DE69010926T2

DE69010926T2 - Methode zur Anzeige von Reflexionseigenschaften bei Ultraschalluntersuchungen.

Info

Publication number: DE69010926T2
Application number: DE1990610926
Authority: DE
Inventors: Svend Aage Lund; Bent Erling Nielsen
Original assignee: Akademiet for de Tekniske Videnskaber
Current assignee: Akademiet for de Tekniske Videnskaber
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: EP0380436A1; JP2935122B2; JPH03128457A; EP0380436B1; DE69010926D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Analyse und Auswertung der Ergebnisse von Ultraschall-Untersuchungen von dauerhaften Gegenständen durch das Impuls-Echo- Verfahren. Der genaue Ort, die Deutung und die Größe innerer Defekte in Materialien und in geschweißten Verbindungen sind Fragen von höchster Wichtigkeit für die Sicherheit und die Eignung für wichtige Aufbauten und Einbauten.
Eine umfassende Veröffentlichung des Standes der Technik in Bezug auf Ultraschall- Untersuchungen, einschließlich Untersuchungen mittels dem Impuls-Echo-Verfahren ist angegeben in J.Krautkrämer und H. Krautkrämer "Ultrasonic Testing of Materials" Third revised Edition, Berlin, Heidelberg, New York 1983.
In der Technik der Ultraschall-Untersuchungen wurden große Anstrengungen unternommen, verbesserte Systeme zur Lokalisierung und Größenbestimmung von Defekten in den Materialien und geschweißten Verbindungen zu entwickeln, insbesondere Systeme, die leicht lesbare Bilder von inneren Defekten herstellen. In vielen Systemen wurde das durch die Verwendung von digitalen Computer- Einrichtungen mit elektronischen Matrix-Speichern zur Speicherung der Echodaten ermöglicht, die dann analysiert, auf Videobildschirmen als Graustufen- oder Farbbilder dargestellt und durch magnetische Aufnahmevorrichtungen oder Permanent-Drucke dauerhaft gespeichert werden.
In der Internationalen Anmeldung WO87/07026 und in der US-A-3962909 sind Anordnungen und Verfahren zur Ultraschall-Untersuchung offenbart, die Schnitt- und Projektions-Ansichten herstellen und Defekt-Bilder mit wesentlich erhöhter Genauigkeit und Auflösungsschärfe zeigen.
Gemäß den genannten Verfahren nach dem Stand der Technik wird zumindest ein Ultraschall-Prüfkopf über die Oberfläche des untersuchten Gegenstandes bewegt, der in vorbestimmten Zeitintervallen zumindest einen kurzen Impuls von Ultraschall-Energie in den Gegenstand hinein sendet. Signale, die Information über die Einfallspunkte des Schallstrahles, über die Richtungen der Mittelachse des Schallstrahles, über die Amplituden von Echo-Impulsen von Inhomogenitäten, und der entsprechenden Weglängen des Schallstrahles enthalten, werden gemessen, digitalisiert, gespeichert und verwendet, um Video-Schnitt-Projektions-Ansichten herzustellen, die klare und scharfe Bilder von Inhomogenitäten innerhalb des Gegenstandes zeigen. Solche Bilder können dann dauerhaft gespeichert und in Graustufen oder Farben gedruckt werden, um sie zu einem späteren Zeitpunkt dargestellen, analysieren und auswerten zu können. Die Anordnungen gemäß den oben genannten Referenzen haben in praktischen Untersuchungen zu einem drastischen Anwachsen der Qualität und Genauigkeit von Schnitt-Projektions-Bildern geführt, wodurch sie eine genaue und präzise Lokalisierung und Auswertung aller Inhomogenitäten in drei Dimensionen zuließen.
