz zu senden. Die Frequenz kann zwischen 100 kHz und 30 MHz liegen, vorzugsweise zwischen 1 MHz und 15 MHz und am besten zwischen 2 MHz und 10 MHz.
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Die Empfängerelektroden erfassen Schallwellen, die von dem Objekt emittiert werden. Diese Schallwellen sind Reflexionen der Schallpulse, die in das Objekt gesendet wurden. Das Empfängermodul empfängt und verstärkt diese Signale. Die Signale werden durch einen Analog/Digitalwandler abgetastet. Die Empfängersteuereinheit steuert geeigneterweise die Empfängerelektroden zu empfangen, nachdem die Sendeelektroden gesendet haben. Die Vorrichtung kann wechselweise senden und empfangen. In einem Ausführungsbeispiel können die Elektroden fähig sein, sowohl zu senden als auch zu empfangen. In diesem Fall werden die Empfänger- und Sendersteuereinheiten die Elektroden zwischen ihren Sende- und Empfängerzuständen schalten. Es gibt vorzugsweise etwas Verzögerung zwischen den Schallpulsen, die gesendet werden, und ihren Reflexionen, die an der Vorrichtung empfangen werden. Die Vorrichtung kann eine Trockenkoppelungsschicht enthalten, die die Verzögerung gewährleistet, die die Elektroden brauchen, um von Senden auf Empfangen geschaltet zu werden. Jegliche Verzögerung kann ausgeglichen werden, wenn die relativen Tiefen berechnet werden. Die Trockenkoppelungsschicht gewährleistet vorzugsweise geringe Dämpfung der gesendeten Schallwellen.
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Jedes Wandlerelement kann einem Bildpixel entsprechen. In anderen Worten kann jedes Pixel das an einem der Wandlerelemente empfangene Signal darstellen. Dies braucht nicht eine eins zu eins Übereinstimmung zu sein. Ein einzelnes Wandlerelement kann mehr als einem Pixel entsprechen und anders herum. Jedes Bild kann die Signale, die von einem Puls empfangen wurden, darstellen. Es sollte klar sein, dass „ein” Puls normalerweise durch viele verschiedene Wandlerelemente gesendet wird. Diese Varianten des „einen” Pulses können ebenso zu verschiedenen Zeiten gesendet werden, zum Beispiel könnte die Matrixanordnung ausgerichtet sein, eine „Welle” von Wandlerelementen zu aktivieren, indem jede Zeile der Anordnung abwechselnd aktiviert wird. Diese Sammlung von gesendeten Pulsen kann jedoch immer noch als Darstellung „eines” Pulses angesehen werden, da es die Reflexionen des Pulses sind, die verwendet werden, um ein einzelnes Bild der Probe zu erzeugen. Dasselbe ist wahr für jeden Puls in einer Pulsserie, die genutzt wird, um eine Videoaufnahme von Bildern der Probe zu erzeugen.
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Das Pulsauswahlmodul 303 wählt die spezielle Pulsform, die gesendet werden soll, aus. Es kann einen Pulserzeuger 313 enthalten, der das Sendermodul mit einem elektronischen Pulsmuster versorgt, das durch den Wandler in Ultraschallpulse umgewandelt wird. Das Pulsauswahlmodul kann zu einer Vielzahl von vordefinierten Pulsformen Zugang haben, die im Speicher 314 gespeichert sind. Das Pulsauswahlmodul kann die Pulsform, die gesendet werden soll, automatisch auswählen oder basierend auf der Eingabe des Benutzers. Die Form des Pulses kann in Abhängigkeit von der Art der strukturellen Eigenschaft ausgewählt werden, die dargestellt wird, ihrer Tiefe, Materialtyp etc. Im Allgemeinen sollte die Pulsform ausgewählt werden, um die Information zu optimieren, die durch die Signalverarbeitung 305 gesammelt und/oder durch das Bildverbesserungsmodul 310 verbessert werden kann, um dem Anwender ein Qualitätsbild des Objektes zu liefern.
