DE2417946B2

DE2417946B2 - Verfahren zum Speichern und Auswerten von bei der Abtastung eines zu untersuchenden Objektes mit Ultraschall nach dem Impuls-Echoverfahren erhaltenen Echoimpulsen

Info

Publication number: DE2417946B2
Application number: DE19742417946
Authority: DE
Inventors: Jaroslaw Dipl.-Ing. Timelkam Satrapa (Oesterreich)
Original assignee: Kretztechnik AG
Current assignee: GE Medical Systems Kretztechnik GmbH and Co oHG
Priority date: 1973-05-25
Filing date: 1974-04-11
Publication date: 1979-09-13
Also published as: FR2231073B3; GB1460624A; AT346109B; FR2231073A1; DE2417946A1; ATA457573A

Description

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die verschiedenen Speicherwerte der Einzeladressen der Matrix (12) in verschiedene Helligkeit*- bzw. Grauwerte bei der Bilddarstellung umgesetzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Speicherwerte der Einzeladressen der Matrix (12) in verschiedene Farbwerte bei der Farbbilddarstellung umgesetzt werden.

10. Verfahren nach Anpruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Informationswerte in Amplitudenwerte einer Kurvendarstellung auf einem Oszillographenschirm umgesetzt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Informationswerte nach dem gewählten Abfrageprogramm einem Computer zugeführt, im Computer ausgewertet und erst das Auswertungsergebnis angezeigt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswertung die den einer gedachten vorgewählten Schnittfläche, vorzugsweise Schnittebene durch das Untersuchungsobjekt zugeordneten Speicherplätze der Matrix (12) abgefragt und die in ihnen gespeicherten Werte zum Aufbau einer Schnittbilddarstellung (B- oder C-BiId) am Bildanzeigegerät verwendet werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einer gedachten, wählbaren Linie durch das Objekt bzw. einer auf dieser Linie liegenden Strecke zugeordneten Adressen der Matrix abgefragt werden und aus den Speicherwerten ein A-BiId aufgebaut wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder von mehreren gedachten und vorzugsweise parallel zueinander liegenden Schnittebenen durch das Objekt (I) eine vorbestimmte Matrixfläche, vorzugsweise eine von mehreren vorhandenen Speicherebenen zugeordnet ist

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß aus den gespeicherten Informationen ein Hologramm gebildet und das untersuchte Objekt bei der Auswertung dreidimensional dargestellt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Speichern und Auswerten von bei der Abtastung eines zu untersuchenden Objektes mit Ultraschall nach dem Impuls-Echoverfahren erhaltenen Echoimpulsen, deren

'-'· Amplitudeninformation in einem Speicher an derjenigen Adresse gespeichert wird, die dem Ort ihrer Entstehung geometrisch zugeordnet ist, der jeweils aus der Lage eines Ultraschallkopfes, dem Schallabstrahlbzw. Empfangswinkei und der Schallaufzeit ermittelt

w) wird, bei dem während eines Untersuchungsvorganges von zumindest einem Teil der EfitstehungSörte unterschiedliche Echoimpulse bei unterschiedlicher Lage des Ultraschallkopfes und/oder unterschiedlichem Schallabstrahl- bzw. Empfangswinkel empfangen werden, bei

" dem die Speicherung in einer die Speicherung verschiedener Speicherwerte pro Adresse ermöglichenden Matrix erfolgt und bei dem die Auswertung durch Abfragen der Matrix nach einem Programm durchge-

führt wird.

Verfahren der gegenständlichen Art sollen es ermöglichen, zu verschiedenen Zeiten erhaltene Informationen miteinander zu vergleichen. Ferner soll es möglich werden, aus diesen Informationen Bilder ϊ zusammenzusetzen, die dann erst eine Beurteilung des Objektes nach anderen Gesichtspunkten ermöglichen.