Ein noch zu lösendes Problem blieb jedoch übrig. Wenn ein Schall-Impuls in das Material hineingesendet und von einer Inhomogenität reflektiert wird, kann der Schall einige verschiedene Wege entlangwandern und Moden-Veränderungen auf seinem Weg zur und von der Inhomogenität unterliegen. Diese Tatsache führt zur Bildung von mehreren Bildern von ein und der selben Inhomogenität und zu "Geisterbildern" wegen Reflexionen von anderen Inhomogenitäten. Es ist dann eine mühselige und zeitintensive Aufgabe, solche Echos zu verfolgen und auszuwerten oder zu eliminieren, bevor eine endgültige Entscheidung über die richtige Interpretation der Ergebnisse der Untersuchung getroffen werden kann.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wurde mit dem Ziel entwickelt, die Nachteile des Standes der Technik durch das Bereitstellen eines neuen und befriedigenden Verfahrens zur Deutung und Auswertung der Ergebnisse von Ultraschall-Untersuchungen, die komplexe und sich überlappende Muster von Defekt- Bildern hervorgebracht haben, zu überwinden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Darstellung von Reflexionscharakteristiken von reflektierenden Inhomogenitäten in einem sonst homogenen Gegenstand mittels einer Impuls-Echo-Ultraschall-Untersuchung, mit den Schritten des Bewegens zumindest eines Ultraschall-Prüfkopfes über eine Oberfläche des Gegenstandes, des Einstrahlens eines zumindest einen kurzen Impuls Ultraschall- Engergie enthaltenden Schallstrahles in vorbestimmten Zeitintervallen in den Gegenstand und des Empfangens von Echo-Impulsen von inneren Inhomogenitäten, des Erzeugens von Signalen die Informationen über die entsprechenden aufeinanderfolgenden Positionen der Einfallspunkte und über die Richtungen der Mittelachse des Schallstrahles, und, bei Empfang eines Echo-Impulses, über die Amplitude des Echo-Impulses und über die Länge des Schallweges vom Einfallspunkt bis zum reflektierenden Punkt, der den Echo-Impuls auslöst, enthalten, und des Verwendens dieser Signale zur Anzeige eines Video-Defekt-Bildes in einer B-Abtast- Darstellung einer Schnittebene durch den Gegenstand, das einen ausgewählten Bildpunkt (Pixel) enthält, der den Ort einer Inhomogenität in dem Gegenstand repräsentiert, wobei die Echo-Amplituden eines ausgewählten Ortes als Linienabschnitte dargestellt werden, die eine der Amplitude des Echos entsprechende Länge aufweisen, von dem Bildpunkt ausgehen und in die Richtung der Projektion des an diesem Ort ankommenden Ultraschall-Impulses auf die Schnittfläche weisen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Informationen enthaltenden Signale als Digitalsignale erzeugt werden, die der Speichervorrichtung zugeführt und in ihr gespeichert werden, daß, nach der Erzeugung des Video-Defekt-Bildes zumindest ein möglicher Schallweg der eine ausgewählte Schallweglänge aufweist und der den Bildpunkt und eine weitere Reflexion zusätzlich zu der Reflexion bei der durch den Bildpunkt repräsentierten Inhomogenität umfaßt für eine bestimmte Position des Prüfkopfes untersucht wird, in dem eine Suche in den Speichervorrichtungen nach einem Echo-Amplitudenwert für die ausgewählte Schallweglänge durchgeführt wird, wobei beim Auffinden eines Echos, ein Linienabschnitt dem Video-Defekt-Bild überlagert und/oder in zumindest einem zweiten getrennten Echo-Amplituden-Bild, in dem der ausgewählte Bildpunkt sich im Zentrum des Bildes befindet, dargestellt wird.
Durch dieses Verfahren ist es möglich, deutlich sichtbare Bilder von allen verschiedenen Echo-Amplituden zu erzeugen, die an einem ausgewählten Ort entstanden sind, wodurch die Aufgabe der Interpretation und der Verwendung aller signifikanten Echos und die Eliminierung der Echos, die falsche Reflexionen kennzeichnen, wesentlich vereinfacht wird.
Durch die überlagerte Darstellung des Linienabschnittes auf dem Video-Defekt-Bild werden alle verwendbaren Echos, die während der Untersuchung gespeichert wurden deutlich dargestellt, wobei sie von dem Ort auf dem Bild ausgehen, an dem sich eine Inhomogenität befindet, wodurch es leicht ist, Echos zu sehen, zu verstehen und auszuwerten, die für die richtige Interpretation des Bildes der gerade untersuchten Inhomogenität wichtig sind.
In dem Fall in dem der Linienabschnitt in einem zweiten getrennten Echo-Amplituden- Bild dargestellt wird, in dem der ausgewählte Bildpunkt sich im Zentrum des Bildes befindet, wird die Darstellung der Defekt-Echos getrennt in einem oder mehreren Echo- Amplituden-Bildern durchgeführt, die dauerhaft gespeichert und/oder für weitere Untersuchungen ausgedruckt werden können, während die entsprechenden Defekt- Bilder überlagert auf dem ursprünglichen Video-Schnittbild dargestellt werden.