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In einem Beispiel kann eine Filteranpassung, die die Signalverarbeitung benutzt, um Reflexionen eines gesendeten Pulses zu erkennen, so ausgewählt werden, dass sie der ausgewählten Pulsform entspricht. Beispiele eines Ultraschallsignals S(n) und einer entsprechenden Filteranpassung P(n) sind jeweils in den 4a und 4b gezeigt. Das Ultraschallsignal S(n) ist eine Reflexion eines gesendeten Pulses gegen Luft.
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Das Ziel ist, eine Pulsform und entsprechende Filteranpassung auszuwählen, die eine präzise Bewertung der Laufzeit des reflektierten Pulses erzielt, da diese die Tiefe der strukturellen Eigenschaft anzeigt, die den Puls reflektierte. Die Absolutwerte der gefilterten Zeitreihen (d. h. das Absolute der Ausgabe der Filteranpassung) für Ultraschallsignal S(n) und entsprechender Filteranpassung P(n) sind in 4c gezeigt. Die Signalverarbeitung schätzt die Laufzeit als den Zeitpunkt, an dem die Amplitude der gefilterten Zeitreihen an einem Maximum ist. In diesem Beispiel ist die Laufzeitschätzung am Zeitpunkt 64. Wenn das Signal viel Rauschen enthält, kann dies jedoch andere Zeitpunkte verursachen, um so einen höheren Wert zu erzeugen. Die ideale Ausgabe des Filters, um die präziseste Laufzeitschätzung zu erhalten, würde eine Deltafunktion sein, in der alle Abtastungen Nullamplitude haben, außer die am Zeitpunkt 64 (in diesem Fall). Da dies praktisch nicht umsetzbar ist, ist das Ziel, Pulsformen und Filteranpassungen auszuwählen, um eine gute Spanne zwischen der Amplitude der Hauptkeule und der Amplitude jeglicher Seitenkeulen zu erzielen.
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Die Vorrichtung kann eine optimale Pulsform festlegen, indem eine Reflexion von jedem gesendeten Puls gegen ein spezielles Material erhalten wird (was in einem Beispiel Luft sein kann), indem es mit passender Filteranpassung gefiltert wird und festlegt wird, wie die verschiedenen Pulsformen gemäß der folgenden Kriterien abschnitten:
- • Das Verhältnis zwischen den Hauptkeulen- und Seitenkeulenamplituden (siehe 4c). Dieses Kriterium berücksichtigt nicht das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und riskiert, Pulsformen auszuwählen, die im Rauschen an dem Empfänger verloren werden könnten.
- • Der Unterschied zwischen den Hauptkeulen- und Seitenkeulenamplituden, normiert mit dem quadratischen Mittelwert (root mean square RMS) der angepassten Filterkoeffizienten. Dieses Kriterium kann Signale mit einem niedrigen SNR benachteiligen.
- • Das SNR, d. h. die Hauptkeulenamplitude geteilt durch den RMS der Filterkoeffizienten.
- • Die Bandbreite des Signals. Dieses Kriterium ist auf der Tatsache begründet, dass die gefilterte Ausgabe von Signalen dazu neigt, sich einer Deltafunktion anzunähern, wenn die Bandbreite ansteigt. Die Bandbreite wird berechnet, indem die Ableitung von einer glättenden Spline-Näherung des Ultraschallsignals verwendet wird.
- • Die Varianz der geschätzten Laufzeit. Diese bezieht sich direkt auf die Signalbandbreite.
- • Die Hauptkeulenamplitude geteilt durch die Durchschnittsamplitude aller Seitenkeulen. Dieses Kriterium riskiert ebenso, Pulsformen mit einem niedrigen SNR auszuwählen.
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Dem Anwender kann ermöglicht sein, zwischen Pulsformen, die von der Vorrichtung als optimal ermittelt sind, auszuwählen.
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Die Signalverarbeitung ist ausgerichtet, relevante Informationen von den empfangenen Ultraschallsignalen zu extrahieren. Dem Signal ist geeigneterweise ein Zeitfenster gesetzt, so dass die Signalverarbeitung nur Reflexionen von interessierenden Tiefen verarbeitet. Das Setzen eines Zeitfensters kann anpassbar sein, vorzugsweise durch einen Benutzer, so dass der Anwender sich auf die Tiefen, an denen er interessiert ist, konzentrieren kann. Die Tiefenspanne liegt vorzugsweise bei 0 mm bis 20 mm, am besten zwischen 0 mm und 15 mm.