Es sind reine Dokumentationsverfahren bekannt, die vor allem bei der Serienüberprüfung gleichartiger Objekte angewendet werden und bei denen die Objekte ι < ι unter praktisch gleichen Bedingungen meist entlang ebener Flächen mit gleichbleibendem Schallabstrahl- und Empfangswinkel sowie gleichbleibender relativer Vorschubgeschwindigkeit de» Ultraschallkopfes gegenüber dem Objekt untersucht und die Untersuchungser- ι > gebnisse in ablesbarer Form auf Schreibstreifen, Magnetbänder oder durch fotomechanische Wiedergabe gespeichert werden. Bei Objekten, die keine ebenen Oberflächen aufweisen, kann das Verfahren, sofern das Objekt dies zuläßt, auch in der Immersionstechnik vorgenommen werden, wobei Objekt und Ultraschallkopf mit Abstand voneinander in einen Behälter eintauchen und mit gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit relativ gegeneinander bewegt werden. Handelt es sich um größere Werkstücke, kann jeweils in mehreren zueinander parallelen Prufspuren, also mit mehreren relativ bewegten Tastköpfen gearbeitet werden. Wegen der gleichbleibenden Relativgeschwindigkeit des bzw. der Ultraschallköpfe gegenüber dem Objekt ist jede Objektstrecke einer bestimmten Strecke m am Aufzeichnungsträger für das Prüfergebnis eindeutig zuzuordnen. Allerdings geht ein Teil der bereits aus der Überprüfung des Objektes erhaltenen Information verloren und die gespeicherte Dokumentation gibt noch kein vollständiges Bild über das Objekt, da jede im ü Objekt vorhandene Reflexionsfläche nur von einer Seite angeschallt wird, weshalb die erhaltenen Echos noch keine vollständige Aussage über die tatsächliche Form und Größe der Reflexionsfläche zulassen. Bei Verwendung nur eiees Ultraschallkopfes pro Prüfspur besteht in ferner die Gefahr, daß eine dem Schallkopf am nächsten liegende Reflexionsfläche tiefere Reflexionsflächen ganz oder teilweise abdeckt Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bekannt, in jeder Prüfspur mehrere Schallköpfe in Reihenrichtung hintereinander anzuord- '5 nen und schräge Einstrahlwinke?, vorzusehen. Ein entsprechendes Vorgehen ist sehr aufwendig und an und für sich nur bei Werkstücken mit planparallelen Oberflächen, von deren einer aus die Schalleinstrahlung erfolgt, sinnvoll. Die Auswertung einer reinen Doku- ><> mentation erfordert besondere Sachkenntnis. Um das genannte Reihenprüfverfahren ganz oder teilweise automatisieren zu können, kann man im Empfänger Tore bzw. Gatter vorsehen, die nur Echos aus einer bestimmten Werkjtücktiefe durchlassen, so daß mit einem Prüfkopf in seiner Spur nur ein bestimmter Bereich geprüft wird. Bei Echos aus einem bestimmten, besonders kritischen Bereich kann automatisch ein Alarm, eine Fehlerbezeichnung des Werkstückes oder bei kleineren Werkstücken die Betätigung einer das «> Werkstück automatisch dem Ausschuß zuordnenden Einrichtung erfolgen. Nach einer anderen Möglichkeit kann man für die einlangenden Echos Schwellwerte vorsehen und dann, wenn die Echogröße den eingestellten Schwellwert übersteigt. Alarm auslösen. Nach einer <>^r· anderen Vorgangsweise kann man die bei der Prüfung mit gleichbleibender "orschubgeschwindigkeit und gegebenenfalls in parallelen Prüfspuren erhaltenen Echosignale nach einem vorgewählten Programm mit Hilfe eines Computers ordnen bzw. auswerten. Zu diesem Zweck werden die Echoimpulse in Digitalwerte umgewandelt und in einem Zwischenrechner mit Adressen versehen, die über einen Lagefühler entsprechend der Relativlage des Ultraschallkopfes zum Werkstück ermittelt werden. Im Computer werden diese mit Adressen versehenen Digitalwerte nach bestimmten Gesichtspunkten geordnet, wobei eine stufige Unterteilung der auftretenden Fehler nach der jeweiligen Fehlergröße vorgenommen wird. Schließlich wird am Ende des Prüfvorganges eine numerische Darstellung des Prüfergebnisses vorgenommen. Selbstverständlich kann auch hier über das Programm Alarm ausgelöst werden, wenn eine bestimmte Anzahl größerer Fehler vorhanden ist Es wird mit gleichbleibender Abtastgeschwindigkeit und mit mehreren Ultraschallprüfköpfen pro Prüfspur gearbeitet Dieses Verfahren ist vorzugsweise für die Überprüfung von Schweißnähten bestimmt