Damit wird es möglich, die Anwendung der Erfindung in speziellen charakteristischen Situationen beispielhaft zu erklären, wobei 12 solcher typischen Situationen, die sich auf Gegenstände mit zwei ebenen und parallelen Oberflächen beziehen, im folgenden näher beschrieben werden. Für jemanden, der auf dem Gebiet der Ultraschall- Untersuchungen versiert ist, ist es leicht, diese Beschreibungen so zu erweitern, daß auch die Verwendung von Doppelprüfköpfen, Dreifachprüfköpfen oder von Mehrfachprüfköpfen umfaßt ist, ebenso wie die Untersuchung von T-Stößen, Verbundstahl, Rohrverbindungen und sogar komplizierteren Situationen, bei denen die Erfindung in gleicher Weise die Interpretation und Auswertung der Ergebnisse vereinfachen kann.
Weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung, teilweise als isometrische Ansicht und teilweise als Blockdiagramm, einer Ultraschall-Untersuchungsanordnung nach dem Stand der Technik, die den Hintergrund der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung eines Video- Schnittbildes (B-Abtast-Darstellung) mittels der Anordnung nach dem Stand der Technik von Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des in Fig. 2 erhaltenen Video- Schnittbildes und zeigt durch das Verfahren gemäß der Erfindung erzeugte Amplituden-Linienabschnitte, teilweise auf dem Schnittbild selber überlagert und teilweise als getrenntes Echo-Amplituden-Bild,
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines zur Fig. 3 hinzugefügten weiteren Schnittbildes, erzeugt durch Echo-Impulse, die von der Oberfläche einer hinteren Wand des Gegenstandes reflektiert wurden,
Fig 5 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung eines Bildes einer direkt reflektierenden Inhomogenität,
Fig. 6-9 zeigen ähnliche schematische Darstellungen von vier indirekten Reflexionen der in Fig. 5 gezeigten Inhomogenität,
Fig. 10-15 zeigen ähnliche schematische Darstellungen von möglichen Reflexionen bei Verwendung eines Kriechwellenwinkel-Prüfkopfes (creep wave angle probe), und
Fig. 16 zeigt eine schematische Darstellung einer "Geisterreflexion" einer anderen Inhomogenität, die in der gleichen Schnittebene liegt.
Figur 1 zeigt schematisch eine Ultraschall-Anordnung und -Verfahren nach dem Stand der Technik, wie sie in der oben genannten Internationalen Anmeldung WO/87/07026 zur Herstellung und Speicherung von Bildern von Inhomogenitäten 1 in einem Gegenstand 2 mit einer ebenen Oberfläche 3 offenbart sind. Ein Ultraschall-Prüfkopf 4 wird einen Abtastweg 5 entlangbewegt, wobei er kurze Impulse von Ultraschall- Engergie in einem Schallstrahl mit einer Mittelachse 6 in den Gegenstand hineinsendet. Einrichtungen 7,8 zur Erzeugung von Positionssignalen übermitteln digitale Signale mit Informationen über die Positionen von aufeinanderfolgenden Einfallspunkten 9 und Richtungen der Achse 6 in einem Koordinatensystem (x,y,z) mit einer festen Beziehung zum Gegenstand. Bei Empfang eines Echo-Impulses erzeugt eine Ultraschall- Vorrichtung 10 digitale Echo-Signale mit Informationen über die Amplitude des Echo- Impulses und über die Länge des Schallweges 11 vom Einfallspunkt 9 bis zum Reflexionspunkt 1.
Entsprechende Positions- und Echo-Impuls-Signale werden digitalen Rechen- und Steuereinrichtungen 12 zugeführt, die einen oder mehrere Matrix-Speicher 13, 19, 22 und 25 für die in der Untersuchung erzeugten Daten umfassen. Ein Videobildgerät 16 steuert die Abtast-Bewegung des Ultraschall-Prüfkopfes und das Funktionieren der Ultraschall-Vorrichtung und der digitalen Rechen- und Steuereinrichtung 12, und stellt Bilder dar, die von in den Matrix-Speichern 13, 19, 22 und 25 gespeicherten Daten abgeleitet sind. Eine Speichereinrichtung 17 ist zum Erzeugen von dauerhaften, elektronisch lesbaren Datensätzen der in den Matrix-Speichern gespeicherten Daten und von auf den Bildschirmgerät 16 dargestellten Bildern vorgesehen. Eine Druckeinrichtung 18 ist zum Erzeugen von Permanentdrucken von auf dem Bildschirmgerät dargestellten Bildern vorgesehen.