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Die Signalverarbeitung ist vorzugsweise fähig, viele Spitzen („Peaks”) in jedem empfangenen Signal zu erkennen. Sie kann ermitteln, dass eine Reflexion jedesmal empfangen worden ist, wenn die Ausgabe der Filteranpassung einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Sie kann eine maximale Amplitude für jede anerkannte Reflexion identifizieren.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung ausgerichtet sein, eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Abtastungen in der eingehenden Abtastung zur Glättung und Rauschreduktion zu akkumulieren und den Durchschnitt zu berechnen, bevor das Filtern durchgeführt wird. Die Signalverarbeitung ist ausgerichtet, die empfangenen Signale mittels einer Filteranpassung zu filtern, wie oben beschrieben, um genau festzulegen, wann der reflektierte Schallpuls an der Vorrichtung empfangen wurde. Die Signalverarbeitung führt dann die Merkmalsextrahierung durch, um die maximale Amplitude des gefilterten Signals und die Zeit zu erfassen, an der diese maximale Amplitude auftritt. Die Signalverarbeitung kann ebenso Informationen über Phase und Energie extrahieren.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung das gefilterte Signal verstärken, bevor die maximale Amplituden- und Laufzeitwerte extrahiert werden. Dies kann durch die Signalverarbeitung erfolgen. Die Verstärkungsschritte können ebenso durch einen unterschiedlichen Prozessor oder FPGA gesteuert werden. In einem Beispiel ist der zeitberichtigte Gain eine Analogverstärkung. Dies kann jeglichen Amplitudenabfall ausgleichen, der durch den Rückweg des reflektierten Pulses zu dem Empfänger verursacht wird. Ein Weg, dieses zu tun ist, einen zeitberichtigten Gain auf jede maximale Amplitude anzuwenden. Die Amplitude, mit der ein Schallpuls durch ein Material reflektiert wird, ist abhängig von den Qualitäten dieses Materials (z. B. seiner akustischen Impedanz). Zeitberichtigter Gain kann (zumindest teilweise) die maximalen Amplituden zu dem Wert wiederherstellen, den sie gehabt hätten, wenn der Puls aktuell reflektiert wurde. Das entstehende Bild sollte dann die Materialbeschaffenheiten der strukturellen Eigenschaft, die den Puls reflektierte, exakter wiedergeben. Das entstehende Bild sollte ebenso jegliche Unterschiede zwischen den Materialbeschaffenheiten der strukturellen Eigenschaften in dem Objekt exakter wiedergeben. Die Signalverarbeitung kann ausgerichtet sein, das gefilterte Signal durch einen Faktor, der abhängig ist von seiner Laufzeit, anzupassen.
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Das Bildkonstruktionsmodul kann eine Anzahl von verschiedenen Bildern des Objektes mittels der von der Signalverarbeitung gesammelten Information erstellen. Jegliche Eigenschaften, die von der Signalverarbeitung aus dem empfangenen Signal extrahiert wurden, können verwendet werden, um ein Bild zu erzeugen. Typischerweise stellen die Bilder die Tiefe dar, die mit einer an einem vorgegebenen Punkt der Objektoberfläche empfangenen Reflexion verbunden ist, und die Energie oder Amplitude dieser Reflexion. Da die Signalverarbeitung mehrere Reflexionen eines gegebenen Schallpulses an einem speziellen Punkt der Objektoberfläche identifizieren kann, wird das Bild unter der Oberfläche liegende strukturelle Eigenschaften zeigen, die unmittelbar unter einer anderen aus Sicht des Anwenders gelegen sind. Das Bildkonstruktionsmodul kann jedes Bildpixel mit einem speziellen Ort auf der Empfängeroberfläche verbinden, so dass jedes Pixel eine Reflexion darstellt, die an dem mit dem Pixel verbundenen Ort empfangen wurde.
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Das Bildkonstruktionsmodul kann fähig sein, ein Bild aus der mittels eines einzelnen gesendeten Pulses gesammelten Information zu erzeugen. Das Bildkonstruktionsmodul kann dieses Bild durch Information, die von darauf folgenden Pulsen gesammelt wurde, aktualisieren. Das Bildkonstruktionsmodul kann einen Rahmen („Frame”) durch Mitteln der Information für diesen Frame mit einem oder mehreren vorangegangenen Frames erzeugen, um so störendes Rauschen zu reduzieren. Dies kann durch Berechnung des Mittelwerts der relevanten Werte erfolgen, die das Bild bilden.