Im Gegensatz zur Dokumentation ist ein Verfahren der eingangs genannten Art dazu bestimmt, die gespeicherten Werte in einer Art miteinander zu verknüpfen, die zu neuen Aussagen führt, welche in den tatsächlich einlangenden Amplitudeninformationen nur latent oder stückweise enthalten sind. Dies soll vor allem auch dann möglich sein, wenn aus prinzipiellen Gründen oder aus untersuchungstechnischen Gründen weder mit konstantem Abstrahlwinkel des Ultrsschallkopfes in das Objekt, noch mit gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit des Ultraschallkopfes gegenüber dem Objekt gearbeitet werden kann. Durch die Einhaltung der letztgenannten gleichen Bedingungen geht an sich schon ein Großteil jener Informationen verloren, die man tatsächlich aus einem Objekt erhalten könnte. Wird beispielsweise ein in einem zu untersuchenden Objekt enthaltener Körper oder Einschluß von verschiedenen Seiten angeschallt und werden die nach verschiedenen Ableitungen erhaltenen Informationen miteinander verknüpft, so kann man genaue Rückschlüsse über Form und Größe des Einschlusses erhalten. Hier ist allerdings die Zwischenschaltung eines Speichers bei der Untersuchung und eine entsprechende Abruftechnik bei der Auswertung zwingend notwendig und das Endergebnis der Auswertung weicht in der Darstellung stark von den einzelnen Untersuchungsergebnissen ab.

Bei jeder Untersuchung unter veränderlichen Prüfbedingungen, welche die Gewinnung der letztgenannten Erkenntnisse ermöglicht, muß schon zur Erzielung einer geometrischen richtigen Speicherung ein erhöhter Aufwand getrieben werden. Eine geometrisch richtige Speicherung ist die Voraussetzung zur Erzielung ein*>s brauchbaren Ergebnissen. Wegen des hohen Aufwandes für G.e geometrisch richtige Speicherung, der der Vorgang eingeräumt wird, muß vielfach auf eine richtige Speicherung der cchoamplitudeninformationen und damit bewußt auf einen Teil des Gesamlinformaticnsgehaltes verzichtet werden. Als Speicher werden bisher fotografische Platten und Filme, Bildspeicherröhren, Kathodenstrahlröhren mit langer Nachleuchtdauer und elektronische Speicher, insbesondere Magnetkernspei· eher oder Magnetbänder verwendet ,Mit diese Speicher kann man in eine auf drei nachfolgend beschriebenen Gruppen einordnen:

Integrationsspeicher: Der gespeicherte Wert ist im Prinzip das Produkt aus Intensität mal Zeit Der Inhalt des Speichers bzw. jedes Speicherplatzes am Ende einer Untersuchung hängt davon ab, wie oft und wie lange

eine einer Adresse des Speichers zugeordnete bestimmte Reflexionsstelle im untersuchten Objekt während einer Untersuchung vom Schallbündel getroffen wurde und wie stark sie reflektiert hat Ein eindeutiger Rückschluß auf die Intensität der Reflexion ist nicht möglich, da noch andere Größen die Größe des gespeicherten Wertes beeinflussen. Zu diesen anderen Größen zählen die geometrische Form des Objektes, seine Schalleiteigenschaften, der Einstrahlwinkel des Schallbiindels und die Gesamtzeitdauer, für die sich die Reflexionsfläche im Schallbündel befunden hat.