Figur 2 zeigt weiterhin schematisch die Betriebsweise der Untersuchungsanordnung nach dem Stand der Technik bei Herstellung eines Bildes (B-Abtast-Darstellung) einer Schnittebene 14 durch den Gegenstand 2. Der Prüfkopf 4 wird über die Oberfläche des Gegenstandes zu aufeinanderfolgenden Positionen 9, 9a, 9b, ... 9e bewegt. Für jede Position werden Daten, die Echo-Impuls-Amplituden, falls vorhanden, repräsentieren, gespeichert und zur Darstellung eines normalen vollständigen Schnittbildes auf dem Video-Bildschirmgerät 16 verwendet.
Es sollte angemerkt werden, daß die ebene Oberfläche 3 lediglich beispielhaft gezeigt ist. Die Oberfläche kann grundsätzlich jede Form, wie z. B. zylindrische oder sphärische aufweisen, wenn nur die Form die Oberfläche in Bezug auf die Koordinaten (x, y, z) definiert ist, und die digitalen Rechen- und Steuereinrichtungen entsprechend programmiert worden sind.
Die in dem Gegenstand vorhandene Inhomogenität 1 wird bei Punkt 33 im Schnittbild 30 der Figur 3 gezeigt. Die Figur 3 zeigt weiterhin die überlagerten Bilder der Linienabschnitte 32, 32a, 32b, 32c, die die Echo-Amplitudenwerte bezeichnen, die bei den entsprechenden Positionen 9, 9a, 9b, 9c des Ultraschall-Prüfkopfes erhalten wurden, und die gleichen Amplitudenwerte 35, 35a, 35b, 35c eines ausgewählten Bildpunktes 36 werden außerdem in einem getrennten Schnittbild 34 gezeigt. Die Linienabschnitte können als dicke Linien in einer anderen Farbe gezeigt werden, wahrend die Schallwege durch die dünnen Linien 31, 31a, 31b, 31c bezeichnet sein können.
Jedesmal, wenn ein Bildpunkt zur Untersuchung ausgewählt wird, beginnt eine Suche in den gesamten gespeicherten Echo-Amplitudenwerten. Für jeden Abstand 11, 11a, 11b, 11c wird eine Suche in den gespeicherten Werten durchgeführt, und wenn ein Echo bei der gesuchten Entfernung gefunden wird, wird es als Linienabschnitt im Schnittbild 30 und/oder 34 dargestellt, und das entsprechende Defekt-Bild 33 wird auf dem Schnittbild 30 überlagert dargestellt.
Es wird deutlich, in welcher Weise die Amplituden-Linienabschnitte bei der Auswertung der Ergebnisse der Untersuchung von großer Hilfe sein können. Jede Art Inhomogenität weist ein individuelles Muster von Echo-Amplituden auf, z. B. Ebenendefekte in rechten Winkel zur Defekt-Ebene, während Einschlüsse eine Tendenz haben, gleichmäßig in alle Richtungen zu reflektieren.
Figur 4 zeigt schematisch eine Suche nach reflektierten Echos der Inhomogenität 1. Für jede Entfernung 337, 37a, 37b, 37c wird eine Suche in den gespeicherten Echo-Werten durchgeführt, und wenn ein Echo bei der gesuchten Entfernung gefunden wird, wird es als Linienabschnitt 38, 38a, 38b, 38c des ausgewahlten Bildpunktes 39 im Schnittbild 40 dargestellt, und das entsprechende Defekt-Bild 41 wird auf dem Schnittbild 42 überlagert dargestellt. Die dünnen Linien 31, 31a, 31b, 31c und 43, 43a, 43b, 43c, die die gesuchten Schallwege bezeichnen, können während der Auswertungsphase der Ergebnisse der Untersuchung zu Informationszwecken zurückbehalten werden.
Figur 5 zeigt schematisch eine Schnittansicht 44 eines Ultraschall-Impulses 45, der von einem ersten Ultraschall-Winkelprüfkopf ausgesendet und von einer Inhomogenität 46 direkt zum Einfallspunkt 47 des Ultraschall-Strahles des Ultraschall-Prüfkopfes zurückreflektiert wurde. Das ist das erste verwendbare Echo, nach dem normalerweise gesucht und das in der getrennten Schnittansicht 48 des entsprechenden Bildpunktes 49 als Linienabschnitt 50 dargestellt wird.
Figur 6 zeigt eine Schnittansicht 51 eines Ultraschall-Impulses 52 der von einem ersten Ultraschall-Winkelprüfkopf als longitudinale Wellen eingestrahlt wurde, die zuerst als longitudinale Wellen 53 von der hinteren Wand des Gegenstandes reflektiert werden. Ein Teil der Wellen wird von einer Inhomogenität 54 auf dem gleichen Weg zurück zum Ultraschall-Prüfkopf reflektiert. In der getrennten Schnittansicht 55 des entsprechenden Bildpunktes 56 ist dieses reflektierte Echo als Linienabschnitt 57 dargestellt und das Defekt-Bild 51 kann dann dem Bild 44 überlagert werden.