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Das Bildverbesserungsmodul 310 verbessert die erzeugten Bilder, um Rauschen zu vermindern und Deutlichkeit zu verbessern. Das Bildverarbeitungsmodul kann das Bild unterschiedlich verarbeiten, abhängig vom Bildtyp. (Einige Beispiele sind in 5a und 5b gezeigt und weiter unten beschrieben). Das Bildverbesserungsmodul kann eine oder mehrere des Folgenden durchführen:
- • Zeitmittelung. Mitteln über den laufenden und den vorangegangenen Frame kann durchgeführt werden, indem der Mittelwert von zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Frames für jeden Punkt berechnet wird, um Störgeräusche zu vermindern.
- • Hintergrundkompensation. Das Hintergrundbild wird während Kalibrierung durch Senden eines Schallpulses gegen Luft erlangt. Alle reflektierten Pulsspitzen (Peaks) gegen Luft werden in das Intervall [0, 1] umgewandelt. Dies ist eine digitale Kompensation und die meisten Werte werden zu 1 oder fast 1 umgewandelt. Die Ultraschallkamera (zum Beispiel der Ultraschallwandler in dem Beispiel von 3) weist inhärent einige Leistungsänderungen über seine Oberfläche auf, die die Zeit- und Amplitudenwerte beeinflussen, die durch die Signalverarbeitung extrahiert wurden. Um dies zu kompensieren, werden Bilder, die während eines normalen Betriebs erhalten wurden, durch das Hintergrundbild geteilt.
- • Schätzung der Signalhüllkurve. Eine analytische Darstellung des hintergrundkompensierten Signals kann als Summe des Signals selbst und einer imaginären Einheit mal der Hilbert Transformation des Signals gebildet werden. Das analytische Signal ist ein komplexes Signal, aus dem die Signalhüllkurve als die Größe des analytischen Signals extrahiert und in weiteren Vorgängen benutzt werden kann. Erzeugen einer Niedrigamplitudenmaske. Dieser Vorgang kann speziell zur Erzeugung von 3D-Bildern genutzt werden. Eine Maske wird gebildet, die Pixel, die niedrigere Amplitudenwerte als ein Schwellwert haben, abdecken. (Dieser Schwellwert kann niedriger sein als der Schwellwert für die Schwellwertermittlung, die weiter unten beschrieben ist). Ein Filter wie ein 3×3 Maximalfilter wird dann an der entstehenden Maske angewendet, um kleine Löcher zu schließen.
- • Schwellwertermittlung: Ein Schwellwertprozentsatz kann definiert werden, so dass niedrige Amplitudenwerte das Bild nicht vollstopfen. In einigen Ausführungsbeispielen kann dies durch den Anwender gesetzt werden. Ein Schwellwert wird durch den Prozentsatz und den gesamten Bereich der Amplitudenwerte berechnet. Teile des Bildes, die einen niedrigeren Amplitudenwert haben als dieser Schwellwert, werden abgeschnitten und auf den Schwellwert gesetzt. Ein Schwellwertprozentsatz von 0 bedeutet, dass keine Schwellwertermittlung durchgeführt wurde. Der Zweck der Schwellwertermittlung ist, eine sauberere Visualisierung von Bereichen mit niedrigen Amplituden zu erhalten.
- • Normierung: Die Werte werden auf den Bereich 0–255 genormt, um gute Farbtrennung zu erhalten, wenn sie angezeigt werden. Normierung kann durch Perzentilnormierung durchgeführt werden. Unter diesem Schema kann eine niedrige und eine hohe Perzentile definiert werden, wobei die Werte, die zu der niedrigen Perzentile gehören, auf 0 gesetzt werden, Werte, die zur hohen Perzentile gehören, auf 255 gesetzt werden und der Bereich dazwischen eingeteilt wird, um [0, 255] zu decken. Eine andere Möglichkeit ist, den Farbfokus direkt zu setzen, indem zwei Parameter bestimmt werden, colorFocusStartFactor und colorFocusEndFactor, die die Start- und Endpunkte des Bereiches definieren. Die Werte unterhalb des Startfaktors werden auf 0 gesetzt, die Werte über dem Endfaktor auf 255, und der Bereich dazwischen wird eingeteilt, um [0, 255] zu decken.