Aus der DE-OS 16 98 107 ist es bekannt, bei einem Ultraschall-Schnittbildgerät, bei dem durch Bewegen des Ultraschallkopfes eine Schnittebene im Objekt mit dem Schallbündel abgetastet, der Schreibstrahl am Bildschirm des Gerätes entsprechend der jeweiligen Richtung des Schallstrahles abgelenkt und durch einlangende Echoimpulse hell getastet wird, das sichtbar wai-AanAt* CxkniltkiU

il A^rtAl-

men und in einem Videorekorder zu speichern, aus dem es beliebig oft abgespielt werden kann. Der Videorekorder besitzt vorzugsweise ein endloses Magnetband, das in der Lage ist, zu allen Biidpunkten des Bildschirmes Informationen zu speichern. Während der Aufnahme wird das Band mehrmals synchron durchgespielt und dabei neu bespielt, so daß alle während der Gesamtdauer der Aufnahme erhaltenen Informationen gespeichert werden und später wiedergegeben werden können. Nach einer Weiterbildung sieht man mehrere parallele Bildspuren am Aufzeichnungsträger vor und nimmt eine Unterteilung der empfangenen Echosignale nach der Intensität vor, so daß auf jeder Bildspur die aus Echosignalen einer bestimmten Intensität erhaltenen Bildpunkte gespeichert werden, und es möglich wird, die Bilder der einzelnen Bildspuren einzeln oder in Summendarstellung überlagert vorzuführen. Im letzteren Fall steht das vollaufsummierte Bild zur Verfügung. Auch in den Einzelspuren kommt es bei mehrfachem Ansprechen eines Bildpunktes zu einer Aufsummierung, so daß die Bilder nicht mehr mit den tatsächlichen Verhältnissen zwangsweise übereinstimmen. Die Verwendung mehrerer Bildspuren, also mehrerer Speicherplätze für jeden darzustellenden Punkt der Schnittebene führt zu einem großen Aufwand.

Überschreibungsspeicher: Wird einem bestimmten Speicherplatz eine Information zugeleitet, so wird eine dort unter Umständen bereits vorhandene Information gelöscht, und es wird jeweils nur der zuletzt eingetroffene Wert gespeichert Der Absolutwert der endgültig gespeicherten Information hängt vom Zufall ab.

Ja-Nein-Speicher: Diese speichern nur einen konstanten Wert sobald die Ampiitudeninformation einen vorbestimmten Schweilwert überschreitet. Praktisch ergibt sich eine reine Schwarz-Weiß-Darstellung.

Auf die Nachteile der Verwendung eines Integrationsspeichers bei Untersuchungen nach dem Schnittbild-Verfahren wurde schon eingegangen. Würde man einen Oberschreibungsspeicher verwenden, dann hängt die Bildhelligkeit oder die Stärke der Darstellung einer Linie bzw. eines Bildpunktes davon ab, wie der zugeordnete Objektpunkt beim letzten Untersuchungsschritt reflektiert hat Es kann sich also die Bilddarstellung der gleichen Schnittebene lediglich durch Änderung eines Untersuchungsvorganges, z. B. wenn die Vorschubrichtung des Schallkopfes gegenüber dem Objekt umgekehrt wird, wesentlich ändern. Die Nachteile des Ja-Nein-Speichers wurden schon erwähnt.

Bei einem Dokumentationsverfahren nach der US-PS 35 34 590 wird mit einer automatischen Abtastung eines Prüflings bei gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit im Immersionsverfahren gearbeitet Die dabei

*> erhaltenen Informationen werden nach entsprechender Codierung gemeinsam mit Informationen über die Relativlage des Ultraschallkopfes zum Prüfling auf einem Magnetband gespeichert, das nach Beendigung des eigentlichen Prüfvorganges mit erhöhter Geschwin-

Mi digkeit in einem Lesegerät abgelesen wird, wobei man die ausgelesenen Informationen adressenrichtig auf einem Bildschirm darstellt und durch eine fotografische Aufnahme mit über die Abspieldauer des Bandes reichender Belichtungszeit dokumentarisch festhält. Bei

r> festgestellten kritischen Stellen können diese mit engerem Abtastraster neuerlich untersucht werden. Es wäre auch möglich, mit dem Abfragen des Speichers noch während des Einschreibvorganges zu beginnen.