Figur 7 zeigt eine Schnittansicht 57 eines Ultraschall-Impulses 59, der von einem ersten Ultraschall-Winkelprüfkopf als longitudinale Wellen eingestrahlt wurde, die zuerst als transversale Wellen 60 von der hinteren Wand des Gegenstandes reflektiert werden. Ein Teil der Wellen wird von einer Inhomogenität 61 auf dem gleichen Weg zurück zum Ultraschall-Prüfkopf reflektiert. In der getrennten Schnittansicht 61 des entsprechenden Bildpunktes 63 ist dieses reflektierte Echo als Linienabschnitt 64 dargestellt, und das Defekt-Bild 58 kann dann dem Bild 44 überlagert werden.
Die Figuren 8 und 9 zeigen Schnittansichten 65, 66 der Ultraschall-Impulse 67, 68, die von ersten Ultraschall-Winkelprüfköpfen als transversale Wellen eingestrahlt wurden, die als transversale Wellen 69 oder longitudinale Wellen 70 von der hinteren Wand des Gegenstandes reflektiert werden. Ein Teil der Wellen wird von Inhomogenitäten 71, 72 auf dem gleichen Weg zurück zum Ultraschall-Prüfkopf reflektiert. In getrennten Ansichten 73, 74 entsprechender Bildpunkte 75, 76 werden die reflektierten Echos als Linienabschnitte 77, 78 dargestellt, und die Defekt-Bilder 65, 66 können dann dem Bild 44 überlagert werden.
Es ist offensichtlich, in welcher Weise die Echobilder bei der Interpretation der Ergebnisse der Untersuchung von großer Hilfe sein können, und ebenso offensichtlich, in welcher Weise das Defekt-Bild 44 durch Hinzufügen der wichtigen Informationen der Defekt-Bilder 54, 61, 71 und 72 verbessert werden kann, was im Stand der Technik keine Beachtung findet.
Figur 10 zeigt eine Schnittansicht 79 eines Ultraschall-Impulses 80, der von einem ersten Ultraschall-Kriechwellenwinkelprüfkopf als Kriechwellen eingestrahlt wurde, die von einem Defekt 81 an oder unmittelbar unter der Oberfläche des Gegenstandes direkt zurück zum Einfallspunkt 82 des Schallstrahles des Ultraschallprüfkopfes reflektiert werden. Das ist ebenfalls ein verwendbares Echo, nach dem zuerst gesucht wird und das in der getrennten Schnittansicht 83 des entsprechenden Bildpunktes 84 als Linienabschnitt 85 dargestellt ist.
Ein Ultraschall-Kriechwellenwinkel-Prüfkopf sendet ebenso zweite transversale Wellen 86 aus, wie in Figur 11 gezeigt ist, die eine Schnittansicht 87 eines Ultraschall-Impulses solcher transversaler Wellen 88 von der hinteren Wand des Gegenstandes zeigt. Ein Teil der Wellen wird vom Defekt 89 an oder unmittelbar unter der Oberfläche des Gegenstandes zurück zum Ultraschall-Prüfkopf reflektiert. In der getrennten Schnittansicht 90 des entsprechenden Bildpunktes 91 ist dieses reflektierte Echo als Linienabschnitt 92 dargestellt, und das Defekt-Bild 87 kann dann dem Bild 79 überlagert werden.
Die Figuren 12 und 13 zeigen Schnittbilder 93 und 94, die auf zwei verschiedene Arten reflektierte transversale Wellen 95 und 96 darstellen. In Figur 12 wird die transversale Welle 95 in eine Kriechwelle 97 umgewandelt. Beim Defekt 98 in der hinteren Oberfläche wird die Welle in eine transversale Welle 99 umgewandelt, die an der vorderen Oberfläche als transversale Welle 100 reflektiert wird, die zum Einfallspunkt 101 des Schallstrahles zurückgespiegelt wird. Im getrennten Schnittbild 102 des entsprechenden Bildpunktes 103 ist diese reflektierte Welle als Linienabschnitt 104 dargestellt.
In Figur 13 wird die transversale Welle 96 zweimal als transversale Wellen 105 und 106 reflektiert, die beim Defekt 107 in eine longitudinale Welle 108 zurück zum Einfallspunkt 109 des Schallstrahles umgewandelt werden. In der getrennten Schnittansicht 100 des entsprechenden Bildpunktes 111 ist dieses reflektierte Echo als Linienabschnitt 112 dargestellt, und das Defekt-Bild 94 kann dann dem Defekt-Bild 93 überlagert werden.