- • Filterung. Bilder können gefiltert werden, um Störgeräusche zu vermindern. Dies sollte sorgfältig erfolgen, damit die entstehende Glättung die Ränder nicht zu sehr verwischen. Der passendste Filter wird von der Anwendung abhängen. Einige passende Filtertypen beinhalten: Mittelwert, Median, Gaußsche Normalverteilung, bilaterale und maximale Ähnlichkeit.
- • Erzeugen einer Farbmatrix. Eine Farbmatrix wird gebildet, die Werte vom Graubereich der Farbtafel für Bereiche mit niedrigen Amplituden definiert und Werte vom Farbbereich für die verbleibenden Gegenden mit höheren Amplituden. Eine Maske für die Graubereiche kann von einer erodierten Version der Niedrigamplitudenmaske erhalten werden. (Die Erosion wird die Maske zum einen Pixel entlang dem Rand zwischen Grau und Farbe vergrößern und wird durchgeführt, um den Regenbogeneffekt zu vermindern, den die Visualisierung ansonsten entlang der Ränder, an denen der Pixelwert vom Graubereich zum Farbbereich geht, erzeugen würde).
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Einige Beispiele von Bildern, die durch eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel erzeugt wurden, sind in 5a und b gezeigt. Der A-Scan 501 ist eine direkte Darstellung von Amplitude gegen Tiefe für einen speziellen Ort auf der Objektoberfläche. Tiefe wird aus der Laufzeitinformation berechnet. Die Peaks stellen strukturelle Eigenschaften dar, die die Schallpulse reflektierten. Die Fadenkreuze 503, 504 bezeichnen die x, y-Orte, die durch den A-scan dargestellt sind. Der horizontale Schiebebalken 502 setzt den Schwellwertprozentsatz.
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Bild 505 ist eine zwei-dimensionale Darstellung des Bildes, das aus über die Matrixanordnung empfangenen Reflexionen gebildet wurde. Es ist ähnlich zu dem, was durch ein System zur Darstellung von Matrixsymbolen erzeugt wird. Es zeigt effektiv eine unter der Oberfläche gelegene Schicht des Objekts. Das Beispiel in 5a stellt die Laufzeit dar, d. h. jedes Pixel ist einer Farbe gemäß der relativen Tiefe zugeordnet, die mit der größten an dem entsprechenden Ort auf der Objektoberfläche empfangenen Reflexion verbunden ist. Andere extrahierte Eigenschaften können ebenso abgebildet werden, z. B. Amplitude oder Signalenergie.
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Der B-Scan wird aus zwei getrennten zwei-dimensionalen Bildern gebildet, die eine vertikale Ansicht (y, z) 506 und eine horizontale Ansicht (x, z) 507 darstellen. Die vertikale und horizontale Ansicht bilden „in das” Objekt ab. Die Fadenkreuze 503, 504 bestimmen, wo der „Schnitt” durch die Draufsicht 505 vorgenommen wird. Diese Ansichten stellen die Schallenergie, die an verschiedenen Tiefen in dem Objekt reflektiert wurde, dar. Das obere und untere Gate 508, 509 werden verwendet, um die obere und untere Grenze festzulegen, um den eingehenden Signalen ein Zeitfenster zu setzen. Der Anwender kann möglicherweise einen größeren Farbkontrast zwischen interessierenden strukturellen Eigenschaften erhalten, indem die Gates angepasst werden, um auf die interessierende Tiefe zu fokussieren. Der Anwender kann ebenso nur einen gewissen Tiefenbereich zur Inspektion durch Anpassen der Gates auswählen.
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5b zeigt einen C-Scan 510, der ein 3D-Bild ist. Der Anwender kann fähig sein, das 3D-Bild zu drehen und darin hinein zu zoomen. Der Anwender kann eine unter der Oberfläche liegende Schicht von einer speziellen Dicke wählen, um sie in 3D durch Anpassen der Zeitfenster 508, 509 zu betrachten.