jii genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren dahingehend zu verbessern, daß bei der Speicherung nicht nur der geometrisch richtige Speicherplatz angesteuert wird, sondern auch der Informationsinhalt der während eines Untersu-

-'""> chungsvorganges zu einer Speicheradresse eintreffenden unterschiedlichen Echoimpulse bereits beim Füllen des Speichers derart selektiv auswählbar ist, daß er so vollsten [ig erhalten bleibt, daß eine Auswertung der über das zu untersuchende Objekt während eines

in Untersuchungsvorganges gesammelten Informationen nach jeweils gewünschten verschiedenen Methoden möglich und sinnvoll ist

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß vor der Speicherung des Informa-

r, tionswertes eines eintreffenden Echoimpulses an der zugeordneten Adresse diese auf einen bereits vorhandenen Speicherwert abgefragt und aus dem Amplitudenwert des eintreffenden Echoimpulses und den gegebenenfalls vorhandenen Speicherwert nach einem vorbe-

4(i stimmten, in Abhängigkeit von der jeweiligen Untersuchung bzw. Auswertung variierbaren Programm der neue Speicherwert für die jeweilige Adresse ermittelt und dem Speicherplatz zugeführt wird.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah-

■ü rens besteht darin, die Speicheradressen bei der Endauswertung in einer Reihenfolge abzufragen, die von der Reihenfolge, wie sie für die Informationsspeicherung angewendet wurde, abweicht

Im einfachsten Fall ist es denkbar, bei Eintreffen eines

■V) neuen Informationswertes für einen bereits mit einem gespeicherten Wert belegten Speicherplatz die beiden Werte zu vergleichen und nur den kleineren oder größeren Wert weiterzuspeichem. Man kann aber auch aus den beiden Werten einen Mittelwert bilden und diesen Mittelwert an der entsprechenden Adresse weiterspeichern. Dabei ist wieder eine Mittelwertbildung nach verschiedenen Methoden möglich. Im einfachsten Fall wird das arithmetische Mittel aus den beiden Werten gebildet, doch können die beiden Werte zur Mittelwertbildung auch auf verschiedene Weise miteinander verknöpft sein. Um eine exakte Mittelwertbildung zu ermöglichen, können für einen Speicherplatz die eintreffenden Informationswerte zusätzlich gezählt und der Zählwert bei der Speicherung eines neu einlangenden Informationswertes im Speicherplatz und bzw. oder bei der Abfrage für die Auswertung berücksichtigt werden. Erfolgt die Berücksichtigung des Zählwertes bereits bei der Speicherung, dann wird bei

der Mittelwertbildung bei Einlangen einer neuen Information der Zählwert als Gewicht des vorher gespeicherten Wertes bei der Berechnung des auf Grund der neu eingelangten Information neu zu bildenden Mittelwertes berücksichtigt. Es ist ferner möglich, auf Grund der zu verschiedenen Zeiten einlangenden Informationen bei dreidimensionaler Abf^itung des Objektes im Speicher eine Struktur zu speichern, die später als Hologramm zum Aufbau eines dreidimensionalen Bildes des Objektes dient