Ein Ultraschall-Kriechwellenwinkel-Prüfkopf sendet ebenfalls zweite longitudinale Wellen aus, wie in Figur 14 gezeigt, die eine Schnittansicht 113 eines Ultraschall- Impulses solcher longitudinaler Wellen 114 darstellt, die vom Defekt 115 direkt zum Einfallspunkt 116 des Schallstrahles zurückreflektiert werden. In der getrennten Schnittansicht 117 des entsprechenden Bildpunktes 118 ist dieses reflektierte Echo als Linienabschnitt 119 dargestellt, und das Defekt-Bild kann wiederum dem Defekt-Bild 93 überlagert werden.
Figur 15 zeigt in der Schnittansicht 120 auf welche Weise Kriechwellen 121 von einem Kriechwellenwinkel-Prüfkopf an der Kante einer Stumpfschweißnaht 122 in transversale Wellen 123 umgewandelt werden können. Diese Wellen werden dann von einem Defekt 124 an oder unmittelbar unter der hinteren Oberfläche des Gegenstandes zurück zum Einfallspunkt 125 des Schallstrahles reflektiert. In einer getrennten Schnittansicht 126 des entsprechenden Bildpunktes 127 sind die reflektierten Wellen durch den Linienabschnitt 128 gekennzeichnet.
Schließlich zeigt Figur 16 als weiteres Beispiel in einer Schnittansicht 129, wie eine Ultraschallwelle 130 von einem Ultraschall-Winkelprüfkopf ein erstes Mal von einer Inhomogenität 131 als Ultraschallwelle 132 reflektiert werden kann, und dann ein zweites Mal von einer anderen Inhomogenität 133 als Ultraschallwelle 134 zurück zum Einfallspunkt 135 des Schallstrahles reflektiert wird. Diese fehlerhafte Reflexion ist in der getrennten Schnittansicht 136 des entsprechenden Bildpunktes 137 als Linienabschnitt 138 gezeigt. Auf diese Art und Weise ist es möglich, fehlerhaft reflektierte Echos und ihre entsprechenden "Geisterbilder" in der Schnittansicht 129 zu erkennen und zu ignorieren.
In den obigen Beispielen ist deutlich demonstriert, wie die Amplituden-Linienabschnitte ein sehr nützliches Werkzeug darstellen können, und zwar einerseits Online, während der Untersuchung, und andererseits während späterer Nachbehandlung bei der Erkennung von reflektierten Echos und der Nichtbeachtung falscher Echos. Gleichzeitig kann das Überlagern der Defekt-Bilder, die den gleichen Verfahren der Bildverbesserung und -filterung wie das Direktbild unterliegen können, wichtige Informationen hinzufügen, was im Stand der Technik nicht beachtet wird.
Selbstverständlich können verschiedene Modifikationen und Variationen des offenbarten Verfahrens angewendet werden, ohne daß damit der Umfang der neuen Lehren der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

1. Verfahren zur Darstellung von Reflexionscharaeristiken von reflektierenden Inhomogenitäten in einem sonst homogenen Gegenstand (2) mittels einer Impuls-Echo-Ultraschalluntersuchung, mit den Schritten des Bewegens zumindest eines Ultraschall-Prüfkopfes (4) über eine Oberfläche (3) des Gegenstandes (2), des Einstrahlens eines zumindest einen kurzen Impuls Ultraschall-Energie enthaltenden Schallstrahles in vorbestimmten Zeitintervallen in den Gegenstand (2) und des Empfangens von Echo-Impulsen von inneren Inhomogenitäten (1), des Erzeugens von Signalen, die Informationen über die entsprechenden aufeinanderfolgenden Positionen (9) der Einfallspunkte und über die Richtungen (11) der Mittelachse des Schallstrahles, und, bei Empfang eines Echo-Impulses, Informationen über die Amplitude des Echo-Impulses und über die Länge des Schallweges vom Einfallspunkt bis zum reflektierenden Punkt, der den Echo-Impuls auslöst, enthalten, und des Verwendens dieser Signale zur Anzeige eines Video-Defekt- Bildes (30) in einer B-Abtast-Darstellung einer Schnittebene durch den Gegenstand, das einen ausgewählten Bildpunkt (Pixel) (36, 39) enthält, der den Ort einer Inhomogenität in dem Gegenstand repräsentiert, wobei die Echo-Amplituden eines ausgewählten Ortes als Linienabschnitte dargestellt werden, die eine der Amplitude des Echos entsprechende Iäinge aufweisen, von dem Bildpunkt ausgehen, und in die Richtung der Projektion des an diesem Ort ankommenden Ultraschall-Impulses auf die Schnittfläche weisen, dadurch gekennzeichnet,