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Es kann von den 5a und b anerkannt werden, dass die Bilder dem Anwender eine gute Idee von der Größe, Tiefe und Position von jeglichen, unter der Oberfläche liegenden strukturellen Eigenschaften geben. Die Draufsicht gibt dem Anwender einen Überblick von dem, was unter der Oberfläche liegt. Der Anwender kann die Fadenkreuze 503, 504 benutzen, um spezielle horizontale oder vertikale Schnitte durch das Objekt anzuschauen. Der A-Scan zeigt Eigenschaften an, die unter einem speziellen Punkt auf der Objektoberfläche gelegen sind. Letztendlich liefert der C-Scan dem Anwender eine Benutzer freundliche Darstellung von dem, die das Objekt unter seiner Oberfläche aussieht.
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Ein Beispiel einer Schalldarstellungsvorrichtung ist in 6 illustriert. Die Vorrichtung enthält eine Handvorrichtung, im Allgemeinen bezeichnet mit 601, welche via einer USB-Verbindung 602 mit einem PC 603 verbunden ist. Die Verbindung kann ebenso drahtlos sein. Die Handvorrichtung enthält eine Sendereinheit 605, eine Empfängereinheit 606, eine FPGA 607 und eine USB-Anschlussstelle 608. Die USB-Verbindung verbindet die Handvorrichtung mit einem PC 603. Die funktionellen Einheiten, die in der FPGA enthalten sind, sind detaillierter in 7 gezeigt. Die Zeitserie entlang der Unterkante der Figur zeigt die Umwandlung des empfangenen Datensatzes, wenn dieser verarbeitet wird.
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Ein Beispiel einer Handvorrichtung zur unteroberflächlichen Darstellung eines Objektes ist in 8 gezeigt. Die Vorrichtung 801 könnte ein integriertes Display haben, aber in diesem Beispiel gibt sie Bilder an ein Tablet 802 aus. Die Vorrichtung hat eine Matrixanordnung 803 zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen. Die Handvorrichtung enthält eine Trockenkoppelungsschicht 804, um Ultraschallsignale in das Objekt zu koppeln. Die Trockenkoppelungsschicht führt ebenso eine Verzögerung ein, die dem Wandler Zeit gibt, um zwischen Senden und Empfangen zu schalten. Dies bietet eine Anzahl von Vorteilen gegenüber anderen Bildgebungssystemen, die dazu neigen, Flüssigkeiten zum Koppeln von Ultraschallsignalen zu nutzen. Dies kann in einer industriellen Umgebung unpraktisch sein. Wenn das flüssige Koppelungsmedium in einer Blase enthalten ist, wie manchmal üblich, kann dies erschweren, exakte Tiefenmessungen zu erhalten, was nicht ideal ist für zerstörungsfreie Testverfahren.
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Die Matrixanordnung 803 ist zwei-dimensional, so dass sie nicht über das Objekt bewegt werden muss, um ein Bild zu erhalten. Eine typische Matrixanordnung kann 30 × 30 mm sein, aber die Größe und Form der Matrixanordnung kann verändert werden, um für die Anwendung geeignet zu sein. Das Gerät kann vom Anwender direkt gegen das Objekt gehalten werden. Im Allgemeinen wird der Anwender bereits eine gute Idee haben, wo das Objekt unter der Oberfläche liegende Fehler oder Materialdefekte haben könnte. Zum Beispiel kann ein Bestandteil einen Stoß erlitten haben oder eine oder mehrere Bohr- oder Nietlöcher enthalten, die Spannungskonzentrationen verursachen könnten. Das Gerät verarbeitet geeigneterweise die reflektierten Pulse in Echtzeit, so dass der Anwender das Gerät einfach auf jeglichen Bereich von Interesse platzieren kann.