Da die Intensitätsinformationen üblicherweise in digitaler Form gespeichert werden, müssen unter Umständen je nach der gewünschten Differenzierung für jeden Speicherplatz mehrere Ebenen vorgesehen sein. Bei einem dualen Speichersystem können z. B. je Ebene zwei Werte und somit bei η Ebenen 2" verschiedene Werte gespeichert werden. Bei dreidimensionaler Abtastung eines Objektes können diese versrhipHp.npn SⁿC!ch^pr^pb^pn^pn H¹Jf S^SiChsrun⁰ der Struktur herangezogen werden. Das Abfragen der gespeicherten Werte zur Auswertung kann auf verschiedene Weise erfolgen, wobei das Abfrageprogramm auf verschiedenen Ableitungen der Gesamtuntersuchung einstellbar ist. Soll das Auswertungsergebnis in geeigneter Form sichtbar gemacht werden, dann wird man das Abfragen mit viel größerer Geschwindigkeit als das Einschreiben vornehmen, wobei grundsätzlich festzuhalten ist, daß das Abfragen unabhängig vom Einschreiben und ohne Beeinträchtigung bzw. Änderung der gespeicherten Werte erfolgt. Der Abfragevorganf der Matrix nach dem vorgewählten Auswertungsprogramm kann bereits während des Untersuchungsvorganges begonnen werden. Erfolgt dieses Abfragen der Matrix auf ein Bildanzeigegerät, vorzugsweise einen Oszillographen oder eine Bildröhre, dann kann man, wenn das Abfragen vor dem Füllen der Matrix beginnt, das Füllen der Matrix beobachten. Dies gibt wieder die Möglichkeit, z. B. bei Sichtbarmachung eines Schnittbildes, aus dem dargestellten Schnittbildtor so festzustellen, welche Bereiche des Objektes noch nicht hinreichend genau untersucht wurden. Es braucht also zur Erzeugung des Schnittbildes nicht unbedingt eine geradlinige Vorschubrichtung des Schallkopfes bei gleichbleibenden Abstrahlwinkeln eingehalten zu werden. Bei der Bilddarstellung können die verschiedenen Speicherwerte der Einzelspeicher der Matrix in verschiedene Grauwerte oder Farbwerte — abhängig von der Darstellung auf einer Schwarz-Weiß- oder Farbfernsehbildröhre — verwandelt oder die gespeicherten Informationswerte in Amplitudenwerte einer Kurvendarstellung auf einem Oszillographen umgesetzt werden. Das Abfragen nach verschiedenen Programmen kann auch nach Beendigung des Einschreibens beliebig lange fortgesetzt werden. Es ist denkbar, nicht den ganzen Speicher abzufragen, sondern nur bestimmte, nach einem vorgegebenen Programm festgelegte Speicherplätze. Auch ein sehr langsames Abfragen ist möglich, um die gespeicherten Werte z. B. mit einem langsam arbeitenden Registriergerät aufzuzeichnen. Schließlich kann man die gespeicherten Informationswerte nach dem gewählten Abfrageprogramm einem Computer zuführen, im Computer auswerten und erst das Auswertungsergebnis anzeigen. Damit kann nicht nur das Ergebnis der Untersuchung angezeigt, sondern sogar schon die BeurteOung des Objektes auf Grund der Untersuchung über den Computer durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es ferner, bei Darstellung bzw. Speicherung einer Untersuchung in einem bestimmten Dimensionsgrad aus verschiedenen Speicherungen dieses Dimensionsgrades den nächst höheren Dimensionsgrad in der Bilddarstellung aufzubauen, bei gleichbleibendem Dimensionsgrad die Dimensionsdarstellung zu verändern (z. B. ein von vorne aufgenommenes Objekt durch entsprechende Umprogrammierung des Abfrageprogrammes nun in Ansicht von hinten zu zeigen) oder beliebige Darstellungsarten in niedrigeren Dimensionen zu wählen. Bei Speicherung der Abtastungsergebnisse aus mehreren Ebenen des Objektes kann man, wie erwähnt, aus den gespeicherten Informationen ein Hologramm bilden und das untersuchte Objekt dreidimensional darstellen.

Dabei wird im Speicher vorzugsweise jeder von mehreren gedachten und vorzugsweise parallel zueinander liegenden Schnittebenen durch das Objekt je eine vorbestimmte Matrixfläche, vorzugsweise eine von