daß die die Informationen enthaltenden Signale als Digitalsignale erzeugt werden, die Speichervorrichtungen (13, 19, 22, 25) zugeführt und in ihnen gespeichert werden,

daß, nach der Erzeugung des Video-Defekt-Bildes (30, 40), zumindest ein möglicher Schallweg, der eine ausgewählte Schallweglänge aufweist und der den Bildpunkt und eine weitere Reflexion zusätzlich zu der Reflexion bei der durch den Bi1dpunkt repräsentierten Inhomogenität umfaßt, für eine bestimmte Position des Prüfkopfes (4) auf der Oberfläche (3) untersucht wird, in dem eine Suche indem Speichervorrichtungen nach einem Echo-Amplitudenwert für die ausgewählte Schallweglänge durchgeführt wird,

wobei beim Auffinden eines Echos, ein Linienabschnitt dem Video-Defekt-Bild (30) überlagert und/oder in zumindest einem zweiten getrennten Echo-Amplituden- Bild (34), in dem der ausgewählte Bildpunkt (33) sich im Zentrum (36) des Bildes befindet, dargestellt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Linienabschnitt dargestellt wird, der einem Impuls-Echo entspricht, das von dem Ort zum Einfallspunkt (47) des Schallstrahles des Ultraschall-Prüfkopfes (4) zurückreflektiert worden ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Ultraschall-Prüfkopf (4) in den Gegenstand eingestrahlte Impuls aus longitudinalen Wellen (52) besteht, die zuerst als longitudinale Wellen (53) von einem Reflexionspunkt an einer hinteren Oberfläche des Gegenstandes, die der Einfallsoberfläche gegenüberliegt, in Richtung des Ortes reflektiert werden, und daß ein Linienabschnitt dargestellt wird, der einer von dem Ort (54) auf dem gleichen Weg zum Einfallspunkt zurückreflektierten Welle entspricht, wobei, wenn die Amplitude der reflektierten Welle einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, das somit hergestellte getrennte Echo-Amplituden-Bild (55) dem Video-Defekt-Bild überlagert dargestellt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Ultraschall-Prüfkopf (4) in den Gegenstand eingestrahlte Impuls aus longitudinalen Wellen (59) besteht, die zuerst als transversale Wellen (60) von einem Reflexionspunkt an einer hinteren Oberfläche des Gegenstandes, die der Einfallsoberfläche gegenüberliegt, in Richtung des Ortes reflektiert werden, und daß ein Linienabschnitt dargestellt wird, der einer von dem Ort (61) auf dem gleichen Weg zum Einfallspunkt zurückreflektierten Welle entspricht, wobei, wenn die Amplitude der reflektierten Welle einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, das somit hergestellte getrennte Echo-Amplituden-Bild (62) dem Video-Defekt-Bild überlagert dargestellt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Ultraschall-Prüfkopf in den Gegenstand eingestrahlte Impuls aus transversalen Wellen (67) besteht, die zuerst als transversale Wellen (69) von einem Reflexionspunkt an einer hinteren Oberfläche des Gegenstandes, die der Einfallsoberfiäche gegenüberliegt, in Richtung des Ortes reflektiert werden, und daß ein Linienabschnitt dargestellt wird, der einer von dem Ort (71) auf dem gleichen Weg zu dem Einfallspunkt zurückreflektierten Welle entspricht, wobei, wenn die Amplitude der reflektierten Welle einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, das somit hergestellte getrennte Echo-Amplituden-Bild (73) dem Video-Defekt-Bild überlagert dargestellt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Ultraschall-Prüfkopf in den Gegenstand eingestrahlte Impuls aus transversalen Wellen (68) besteht, die zuerst als longitudinale Wellen (70) von einem Reflexionspunkt an einer hinteren Oberfläche des Gegenstandes, die der Einfallsoberfläche gegenüberliegt, in Richtung des Ortes reflektiert werden, und daß ein Linienabschnitt dargestellt wird, der einer von dem Ort auf dem gleichen Weg zum Einfallspunkt zurückreflektierten Welle entspricht, wobei, wenn die Amplitude der reflektierten Welle einen bestimmten Grenzwert überschreitet, das somit hergestellte getrennte Echo-Amplituden-Bild (74) dem Video-Defekt-Schnittbild überlagert dargestellt wird.