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Die Handvorrichtung enthält ebenso eine Einstellscheibe 805, die der Anwender benutzen kann, um die Pulsform und entsprechenden Filter zu ändern. Die passendste Pulsform kann von der Art der strukturellen Eigenschaft, die abgebildet wird, und wo sie in dem Objekt gelegen ist, abhängen. Der Anwender sieht das Objekt in verschiedenen Tiefen, indem er das Setzen von Zeitfenstern via Display anpasst (siehe ebenso 5a, wie oben beschrieben). Dass die Vorrichtung an ein Handdisplay, wie Tablet 802, oder an ein integriertes Display ausgibt, ist vorteilhaft, da der Anwender den Wandler einfach über das Objekt bewegen kann, oder die Einstellungen der Vorrichtung ändern kann, abhängig von dem, was er auf dem Display sieht, und sofortige Ergebnisse bekommen kann. In anderen Anordnungen könnte der Anwender zwischen einem feststehendem Display (wie ein PC) und dem Objekt laufen müssen und jedes Mal erneut zu scannen müssen, wenn eine neue Einstellung oder Ort auf dem Objekt getestet werden soll.
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Ein Beispiel eines Vorgangs, der durchgeführt werden kann, um ein unter der Oberfläche liegendes Bild eines Objektes zu erzeugen, ist in 9 gezeigt. Der Vorgang enthält Senden eines Schallpulses (Schritt 901) und Empfangen von Reflexionen dieses gesendeten Pulses (Schritt 902). Die maximale Amplitude und relative Tiefe wird für jede Reflexion identifiziert (Schritt 903).
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Die gesammelte Information wird dann genutzt, um ein unter der Oberfläche liegendes Bild des Objektes zu erzeugen (Schritt 904).
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Die hier beschriebene Vorrichtung und Vorgang sind speziell geeignet, um Ablösungen und Aufblätterungen in Verbundstoffen, wie Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFRP), zu erfassen. Dies ist wichtig zur Instandhaltung von Flugzeugen. Es kann ebenso genutzt werden, um Abplatzen um Drilllöcher zu erfassen, was als Spannungskonzentrator wirken kann. Die Vorrichtung ist speziell geeignet für Anwendungen, in denen es erwünscht ist, einen kleinen Bereich eines viel größeren Bestandteils darzustellen. Die Vorrichtung ist leichtgewichtig, tragbar und einfach zu benutzen. Sie kann einfach per Hand von einem Anwender getragen und wo benötigt auf das Objekt platziert werden.
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Die in den Figuren illustrierten funktionellen Blöcke stellen die verschiedenen Funktionen dar, die die Vorrichtung ausgerichtet ist, durchzuführen. Sie sind nicht beabsichtigt, eine strenge Trennung zwischen physikalischen Bestandteilen in der Vorrichtung zu definieren. Die Ausführung mancher Funktionen kann unter einer Anzahl von verschiedenen physikalischen Bestandteilen aufgeteilt sein. Ein spezieller Bestandteil kann eine Anzahl von verschiedenen Funktionen ausführen. Die Funktionen können in Hardware, Software oder einer Kombination der zwei ausgeführt werden. Die Vorrichtung kann nur ein physikalisches Gerät enthalten oder eine Anzahl von getrennten Geräten. Zum Beispiel kann ein Teil der Signalverarbeitung und Bilderzeugung in einem tragbaren Handgerät durchgeführt werden und ein Teil in einem getrennten Gerät wie einem PC, PDA, Telefon oder Tablet. In einigen Beispielen kann die Gesamtheit der Bilderzeugung in einem getrennten Gerät durchgeführt werden.
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Der Anmelder offenbart hier isoliert jedes individuelle hier beschriebene Merkmal und jegliche Kombination von zwei oder mehreren solcher Merkmale auf, soweit solche Merkmale oder Kombinationen fähig sind, ausgeführt zu werden, basierend auf der vorliegenden Beschreibung als Ganzes im Licht des gewöhnlichen Allgemeinwissens einer Fachkraft, unabhängig, ob solche Merkmale oder Kombinationen von Merkmalen jegliche hier aufgezeigte Probleme lösen und ohne Begrenzung des Umfangs der Ansprüche. Der Anmelder zeigt auf, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung aus jeglichem individuellen Merkmal oder einer Kombination von Merkmalen bestehen kann. In Anbetracht der vorangegangenen Beschreibung ist es für eine Fachkraft klar, dass verschiedene Änderungen innerhalb des Umfangs der Erfindung gemacht werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5773811 [0003, 0004, 0004]
- US 8453928 [0003]