Liegt ein Hologramm vor, so kann man bei der Auswertung die den einer gedachten vorgewählten Schnittfläche, vorzugsweise Schnittebene, durch das Untersuchungsobjekt zugeordneten Speicherplätze der Matrix abfragen und die in ihr gespeicherten Werte zum Aufbau einer Schnittdarstellung (T- oder C-BiId) am Bildschirm verwenden. Die Schnittfläche, die schließlich dargestellt ist kann bei ebenen Objektoberflächen gewölbt und umgekehrt sein und braucht auch nicht in Abtastrichtung bzw. senkrecht dazu zu liegen. In gleicher Weise kann man bei der Auswertung auch die nach einer gedachten, wählbaren Linie durch das Objekt bzw. einer auf dieser Linie liegenden Strecke angeordneten Adressen der Matrix abfragen und aus diesen Speicherwerten ein A-BiId aufbauen, das bei der vorgenommenen Untersuchung selbst wegen einer anderen Schallabstrahlrichtung nicht unmittelbar erhalten wurde, sondern eben auf Grund der Speicherwerte ermittelt wird. Die beschriebenen Arten der Speicherung und des Abfragens stellen nur einen Bruchteil der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens liegenden Möglichkeiten dar.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete kombinierte Speicher-Auswertungsanordnung im Blockschema veranschaulicht Es sei angenommen, daß ein Objekt / mit unregelmäßig gekrümmter Oberfläche 1 untersucht werden soll, wobei die Untersuchung eine möglichst umfangreiche Dokumentation über das Objekt liefern und verschiedene

so Darstellungsarten bzw. Auswertungen der Untersuchung möglich sein sollen. Für die Untersuchung wird ein Schallkopf 2 verwendet der, wie beim Impuls-Echo-Verfahren bekannt über einen Sender in der vorgewählten Impulsfolgefrequenz Sendeimpulse zugeführt erhält, die er in Ultraschallschwingungen umsetzt und in das Objekt /, an das er angekoppelt ist, leitet Die zu den Sendeimpulsen auftretenden von Reflexionsflächen innerhalb des Objektes /bzw. von der Objektoberfläche 1 erhaltenen Echos werden im Schallkopf 2 wieder in elektrische Impulse umgewandelt und über eine Leitung 3 einem Verstärker 4 zugeführt Der Schaltkopf 2 sitzt an einem pantographenartigen Gestänge 5, in dessen Gelenken elektrische Schaltelemente, z. B. Sensoren 6 sitzen, wobei die von den Sensoren 6 erzeugten Meßgrößen die Relativlage des SchaDkopfes zu einer Bezugsebene genau definieren. Beim Ausführungsbeispiel ist eine Mechanik 7 vorgesehen, die eine Verstellung des Schallkopfes 2 jeweils nur in einer von

mehreren parallel zueinander und normal zur Bezugsebene stehenden Ebenen zuläßt Man kann auf die Mechanik 7 auch verzichten und auch für die Bestimmung der Verstellage des Schallkopfes 2 normal zur Zeichnungsebene weitere Sensoren verwenden. Jedenfalls ist in jeder Stellung des Schallkopfes 2 seine Relativlage zu einer Bezugsebene und sein Abstrahl- und Empfangswir kel genau definiert, so daß auch, bedingt durch die mögliche Laufzeitmessung, die Relativlage jeder Reflexionsfläche zum Schallkopf genau bestimmbar ist und der Entstehungsort jedes Echos einwandfrei definiert werden kann.

Die, wie erwähnt, über die Leitung 3 dem Verstärker 4 zugeführten Echoimpulse werden von diesem verstärkt, wobei der Verstärker 4 über eine Leitung 8 ein der Intensität der Echosignale entsprechendes Signal einem Analog-Digitalumwandler mit Moderator 9 zuleitet und ferner über eine Leitung 10 emen Demultiplex Analog-Digitalumwandler 11 ansteuert, der zusätzlich über eine Leitung mit der Mechanik 7 bzw. den Sensoren 6 verbunden ist, über welche Leitung ihm die Kenngrößen für die Relativlage des Schallkopfes eingegeben werden. Aus den ihm zugeführten Größen bestimmt der Analog-Digitalumwandler 11 die jeweilige Adresse, an der in einem Speicher 12 eine einlangende Information zu speichern ist Die Adresse wird über einen x-Adressencomputer 13 und einen y-Adressencomputer 14 bestimmt

Ist die Adresse festgelegt, so wird sie zunächst auf einen allenfalls vorhandenen Speicherwert abgefragt. Wenn ein solcher Speicherwert vorhanden ist, dann wird er über die Leitung 15 dem Analog-Digitalum-' wandler bzw. Moderator 9 zugeführt und diesem mit dem neu eingelangten Informationswert nach einem vorgewählten, veränderbaren Programm verglichen bzw. verknüpft, wonach der neu ermittelte Speicherwert an der entsprechenden Adresse in die Speichermatrix 12

to eingeschrieben wird. An Stelle der einen gezeichneten Matrix 12 können mehrere Speicherebenen mit entsprechenden Adressencomputern vorhanden sein, wobei, wie ebenfalls erwähnt, eine Digitalspeicherung der Intensitätswerte und bzw. oder eine Speicherung zur Bildung eines Hologrammes gewählt werden kann.