7. Verfahren gemaß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Ultraschall-Kriechwellenwinkel-Prüfkopf in den Gegenstand eingestrahlter Ultraschall-Impuls als Kriechwelle (creep wave) (80) direkt von einem Ort an oder unmittelbar unter der vorderen Oberfläche des Gegenstandes zum gleichen Ultraschall-Prüfkopf zurückreflektiert wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Ultraschall-Kriechwellenwinkel-Prüfkopf in den Gegenstand eingestrahlter Impuls aus transversalen Wellen (86) besteht, die zuerst als transversale Wellen (88) von einem Reflexionspunkt an einer hinteren Oberfläche des Gegenstandes, die der Einfallsoberfiäche gegenüberliegt, in Richtung des Ortes reflektiert werden, und daß ein Linienabschnitt dargestellt wird, der einer von einem Defekt (89) an oder unmittelbar unter der vorderen Oberfläche des Gegenstandes den gleichen Weg zum Einfallspunkt zurückreflektierten Welle entspricht, wobei, wenn die Amplitude der reflektierten Welle einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, die somit hergestellte getrennte Echo-Amplitude (90) dem Video-Defekt-Bild überlagert dargestellt wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Ultraschall-Kriechwellenwinkel-Prüfkopf als transversale Wellen (95) in den Gegenstand eingestrahlter Impuls an einem Reflexionspunkt an einer hinteren Oberfläche in Kriechwellen (97) umgewandelt wird, die von einem Defekt (98) an oder unmittelbar unter der hinteren Oberfläche als transversale Wellen (99) reflektiert werden, die ein zweites Mal von der vorderen Oberfläche des Gegenstandes reflektiert werden und ein drittes Mal von der hinteren Oberfläche als transversale Wellen reflektiert werden, die zuletzt zum Einfallspunkt (101) zurückreflektiert werden, wobei, wenn die Amplitude der reflektierten Wellen einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, das somit hergestellte getrennte Echo-Amplituden-Bild (102) dem Video-Defekt-Bild überlagert dargestellt wird.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Ultraschall-Kriechwellenwinkel-Prüfkopf als transversale Wellen (96) in den Gegenstand eingestrahlter Impuls zuerst als transversale Wellen (105) zurück zur vorderen Oberfläche, dann als transversale Wellen (106) zur hinteren Oberfläche reflektiert wird, wo ein Defekt (107) an oder unmittelbar unter der Oberfläche den Impuls als longitudinale Wellen (108) reflektiert, die zuletzt am Einfallspunkt des Ultraschall-Prüfkopfes wieder empfangen werden, wobei, wenn die Amplitude der reflektierten Wellen einen vorbestimmten Grenzwert uberschreitet, das somit hergestellte getrennte Echo-Amplituden-Bild (110) dem Video-Defekt-Bild überlagert dargestellt wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Ultraschall-Kriechwellenwinkel-Prüfkopf als longitudinale Wellen (114) in den Gegenstand eingestrahlter Impuls von einem Defekt (115) an oder unmittelbar unter einer hinteren Oberfläche als longitudinale Welle (114) direkt zurück zum Einfallspunkt (116) zurückreflektiert wird, wobei, wenn die Amplitude der reflektierten Welle einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, das somit hergestellte getrennte Echo-Amplituden-Bild (117) dem Video-Defekt-Bild überlagert dargestellt wird.

12. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Ultraschall-Kriechwellenwinkel-Prüfkopf als Kriechwelle (121) enflang der vorderen Oberfläche des Gegenstandes eingestrahlter Impuls an der Kante einer Stumpfschweißnaht (122) in transversale Wellen (123) umgewandelt wird, die von einem Defekt (124) an oder unmittelbar unter einer hinteren Oberfläche als longitudinale Wellen reflektiert werden, die zuletzt am Einfallspunkt (125) wieder empfangen werden, wobei, wenn die Amplitude der reflektierten Wellen einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, das somit hergestellte getrennte Echo-Amplituden-Bild (126) dem Defekt-Bild überlagert dargestellt wird.

13. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Ultraschall-Prüfkopf in den Gegenstand eingestrahlter Ultraschall-Impuls zuerst an einer ersten inneren Inhomogenität (131) reflektiert wird, dann ein zweites Mal von einer zweiten inneren Inhomogenität (133) reflektiert wird, und zuletzt am Einfallspunkt (135) des Ultraschall-Winkel-Prüfkopfes wieder empfangen wird.