Für die Abfrage und Auswertung ist ein Programmgeber 16 vorhanden, der nach einem vorgewählten Programm einen x-Adressen-Abfragecomputer 17 und finpn v-AiHrpccpn-AhfraappomniUor 18 ctonort iinri A\a Adressen bzw. bestimmte Adressengruppen nach dem vorgewählten Programm anspricht, wobei den gespeicherten Werten analoge Werte über eine Leitung 19 einem Analog-Digitalumwandler 20 und von diesem über eine Leitung 21 einem Auswertegerät 22 zugeführt werden, welches Auswertegerät 22 vom Programmgeber 16 über eine Leitung 23 so gesteuert wird, daß jede entnommene Information ihre geometrisch richtige Zuordnung in der Auswertungsstufe 22 erhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Speichern und Auswerten von bei der Abtastung eines zu untersuchenden Objektes mit Ultraschall nach dem Impuls-Echoverfahren erhaltenen Echoimpulsen, deren Ampütudeninformationen in einem Speicher an derjenigen Adresse gespeichert werden, die dem Ort ihrer Entstehung geometrisch zugeordnet ist, der jeweils aus der Lage eines Ultraschallkopfes, dem Schallabstrahl- bzw. Empfangswinkei und der Schallaufzeit ermittelt wird, bei dem während eines Untersuchungsvorganges von zumindest einem Teil der £iitstehungsorte unterschiedliche Echoimpulse bei unterschiedlicher Lage des Ultraschallkopfes und/oder unterschiedlichen Schallabstrahl- bzw. -empfangswinkei empfangen werden, bei dem die Speicherung in einer die Speicherung verschiedener Speicherwerte pro Adresse ermöglichenden Matrix erfolgt und bei dem die Auswertung durch Abfragen der Matrix nach einem Programm durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Speicherung des Inforniationswertes eines eintreffenden Echoimpulses an der zugeordneten Adresse diese auf ebnen bereits vorhandenen Speicherwert abgefragt und aus dem Amplitudenwert des eintreffenden Echoimpulses und dem gegebenenfalls vorhandenen Speicherwert nach einem vorbestimmten, in Abhängigkeit von der jeweiligen Untersuchung bzw. Auswertung variierbaren Programm der neue Speicherwert für die jeweilige Adresse ermittelt und dem Speicherplatz zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheradressen bei der Endiiuswertung in einer Reihenfolge abfragt werden, die von der Reihenfolge, wie sie für die Informationsspeicherung angewendet wurde, abweicht

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Eintreffen eines neuen Informationswertes für einen bereits mit einem gespeicherten Wert belegten Speicherplatz die beiden Wirrte verglichen und nur der kleinere oder größere Wert gespeichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Eintreffen eines neuen Infon nationswertes für einen bereits mit einem gespeicherten Wert belegten Speicherplatz die beiden Werte verglichen und aus den beiden Werten ein Mittelwert gebildet wird, der an der entsprechenden Adresse gespeichert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Mittelwertbildung die für eitlen Speicherplatz eintreffenden Informations werte !gezählt und der so erhaltene Zählwert bei der Speicherung eines neu einlangenden Informationswertes im Speicherplatz und bzw. oder bei der Abfrage für die Auswertung berücksichtigt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bin 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfragevorgang der Matrix (12) nach dem vorgewählten Auswertungsprogramm bereits während des Untersuchungsvorganges begonnen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bist 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfragung der Matrix auf ein Bildanzeigegerät, vorzugsweise einen Oszillographenschirm oder eine Bildröhre, vorgenommen wird.